精益生產(chǎn)的延伸―精益設(shè)計管理

1、 精益生產(chǎn)的延伸精益設(shè)計管理1 引言精益生產(chǎn)源于日本豐田管理方式(Toyota Production Systern,TPS,它的核心思想是消除浪費、持續(xù)改善。它融合了單件生產(chǎn)方式及大規(guī)模生產(chǎn)方式各自的優(yōu)點,并同時避免了前者高成本的不足及后者低柔性的缺點。豐田公司正是憑借這種獨特的管理方式取得了驕人的業(yè)績。2007年,豐田的產(chǎn)量已超過通用,成為全球第一大汽車制造商,在全球170多個國家的年汽車銷售量超過937萬輛;2007年度,豐田的利潤約合150億美元,而通用、福特的利潤均為負值。精益生產(chǎn)是一種被實踐證明了的科學的管理理念,并逐漸被越來越多的企業(yè)所學習和借鑒。為提升競爭力,我國部分企業(yè)于上世

2、紀80年代末開始學習豐田生產(chǎn)方式,一汽集團、上海大眾、東風汽車等企業(yè)先后進行了精益生產(chǎn)的應(yīng)用與推廣。在20多年的摸索實踐中,部分企業(yè)取得了明顯的成績,但仍有不少企業(yè)未能取得滿意的效果,其主要原因在于不少企業(yè)在應(yīng)用精益生產(chǎn)的實踐中存在著理解上的誤區(qū),影響了精益理論在我國的廣泛推廣。實踐中,部分企業(yè)僅僅將精益生產(chǎn)看作是企業(yè)改善的工具或手段,同時精益生產(chǎn)的應(yīng)用也被局限在企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),即在強大的市場競爭壓力下,對已經(jīng)出現(xiàn)問題的生產(chǎn)系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、設(shè)備布置等進行改善。這種意識及應(yīng)用上的誤區(qū),從根源上講是沒有把握精益生產(chǎn)的內(nèi)涵,這嚴重影響了精益理念在企業(yè)改善方面的應(yīng)用。2 精益設(shè)計的提出精益生產(chǎn)從本質(zhì)上講

3、是一種理念、一種精神,它的精髓是消除浪費、持續(xù)改善、追求卓越,所以它的應(yīng)用范圍不應(yīng)僅僅局限于企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用精益生產(chǎn)進行改善括動,雖然也可以取得一定的改善效果,但這種改善所帶來的效果提升有限。進一步說,這種改善是在企業(yè)的生產(chǎn)過程中已經(jīng)出現(xiàn)浪費問題的情形下進行的,所以不能從根本上消除浪費發(fā)生的根源,只能起到“亡羊補牢”的效果。若想從源頭消除企業(yè)浪費產(chǎn)生根源,應(yīng)將精益思想擴展到企業(yè)的設(shè)計環(huán)節(jié),設(shè)計環(huán)節(jié)不僅影響著企業(yè)固定資產(chǎn)的投資,也與企業(yè)在投產(chǎn)運行后能否適應(yīng)環(huán)境變化及戰(zhàn)略調(diào)整具有密切關(guān)系。從工廠設(shè)計階段開始應(yīng)用精益理念,這樣可以起到“根治”浪費的效果,所以本文提出精益設(shè)計的理念,希望

4、企業(yè)在精益生產(chǎn)的應(yīng)用中擺脫誤區(qū)的束縛,將精益設(shè)計的理念應(yīng)用到企業(yè)管理的實踐中,進而為提升我國企業(yè)的管理水平提供一個新的平臺。精益設(shè)計就是將精益理念應(yīng)用到工廠的設(shè)計階段,從工廠的設(shè)計階段或者工廠運行早期就盡可能杜絕企業(yè)將來運作過程中可能發(fā)生浪費的根源,避免帶有明顯缺陷的工廠設(shè)計方案被付諸實施?？梢哉f實施精益設(shè)計是實現(xiàn)精益生產(chǎn)的基礎(chǔ),一個沒有進行精益設(shè)計的企業(yè)若想在后期取得顯著精益改善效果是相當困難的;另外,從工廠設(shè)計階段或前期進行消除浪費的工作可以取得更加明顯的效果。即精益思想應(yīng)用的時間越早,實施改善活動的柔性就越大,改善活動成功的概率越大,系統(tǒng)所能得到的期望改善效果越顯著。 另一方面,早期導(dǎo)入

5、精益設(shè)計的理念可以彌補設(shè)計院在工廠設(shè)計過程中的不足。當前設(shè)計院對工廠的設(shè)計僅涉及到工廠布局、場地規(guī)劃、設(shè)備布置等粗線條的活動,而對于設(shè)備加工能力匹配問題、物流成本問題、中間在制品問題及設(shè)備的人員布置等問題沒有給予足夠的考慮,設(shè)計過程中存在的問題經(jīng)過實際運行逐漸顯現(xiàn),有些問題會給企業(yè)造成巨額浪費,精益設(shè)計的實施則可在相當程度上彌補設(shè)計院對工廠設(shè)計工作的不足。3 精益設(shè)計的框架及特點3.1精益設(shè)計的概念架構(gòu)精益設(shè)計的核心理念就是將消除浪費、持續(xù)改善的觀念引入到工廠設(shè)計領(lǐng)域,打破人們對精益生產(chǎn)應(yīng)用范圍存在的認識誤區(qū)。通過精益理念與工廠設(shè)計的融合,借助先進的管理理念、信息技術(shù)及優(yōu)化工具,可實現(xiàn)企業(yè)消除

