中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院 張曉峰 施芯樂(lè)
自從20世紀(jì)初人類(lèi)發(fā)明了大規(guī)模生產(chǎn)方式以來(lái),企業(yè)主流管理模式的演變已經(jīng)歷了大規(guī)模生產(chǎn)方式、精益生產(chǎn)方式和虛擬企業(yè)管理3個(gè)階段。隨著2007年美國(guó)次貸危機(jī)所引發(fā)的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī),精益管理作為21世紀(jì)的主流管理模式已初步呈現(xiàn)[1]。精益生產(chǎn)是美國(guó)麻省理工學(xué)院數(shù)位國(guó)際汽車(chē)計(jì)劃 (International Motor Vehicle Program)組織的專(zhuān)家對(duì)日本豐田準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)(Just In Time,JIT)生產(chǎn)方式的贊譽(yù)稱(chēng)呼。精,即少而精,不投入多的生產(chǎn)要素,只是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間生產(chǎn)必要數(shù)量的市場(chǎng)急需產(chǎn)品(或下道工序急需的產(chǎn)品);益,即所有經(jīng)營(yíng)活動(dòng)都要有益有效,具有經(jīng)濟(jì)效益。精益生產(chǎn)是戰(zhàn)后日本汽車(chē)工業(yè)遭到 “資源稀缺”和“多品種、少批量”的市場(chǎng)制約的產(chǎn)物。精益生產(chǎn)(Lean Production)既是一種最大限度的減少企業(yè)生產(chǎn)所占用的資源和降低企業(yè)管理和運(yùn)營(yíng)成本為主要目標(biāo)的生產(chǎn)方式,又是一種理念、一種文化。實(shí)施精益制造的過(guò)程就是決心追求完美、追求卓越,就是精益求精、盡善盡美,為實(shí)現(xiàn)7個(gè)零(零轉(zhuǎn)工、零庫(kù)存、零浪費(fèi)、零缺陷、零故障、零停滯、零事故)的終極目標(biāo)而不斷努力的過(guò)程。精益生產(chǎn)通常是按照確定價(jià)值、價(jià)值流、流動(dòng)、拉動(dòng)、盡善盡美的基本原則和管理路徑開(kāi)展工作[2]。以實(shí)現(xiàn)零庫(kù)存、高柔性(多品種)、無(wú)缺陷的目標(biāo)[3]。
作為傳統(tǒng)的航空制造企業(yè),其產(chǎn)品決定了企業(yè)生產(chǎn)制造系統(tǒng),保持滿(mǎn)足“訂貨型”——多品種、小批量,科研生產(chǎn)高度交叉的離散型產(chǎn)品制造系統(tǒng)的特點(diǎn)。生產(chǎn)線多采用工藝專(zhuān)業(yè)化布置,其產(chǎn)品因價(jià)值高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,技術(shù)要求高,需要嚴(yán)格細(xì)致的過(guò)程質(zhì)量控制,產(chǎn)品移動(dòng)采取順序移動(dòng)方式,造成產(chǎn)品總裝交付生產(chǎn)線生產(chǎn)能力不足,產(chǎn)品交付周期長(zhǎng),生產(chǎn)效率低,不能滿(mǎn)足用戶(hù)迫切的需求等問(wèn)題。近年來(lái),由于用戶(hù)對(duì)航空產(chǎn)品需求的日益增加,該生產(chǎn)線長(zhǎng)期承擔(dān)著數(shù)倍于生產(chǎn)線設(shè)計(jì)能力的任務(wù),生產(chǎn)交付計(jì)劃受到影響,生產(chǎn)線柔性下降,不能滿(mǎn)足多品種、小批量,科研生產(chǎn)高度交叉的任務(wù)需求。職工加班加點(diǎn)增加,長(zhǎng)期疲勞工作,質(zhì)量安全隱患有所顯露。急需通過(guò)精益改善工作的實(shí)施,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍固化,交付周期縮短,生產(chǎn)服務(wù)保障工作滿(mǎn)足任務(wù)需求,促使生產(chǎn)線步入常態(tài)化管理狀態(tài),實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定批產(chǎn)。
