劉 蓉，崔 耕，鄒振東

(武漢理工大學 機電工程學院，湖北 武漢 430070)

在當前以客戶為中心的制造業(yè)市場環(huán)境下，精益管理得到日益廣泛的應用。然而，對精益實施進行系統(tǒng)評價與分析的研究則相對較少，現(xiàn)存的絕大多數(shù)研究主要集中于對精益生產(chǎn)這一理念的清晰闡述，而很少回答如何實現(xiàn)精益，從何處入手推進精益的問題[1]?，F(xiàn)實中，很多生產(chǎn)組織尤其是中小型企業(yè)的決策主要依賴于管理人員的主觀判斷，在實施過程中，不科學的決策可能導致投入較高卻難以取得明顯改善效果，甚至引發(fā)員工不滿，帶來負面效果。這將導致在實際生產(chǎn)中精益管理難以順利推行[2]。筆者構(gòu)建了一種適用于專用車裝配企業(yè)的精益生產(chǎn)實施評價模型，其能夠客觀衡量企業(yè)的精益績效，輔助企業(yè)管理人員精確識別企業(yè)實施精益生產(chǎn)的優(yōu)勢與不足，從而指導企業(yè)的精益實施。

1 專用車裝配企業(yè)精益評價指標體系

1.1 專用車裝配企業(yè)戰(zhàn)略目標

筆者應用平衡計分卡的相關(guān)原理和方法分析影響企業(yè)戰(zhàn)略目標實現(xiàn)的影響因素。以生產(chǎn)組織的戰(zhàn)略和共同愿景為出發(fā)點，將其轉(zhuǎn)化為顧客、財務、內(nèi)部流程和學習與成長4個方面的具體內(nèi)容，根據(jù)這些具體內(nèi)容確定績效評價指標[3]。

(1)顧客。專用車裝配企業(yè)處于供應鏈的下游位置，產(chǎn)品較為特殊且功能單一，主要應用于少數(shù)特殊場合。其市場需求量較為穩(wěn)定，良好的客戶關(guān)系是企業(yè)生存發(fā)展的保障，企業(yè)應具備在較短時間內(nèi)提供高質(zhì)量多種類產(chǎn)品的能力。因此，顧客層面的目標包括縮短交付時間、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)品種類。

(2)財務。專用車裝配企業(yè)的核心原料是汽車底盤，成品和原材料價值都較大，產(chǎn)品附加值較低。因此，企業(yè)在財務方面的主要目標為通過縮短供貨、交貨時間提高資金周轉(zhuǎn)率，并盡可能降低各種成本。

(3)內(nèi)部流程。生產(chǎn)過程是內(nèi)部流程的重要環(huán)節(jié)，企業(yè)應著力解決生產(chǎn)過程中存在的問題，減少生產(chǎn)過程中的各種浪費，提高生產(chǎn)效率，簡化其他流程以便更好地為生產(chǎn)過程服務。

(4)學習與成長。專用車裝配企業(yè)產(chǎn)品附加值較低，生產(chǎn)工藝為剪板、折彎、焊接等簡單的金屬工藝，員工的職業(yè)素養(yǎng)及技術(shù)水平對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。因此該層面的主要目標為通過培訓員工提高企業(yè)所有人員的整體業(yè)務能力。

基于上述分析，專用車裝配企業(yè)精益指標體系設計架構(gòu)如圖1所示。

圖1 專用車裝配企業(yè)精益指標體系設計架構(gòu)

7個精益維度與精益生產(chǎn)定義的7大浪費的關(guān)系如表1所示，每個精益維度都能體現(xiàn)精益實施的某一方面。

表1 精益維度與7大浪費的關(guān)系

1.2 精益評價指標體系的構(gòu)建

僅僅考慮單方面的因素可能會產(chǎn)生偏差。定量指標通過直接的測量值呈現(xiàn)企業(yè)目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀；定性指標則主要描述以精益生產(chǎn)推進能力為導向的企業(yè)精益文化因素。因此，綜合評價指標體系包含兩種指標，從而能夠得出整體角度的評估結(jié)果[4]。

精益評價概念模型一共包含3個層次。第一層為定量和定性兩種性質(zhì)的影響因素，第二層為每種影響因素包含的維度，第三層為影響每個維度的次級精益指標。圖2為精益評價概念模型。其中，定量指標包含7個維度的24個變量，如表2所示。定性指標一共包含了4個維度的12個變量，如表3所示。