6、浪費根源的目的,從而為企業(yè)實施精益生產(chǎn)、提升競爭力奠定基礎(chǔ)。精益設(shè)計的概念框架如圖l 所示。圖1中,精益理念包括所有以消除浪費、持續(xù)改善為目的的精益手法,如在確定企業(yè)規(guī)模時,要使企業(yè)規(guī)模在滿足企業(yè)當前需要的同時,適應(yīng)環(huán)境的變化及企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃的需要;在布置生產(chǎn)線時,要體現(xiàn)物流流動的一個流及同期化,員工的多工程化及多能工化等特征,充分考慮U型生產(chǎn)線及成組技術(shù);人員配備方面要由傳統(tǒng)的“定員制”生產(chǎn)向“少人化”方向發(fā)展;同時,實現(xiàn)體現(xiàn)精益思想的物流系統(tǒng),將物流服務(wù)過程中的浪費和延遲降至最低程度,等等。圖1 精益設(shè)計概念構(gòu)架工廠設(shè)計是指要充分利用傳統(tǒng)工廠設(shè)計人員的知識和經(jīng)驗,與之進行密切溝通與信息交流,

7、汲取當前工廠設(shè)計中的精華。實現(xiàn)精益思想與工廠設(shè)計的結(jié)合離不開先進的管理理念、優(yōu)化工具及信息技術(shù)的輔助。設(shè)計開始階段要成立工廠設(shè)計聯(lián)合小組,成員包括具備精益思想的知識人員、企業(yè)內(nèi)部管理人員、工廠設(shè)計人員等,聯(lián)合小組成員實行團隊式的合作,綜合運用系統(tǒng)工程、并行工程的管理理念;設(shè)計方案評價過程中需要借助各種科學優(yōu)化工具實現(xiàn)方案的調(diào)整優(yōu)化;設(shè)計過程中應(yīng)用仿真技術(shù)可實現(xiàn)設(shè)計過程的可視化,同時通過對設(shè)計參數(shù)的調(diào)整可以較方便地實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)選。3.2工廠精益設(shè)計的特點工廠精益設(shè)計足激烈的市場競爭環(huán)境下,企業(yè)為更好、更快地響應(yīng)顧客多樣需求的必然選擇,信息技術(shù)的發(fā)展、各種先進管理理念的出現(xiàn)等等都為工廠精益設(shè)計

8、的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。作為先進的管理理念,工廠精益設(shè)計與傳統(tǒng)的設(shè)計方式相比具有明顯的優(yōu)勢,見表1所示。表1 精益設(shè)計的特點4 仿真工具在工廠精益設(shè)計中的應(yīng)用傳統(tǒng)上工廠設(shè)計的理論方法可以分為定性方法與定量方法兩類。其中定性方法主要有繆賽提出的系統(tǒng)布置設(shè)計(SLP方法、Reed的工廠布置方法;定量化方法主要有作業(yè)單位兩兩交換法、CRAFT法、圖論法、混合整數(shù)規(guī)劃(Mixed Integer Programming,MIP等。目前也有學者將智能化算法,如模擬退火、遺傳算法應(yīng)用到工廠設(shè)計當中。這些方法都從某種程度上為決策者進行科學的工廠設(shè)計、快速地選擇設(shè)計方案起到了積極的作用,但這些方法也都有一定的不足,

9、如當部門較多、部門形狀非矩陣形等情況下難以得到理想解。 實踐中,設(shè)計院在進行工廠方案設(shè)計時多采用專家意見法,設(shè)計過程中的主要依據(jù)是設(shè)計人員的經(jīng)驗。這種方法主觀性強,且靜態(tài)的設(shè)計模式難以反映各部分之間的相互關(guān)系,同時設(shè)計方案的實際運行狀況難以顯示,不能適應(yīng)環(huán)境變化及企業(yè)戰(zhàn)略調(diào)整的需要。目前仿真技術(shù)憑借其在智能化、可視化等方面的明顯優(yōu)勢,應(yīng)用范圍越來越廣泛,將仿真技術(shù)應(yīng)用到工廠的精益設(shè)計當中,不僅可以解決部門多、工藝復(fù)雜的設(shè)計問題,同時它還可以使工廠設(shè)計具有柔性”,更好地在設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)問題、消除浪費。具體講,仿真技術(shù)應(yīng)用在工廠設(shè)計中具有以下優(yōu)勢:(1直觀、可視。通過一個三維的、直觀的、可交互的仿真

10、模型,使決策者清晰地了解各工廠設(shè)計方案的運行情況,為科學決策提供信服的依據(jù)。(2能處理復(fù)雜的設(shè)計方案。通過參數(shù)的調(diào)整、實體的改變,可以較理想地處理部門較多、工藝復(fù)雜的設(shè)計方案。(3良好的柔性?？梢詫崿F(xiàn)對諸如產(chǎn)品調(diào)整、訂單變更、機器故障等各種動態(tài)的、難以預(yù)測的狀態(tài)進行仿真,實現(xiàn)各種例外情況下對設(shè)計方案的分析與評價。(4較強的數(shù)理統(tǒng)計功能。仿真技術(shù)可以提供各關(guān)鍵指標的統(tǒng)計數(shù)據(jù)、圖表,為設(shè)計者進一步分析原有企業(yè)或設(shè)計模型存在的問題提供了便利。(5合理的時間消耗。通過實體參數(shù)調(diào)整及仿真速度控制,可以在較短的時間內(nèi)模擬工廠一個季度、一年及更長時間的運行情況,可以分析企業(yè)近期及中期的經(jīng)營狀況,為工廠設(shè)計者節(jié)約大量時間及資本投入。5 結(jié)論企業(yè)在導(dǎo)入及應(yīng)用精益生產(chǎn)的過程中,應(yīng)牢牢把握精益思想的內(nèi)涵。精益工廠設(shè)計的提出及應(yīng)用可以打破人們在應(yīng)用精益