借鑒先進(jìn)企業(yè)成功的管理經(jīng)驗(yàn),運(yùn)用精益生產(chǎn)理論和工具,按照選題、策劃分析、改善落實(shí)、跟蹤保持的四步流程,針對(duì)產(chǎn)品總裝交付任務(wù)量大幅增加,生產(chǎn)節(jié)拍變化明顯,生產(chǎn)線柔性下降等問(wèn)題,希望通過(guò)精益改進(jìn)工作的開(kāi)展,落實(shí)一個(gè)“理”字——利用價(jià)值流程圖(Value Stream Mapping),充分識(shí)別阻礙生產(chǎn)效率提高的主要問(wèn)題、存在的浪費(fèi)及其產(chǎn)生根源,設(shè)法采取有效措施予以改善;關(guān)注一個(gè)“流”字——從產(chǎn)品交付出廠開(kāi)始,逆向拉動(dòng)生產(chǎn)(Pull),在生產(chǎn)過(guò)程中推行單件流(Single Piece Flow),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)組織的精益化變革,提高生產(chǎn)效率;強(qiáng)調(diào)一個(gè)“準(zhǔn)”字——根據(jù)用戶(hù)需求,固化生產(chǎn)節(jié)拍(Takt Time),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線內(nèi)部物流、信息流、工作流的準(zhǔn)時(shí)化,提高系統(tǒng)響應(yīng)能力,以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為中心,形成內(nèi)外互動(dòng)順暢,工作銜接緊密,服務(wù)保障到位,任務(wù)推進(jìn)迅速的生產(chǎn)運(yùn)作模式;實(shí)現(xiàn)一個(gè)“平”字——通過(guò)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Standard Work)、目視管理(Visual Control)以及6S為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)單元(Work Cells)的建立,保持生產(chǎn)線穩(wěn)定高效運(yùn)作。
圖1 改善前價(jià)值流程示意圖Fig.1 Value flow chart before improvement
利用現(xiàn)狀觀察表、時(shí)間觀察表、生產(chǎn)流程描述表和工作量描述表,對(duì)流程進(jìn)行觀察、跟蹤、記錄,繪制流程改善前價(jià)值流程圖如圖1所示。
繪制改善前價(jià)值流程圖,就是逆向的將原材料接收到產(chǎn)品提供客戶(hù)的整個(gè)過(guò)程的全部活動(dòng),用價(jià)值流程圖的形式予以再現(xiàn),從中發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)及其產(chǎn)生的根源,并按其重要次序著手實(shí)施改善。從圖1中可知:
觀察點(diǎn)1:現(xiàn)有流程周期效率:增值時(shí)間/交付周期,流程效率較低;
按照客戶(hù)的實(shí)際需求,流程應(yīng)達(dá)到的節(jié)拍時(shí)間(Takt Time,T/T)
T/T=有效工作時(shí)間/需要的產(chǎn)量
目標(biāo)前置時(shí)間(L/T)=T/T×目標(biāo)產(chǎn)量,說(shuō)明流程可改善空間很大;
觀察點(diǎn)2:在產(chǎn)品順序移動(dòng)狀態(tài)下,流程中各工序間都存在不同數(shù)量的工序間在制品(WIP,Work in Process),造成相鄰兩工序之間的等待時(shí)間長(zhǎng),生產(chǎn)周期長(zhǎng);
觀察點(diǎn)3:生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng),延長(zhǎng)了生產(chǎn)周期;
觀察點(diǎn)4:生產(chǎn)管理信息以推動(dòng)方式,傳達(dá)到生產(chǎn)線的各個(gè)工序,未形成基于客戶(hù)需求的拉動(dòng)式生產(chǎn)信息傳遞方式。
同時(shí),生產(chǎn)線還存在:生產(chǎn)空間組織不合理,產(chǎn)品人員移動(dòng)距離長(zhǎng),職工工作強(qiáng)度大,生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)缺乏可視化管理等問(wèn)題。