2 定性指標的定量化

對于評價模型，需要將定性指標轉(zhuǎn)換為定量指標。定性指標的概念具有模糊性，差異和變化難以明確表達，因此需對評價對象進行客觀描述和分析來反映評價結(jié)果[5]。筆者采用基于模糊數(shù)學對定性精益指標進行定量分析。

圖2 精益評價概念模型

表2 定量指標體系

表3 定性指標體系

2.1 定性評價指標體系及評價團

精益績效指標體系為三層結(jié)構(gòu)，所有需要量化的定性指標構(gòu)成的評價指標體系，如圖3所示。其中，X為綜合評價結(jié)果，X1，X2，X3，X4為4個精益維度，Xij為各維度的精益指標，其中i表示維度，j表示相關(guān)維度下的指標次序。

評價團包括專家組及普通組，W1為專家組權(quán)重，W2為普通組權(quán)重，其滿足：W1,W2≥0;W1+W2=1。W=(W1,W1)為評價團的權(quán)重集。專家組包括企業(yè)各部門專家及有關(guān)領導，普通組由相關(guān)工作人員構(gòu)成，如一線操作人員。避免了傳統(tǒng)的專家評審法僅考慮專家意見，忽略了一線人員的意見，評價結(jié)果的準確性難以保證的問題[6]。

圖3 三層定性精益指標體系

2.2 模糊評價模型

2.2.1 建立定性精益指標層次結(jié)構(gòu)模型

將精益實施的目標，影響精益實施結(jié)果的所有定性指標和評價對象按照相關(guān)性分為最高層、中間層和最低層[7]，得到定性指標層次結(jié)構(gòu)圖，如圖4所示。

圖4 定性精益指標層次結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 構(gòu)造定性精益指標成對比較矩陣

基于所有定性精益指標兩兩相比的重要性差異，構(gòu)造判斷矩陣，設aij為矩陣中第i個指標相對于第j個指標的重要性標度，aij的值按照以下原則取得：若指標i和指標j重要性一致，則aij=1；若指標i比指標j略重要，則aij=3；若指標i比指標j明顯重要，則aij=5；若指標i比指標j強烈重要，則aij=7；若指標i比指標j極端重要，則aij=9；若指標i和指標j重要性與上述所描述的相反，則aij取相應值的倒數(shù)；2,4,6,8為中間值。

2.2.3 計算定性精益指標權(quán)重

采用5個語言變量:極好、較好、一般、較差、極差以描述每個定性指標的模糊評語，設語言變量為W=(w1,w2,w3,w4,w5)，分別表示從極差到極好的5個語言變量[8]。設rij為第i個定性指標對第j級語言變量的隸屬度，所有指標隸屬度構(gòu)成一個模糊評價矩陣R。

rij的計算公式為：

(1)

式中：tij為第i個指標所對應不同類型語言變量的數(shù)量，表示評價團的所有評價結(jié)果中i個指標對應的第j級語言變量的數(shù)量有tij個。

基于模糊矩陣合成運算，得到綜合評價模型：

pj=max(min(ai,rij))

(2)

式中：min(ai,rij)為ai與rij中的較小值；pj為所有的min(ai,rij)中的最大值，其中j=1,2,3,…，n。

對集合P=(p1,p2,…,pn)進行歸一化處理得：

(3)

(4)

設列向量F為語言變量對應的具體分值集合，基于所有5個模糊區(qū)間，應用等差打分法可計算得到該列向量中的所有元素，計算公式為：

(5)

式中：fi為每個語言變量所對應的具體評價分值；n為語言變量的總數(shù)，n=5。

最終評價結(jié)果是一個代數(shù)值，其為綜合評價結(jié)果向量P*與分值向量F的乘積。

Z=P*·F

(6)

式中：Z為最終評價結(jié)果的代數(shù)值。

3 定量指標測量值的集對分析

按照對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響所有評價指標可分為兩類：正面指標和負面指標。正面指標對系統(tǒng)整體的精益水平有積極影響，如客戶滿意度、員工參與度和供應商關(guān)系等，這些變量的值越大，企業(yè)的精益水平越高。負面指標對系統(tǒng)整體的精益水平有消極影響，如不良率、庫存量和運輸距離等。負面指標的值與企業(yè)整體精益程度成反比[9]。

對各精益指標設定5個級別，1級代表最差，5級代表最好。正面精益指標、負面精益指標在各級別的聯(lián)系數(shù)計算公式分別為：

μ(Xi)=

(7)

μ(Xi)=

(8)

