精益管理在I晶圆厂制程设备安装工程项目的应用研究.doc

xxxx大学专业学位硕士学位论文摘 要半导体制程是一个复杂的，高制造成本的行业，随着半导体市场竞争的逐渐加剧，终端客户对半导体制造商的要求也因市场的需要而变得更加苛刻，尤其在产品更新迭代飞快、低成本和规模化趋势日益明显的今天，“先进制程工艺，低成本和高良率”已成为现阶段衡量半导体企业竞争力的重要标准。代表着先进工艺的制程设备安装显然在整个制造过程中扮演着重要的角色， 制程设备的安装工程的结果将直接影响到半导体行业的利润和效率，因此，对半导体制程设备安装的研究具有极为现实的重要作用和意义。在这种情况下，将精益引入制程设备的工程管理就成为很多半导体晶圆厂的优先考量。精益管理的核心思想，就是消除一切无效的劳动和浪费，以最少的投入，获得最多的产出，消除浪费。随着未来更复杂的半导体工艺制程的演化，必须要求用更加精益的管理方式进行选择和评价，从而以最短的时间、最快的效率，交付工厂使用。本文以I晶圆厂公司为具体案例，对其制程设备安装项目的精益管理进行了具体的实证研究。论文首先阐述了相关的研究背景、意义及研究综述，然后介绍了具体的案例，分析可知，制程设备安装过程中反映的种种问题已经充分说明I公司在精益管理上的短板已经日益成为制约其发展的主要瓶颈之一。之后，本文依托公司建厂发展以来的管理现状，根据其现有的价值流绘制, 对制程设备安装流程、项目管理流程等的调研分析，遵循精益的特点和规律，确建立了适合I公司自身特点的新的价值流，同时充分利用精益的工具来实现价值最大化。具体实施方面，本文以精益的视角来分析项目，减少浪费和无价值的部分，缩短项目工期，降低成本。透过对价值流的不断优化，使得项目的各项指标不断提高。精益理念中全员参与和持续改善的原则，为解决精益项目管理的具体问题提供了一个切实、有效、可行的建议和具体方案积极开展以PDCA循环理论和5W分析法为主要工具的改善活动，最终达到提高企业整体效益的目的，对其他项目的实施都具有一定的示范作用和参考价值。关键词：半导体产业制造；精益项目管理；价值流；- I -AbstractSemiconductor manufacturing process is a complex, high cost of manufacturing industry, with the gradual increase in the semiconductor market competition, the end customer demand for semiconductor manufacturers also become more demanding, especially in the product update iteration fast, low cost and scale trend is increasingly evident today, advanced process technology, low cost and high yield has become an important standard to measure the competitiveness of semiconductor companies. On behalf of the advanced technology of the process equipment installation is clearly playing an important role in the whole manufacturing process, the results of the installation of the process equipment will directly affect the profit and efficiency of the semiconductor industry.In this case, the project management of the lean to the manufacturing facility will be a priority for many semiconductor wafers. The core idea of lean management is to eliminate all invalid labor and waste, with the least input, get the most output, eliminate waste. With the evolution of the future more sophisticated semiconductor technology, we must choose and evaluate the more lean management mode, so as to use the shortest time and the most efficient, and deliver the factory.In this paper, we take the I wafer factory as a specific case, and make a concrete empirical research on the lean management of the process equipment installation project. Firstly, this paper describes the relevant research background, significance and research review, and then describes the specific case, analysis of the problem, the process of the installation process to reflect the various problems have been fully explained I company in the lean management of the short board has increasingly become one of the main bottlenecks restricting its development. After that, this paper based on the current situation of the management of plant development, according to the existing value of the flow, the process equipment installation process, project management process and research analysis, according to the characteristics and laws of