客戶(hù)的需求決定了流程的節(jié)拍(T/T),以節(jié)拍為基準(zhǔn)對(duì)(如圖2)觀察,可以看出:每個(gè)工序的周期時(shí)間差異很大,由此帶來(lái)流程間庫(kù)存問(wèn)題、斷續(xù)流問(wèn)題、增值時(shí)間比率小問(wèn)題、制造時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。需要對(duì)流程進(jìn)行產(chǎn)能平衡。產(chǎn)能平衡就是按照節(jié)拍對(duì)流程中各工序整合,實(shí)現(xiàn)物的流動(dòng)、人的多能化、設(shè)備的流水少人化,在相對(duì)整合的工序內(nèi)部形成連續(xù)流動(dòng),工序間運(yùn)用超市銜接、拉動(dòng)作用,平衡各工序間的工作負(fù)擔(dān),消除流程間、 工序間的停滯和浪費(fèi),達(dá)到連續(xù)高效生產(chǎn)。
圖3為產(chǎn)能平衡后的各工序負(fù)荷情況。各工序均實(shí)現(xiàn)以節(jié)拍為基準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)相對(duì)均衡,對(duì)超出節(jié)拍的工序,可以通過(guò)其他方式予以改善(具體見(jiàn)第7節(jié): 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)作業(yè))。
基于以上思想,從滿(mǎn)足客戶(hù)需求出發(fā),設(shè)計(jì)未來(lái)價(jià)值流程圖,提升流程效率。理想的未來(lái)價(jià)值流程圖見(jiàn)圖4。
圖4中:(1)根據(jù)客戶(hù)的需求,確定產(chǎn)品交付節(jié)奏;(2)根據(jù)任務(wù)節(jié)拍固化生產(chǎn)流程,將工序進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),縮短生產(chǎn)周期;(3)生產(chǎn)信息僅下達(dá)至最終工序,實(shí)現(xiàn)拉動(dòng)生產(chǎn);(4)各工序見(jiàn)建立“超市”,保證連續(xù)流動(dòng)生產(chǎn);(5)運(yùn)用“看板”傳遞生產(chǎn)信息;(6)后工序向前拉動(dòng);(7)按照“先進(jìn)先出”的原則移動(dòng)產(chǎn)品。
通過(guò)改善可以實(shí)現(xiàn)消除浪費(fèi)、縮短生產(chǎn)周期、提高效率的目的。
圖2 操作時(shí)間Fig.2 Operstion time
圖3 產(chǎn)能平衡后的工序能力負(fù)荷Fig.3 Workload after the capacity balance
圖4 未來(lái)價(jià)值流程示意圖Fig.4 Diagram of future value stream
生產(chǎn)線布局的優(yōu)化,就是要突破裝配生產(chǎn)線設(shè)備相對(duì)固定,人、產(chǎn)品以設(shè)備為中心,反復(fù)周轉(zhuǎn),相對(duì)移動(dòng)距離長(zhǎng)的限制。結(jié)合整合后的工序建立相對(duì)獨(dú)立的生產(chǎn)單元(Work Cells),單元內(nèi)部采用“U型”或“一型”布局,明確原材料及單元成品的出入口,固化設(shè)備實(shí)施安置位置,明確各生產(chǎn)單元內(nèi)部工具、工裝、量具配置明細(xì),單元外部用大U型布局將各個(gè)生產(chǎn)單元進(jìn)行串聯(lián),形成完整的生產(chǎn)線,使用看板傳遞流程中的生產(chǎn)信息,形成人流、物流、信息流有序、高效運(yùn)作。
生產(chǎn)準(zhǔn)備周期決定了相鄰兩批(兩型)產(chǎn)品間切換的效率,通過(guò)加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)線上游配套提供情況的預(yù)測(cè),提前拉動(dòng),實(shí)現(xiàn)早安排、早準(zhǔn)備、早實(shí)施。通過(guò)實(shí)施并行工作,當(dāng)批次產(chǎn)品裝配的同時(shí),開(kāi)展后續(xù)批次的準(zhǔn)備工作,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接。通過(guò)業(yè)務(wù)流程整合,把配套件保管、儲(chǔ)存、分類(lèi)、分揀和輸送連成一個(gè)整體,通過(guò)配套件的生產(chǎn)配送,實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的服務(wù)”,提高流程效率。