式中：Xi為精益指標的測量值；μ(Xi)為指標Xi的測量值在分級下的聯(lián)系數(shù)；a1,a2,…,a5為1～5級分級的限值；i1,i2,i3,j為1～5級分級的聯(lián)系數(shù)，其取值范圍為區(qū)間[-2,1]，將該區(qū)間4等分，取各分點值依次為4個聯(lián)系數(shù)的值。

4 專用車裝配企業(yè)精益績效評價實例

以某專用車制造企業(yè)的精益革新項目為研究實例。為了提升企業(yè)的精益水平，某精益實施小組開展了在數(shù)個車間推進5S，看板管理，ERP(enterprise resource planning)等生產(chǎn)管理活動，首要任務便是了解企業(yè)各個維度的精益績效水平。

4.1 定性指標的定量化

筆者所提出的專用車裝配業(yè)精益評價指標體系中定性指標數(shù)量較多，由于篇幅限制，本節(jié)僅給出工藝維度的定性指標定量分析過程，其他維度按照相同方法計算。

工藝維度的3個定性指標成對比較矩陣及權(quán)重如表4所示，權(quán)重集合A=(0.649 1,0.071 9,0.279 0)。

表4 工藝維度比較矩陣及權(quán)重

評價團由5名專家組成，故W1=1，W2=0。與語言變量集合W對應的分數(shù)集合為F=(0，20，40，60，80)，模糊評價矩陣為：

(9)

綜合評價結(jié)果如式(10)所示，進行歸一化處理后的結(jié)果如式(11)所示。

Pn=(0.649 1，0.200 0，0.279 0，0.200 0，0)

(10)

(11)

最終評價結(jié)果為向量P*和向量F的點乘所得代數(shù)值，結(jié)果如下：

Z=P*·F=20

(12)

因此，該生產(chǎn)組織工藝維度定性指標的總得分為20，同理可得其他3個維度的精益指數(shù)及各精益維度的權(quán)重，結(jié)果如表5所示。

表5 定性指標各維度精益指數(shù)及權(quán)重

4.2 定量指標的集對分析聯(lián)系數(shù)

指標P3的過程能力指數(shù)聯(lián)系數(shù)的計算過程如下，其他指標按照相同方法計算。為使得評價結(jié)果盡可能客觀，且能夠反映樣本車間與標桿企業(yè)的差距，文中的5級等級劃分基本參照豐田汽車的相關(guān)標準[10]。指標P3所對應的分級限值分別為：a1=0.67,a2=1.00,a3=1.33,a4=1.67,a5=2.00。

將區(qū)間[-1,1] 4等分，各分點值依次記為i3,i2,i1，令j=-1。定量指標P3的過程能力指數(shù)為正面指標，聯(lián)系數(shù)的計算方法如式(7)所示，樣本數(shù)據(jù)為0.9，計算結(jié)果如下：

(13)

同理可得基于主成分的指標體系中所有定量指標的聯(lián)系數(shù)，結(jié)果如表6所示。

表6 定量指標精益聯(lián)系數(shù)

各維度所包含精益指標數(shù)量不同，須進行歸一化處理，取各維度所包含所有三級指標聯(lián)系數(shù)的平均值為其精益指數(shù)，繪制雷達圖如圖5所示。通過使用雷達圖，可以直觀反映企業(yè)各維度的精益水平。雷達圖的不同半徑代表不同的精益維度，其中心代表最低水平，越遠離中心代表數(shù)值越大，精益水平越高。

由圖5可知，樣本車間在質(zhì)量和物流維度表現(xiàn)較為突出，而在其他維度水平較差，尤其是人員和供應關(guān)系維度，接近最低水平。

圖5 各維度精益指數(shù)雷達圖

5 結(jié)論

針對專用車裝配企業(yè)精益生產(chǎn)實施關(guān)鍵因素及評價體系進行了研究，建立了精益評價指標體系及評價模型，通過實際案例對所提出的模型進行了驗證與分析。其主要成果如下：

(1)以企業(yè)戰(zhàn)略目標為引導，建立了專用車裝配企業(yè)精益生產(chǎn)實施評價指標體系，使得該行業(yè)生產(chǎn)組織的精益績效評價不再依賴于管理人員的主觀決策，同時該指標體系對其他制造業(yè)領域有一定的適用性。

(2)提出了基于模糊數(shù)學的精益評價方法，綜合考慮定量指標和定性指標的影響，識別企業(yè)實施精益生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)，從而對企業(yè)的精益實踐產(chǎn)生指導作用。