如圖3所示,流程進(jìn)行整合后,個(gè)別工序組出現(xiàn)超出用戶(hù)需求節(jié)拍的現(xiàn)象,在流程中會(huì)產(chǎn)生停滯和浪費(fèi),造成工序間銜接不暢。可以組織工程技術(shù)人員和操作人員,結(jié)合裝配規(guī)范,開(kāi)展動(dòng)作分析,細(xì)化操作規(guī)范,適當(dāng)整合工步,消除流程中的浪費(fèi),編制標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)書(shū),運(yùn)用作業(yè)組合票,反復(fù)推演動(dòng)作的合理性、高效性,加強(qiáng)職工培訓(xùn),力求每個(gè)操作員都能達(dá)到要求,縮短工序組的作業(yè)時(shí)間,滿(mǎn)足流程要求。
傳統(tǒng)的生產(chǎn)服務(wù)保障方式,一般采取“現(xiàn)場(chǎng)提出需求—提交現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度—調(diào)度協(xié)調(diào)安排—組織實(shí)施保障”的方式,從產(chǎn)生保障需求到實(shí)施服務(wù)保障之間往往因諸多不確定性,造成不必要的等待。為消除時(shí)滯產(chǎn)生的浪費(fèi),依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)書(shū),在流程中推行準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn),形成基于工序排產(chǎn)計(jì)劃的生產(chǎn)坐標(biāo),管理人員每批任務(wù)開(kāi)工前,按照生產(chǎn)坐標(biāo),編制準(zhǔn)時(shí)化的生產(chǎn)服務(wù)保障計(jì)劃,與現(xiàn)場(chǎng)充分溝通后,組織實(shí)施,保證了當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)需要的時(shí)候,服務(wù)保障工作準(zhǔn)時(shí)提供到需要的地點(diǎn)。
按照整理(Seiri)、整頓(Seiton)、清掃(Seiso)、清潔(Seiktsu)、教養(yǎng)(Shitsuke)的要求,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展5S管理活動(dòng),按照一步原則布局生產(chǎn)單元內(nèi)的設(shè)備、設(shè)施。貨架、置物臺(tái)上物品的擺放按照45°原則,實(shí)現(xiàn)伸手可及,對(duì)工具、工裝進(jìn)行整理,按照工序裝配需求,將必要的工具工裝組合到專(zhuān)用工具托盤(pán)中,直接送達(dá)工位,實(shí)現(xiàn)工具取用零耗時(shí),達(dá)到物歸其位、干凈整潔、隨時(shí)可用的管理目標(biāo)。
按照作業(yè)管理、物品管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、安全管理分門(mén)別類(lèi)的設(shè)置生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息提示板,達(dá)到一望便知(任何人看了就知道)、一目了然(可有效傳達(dá)有關(guān)信息)、觸目驚心(實(shí)現(xiàn)明顯的提示和警告作用)、見(jiàn)賢思齊(提供標(biāo)準(zhǔn)化的樣板,達(dá)到效仿的目的)、見(jiàn)景思情(激發(fā)聯(lián)想萌生創(chuàng)意)的目的。
通過(guò)對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析,尋找流程中不增值的環(huán)節(jié),追其產(chǎn)生的根源,通過(guò)流程改善、生產(chǎn)空間改善、工藝技術(shù)改進(jìn)、計(jì)劃管理手段改進(jìn)和現(xiàn)場(chǎng)物流規(guī)范等一系列措施,可以使交付周期大大縮短,實(shí)現(xiàn)流程安定化、工作平準(zhǔn)化、效率增值化的預(yù)期目標(biāo)。
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