the lean, it has established a new value stream for I companys own characteristics, and full use of lean tools to achieve the value maximization. Specific implementation, this paper analyzes the project from the perspective of lean, reduce the waste and the value of the part, shorten the project period and reduce the cost. Through the continuous optimization of the value stream, the index of the project is constantly improved.The principle of full participation and continuous improvement in lean concept provides a practical, effective and feasible suggestion and specific plan for solving the specific problems of Lean Project Management. The main tool of PDCA cycle theory and 5W analysis is to improve the activities of enterprises.Keywords: semiconductor manufacturing; Lean Project Management; value stream;51目 录.摘 要IAbstractII1 绪论11.1 研究背景11.2 研究意义11.3 相关研究综述21.4 研究方法与技术路线52 精益制造相关理论及方法综述72.1精益建造定义72.2 精益建造的本质及基本原理72.2.1 精益思想72.2.2 精益基本原理92.2.3 TFV理论102.3.4 末位计划系统112.2.5小而快精益改善活动122.3 价值流程图132.3.1组建项目价值流分析团队132.3.2绘制当前状态价值流132.3.3 分析现状并绘制未来状态图142.3.4 实施新的过程及持续改进143、I公司制程设备工程现状及分析153.1案例背景153.1.1 公司简介153.1.2 I公司工艺制程设备安装管理现状163.2I现有制程设备安装管理中存在问题及原因分析193.2.1现有的价值流程图193.2.2 问题收集203.2.3原因分析214.I公司制程设备安装管理改善实证研究274.1 项目目标与进度计划274.1.1 项目组的成立274.1.2 项目目标284.1.3 项目进度规划284.2 价值流程图的实施304.2.1绘制未来流程304.2.2 LPS应用304.2.3 消除等待时间324.2.4原材料采购改进344.2.5 利用价值流方法提高生产效率384.3公司精益改善对策的实施效果404.3 .项目实施总结424.3.1 项目实施过程中的问题424.3.2项目实施后及将来的控制445.结论465.1 本文的主要工作465.2 不足之处及未来研究展望46参 考 文 献48致 谢51xxxx大学学位论文版权使用授权书521 绪论1.1 研究背景相比制造业，传统建设工程施工产品质量和效率一直徘徊在较低的水平。为了适应现代工程项目复杂性和大型化的需要，需要有一种新型的工程项目管理理论，从工程项目的全局出发对工程项目实施的全过程进行科学、系统的管理，克服传统的项目管理存在的缺陷。 于是在建设工程领域也出现了对这种生产方式的研究，Lauris Koskela在1992年提出要将制造业的生产原则包括精益生产等应用到建筑业，并于1993年在IGLC(International Group of Lean Construction)大会上首次提出“精益建造”(Lean Construction)概念。随后世界上许多学者、机构和建筑公司纷纷投入这一领域的研究，其中IGLC和LCI(Lean Construction Institute)两大组织已成为精益建造研究的重要推行者和研究。 精益建造是由精益生产延伸而来，精益生产是流动的产品和固定的人来生产，建筑施是固定的产品，流动的人员来生产。制程项目具有复杂性和不确定性，所以精益建造不是简单的将精益生产的概念应用到建造中，而是根据精益生产的思想，结合建造的特点，对建造过程进行改造，形成功能完整的建造系统。1.2 研究意义半导体行业的发展在已经进入了突飞猛进的时代， 行业内的竞争也愈来愈呈现白日化。 芯片行业的生产线工程设计从之前的不惜一切代价地将产品以高质量的方式来交付来抢夺市场，转变为以更低价格，更短的制造时间来赢取客户。 对于一个投资上百亿的半导体项目， 制程设备的安装对高良率大规模生产这关重要。 晶圆厂不仅需要将工程项目的费用在晶圆的费用占比从有大幅度的下降， 更需要从交付时间上比竞争对手更高效。 这就需要工程管理团队要突破固有传统的项目管理方法， 利用精益的手段和方法对工程管理过程特别是半导体制程设备的管理加以改进，以达到高效率， 本文主要通过对半导体公司制程设备安装管理过程中的各个步骤分解，分析价值流中存在的问题， 找出浪费的根源， 梳理流过程中不稳定因素， 借助价值理论和流过程， 从宏观和微观两个方面入手，并就此提出如何改进和完善项目工程管理体系的对策建议， 规划处具有精益思想的价值流方案， 提高项目建设效率， 减少资源和成本的浪费。1.3 相关研究综述随着市场经济的发展，技术的发展和人们生活水平的提高，尤其是互联网技术的快速发展，人们对产品的需求也在快速的发生变化。消费市场不再是传统的简单“买方”、“卖方”市场，而是逐渐转变为“充分满足个性化需要的买方市场”。人们正在逐步进入信息社会，这个社会以知识经济为代表，生产力进步更大、经济发展更快、消费水平提高得更为迅速。人们的需求正在从以往的对于高质量，低价格的需求，逐步上升为在高质量低价格的同时还需要高度个性化产品来满足每个人对自己个性需求的体现。从整体上讲，当前的市场表现出：低价格，高质量，多样化和快速性的特征。为了满足这些特征，必须对生产模式进行改进以满足市场的需要。生产模式的发展经过了三个阶段，最原始的“作坊生产”，可以认为是一种小规模的定制生产，由于技术水平低下，人们依靠个人手工能力来生产产品，产品高度定制化但是成本较高，无法满足人们的生活需要。直到 20 世纪，享利福特通过设立流水线，建立了大批量的生产方式，为工业化时代奠定了基础。在这种大规模生产方式中，通过流水线，劳动岗位分工，零部件互换、专用生产设备和工具，以规模经济大幅度降低了产品成本和价格。它使得生产效率大幅度提高，并且满足了人们大量的产品需求。但是，另一方面，大规模生产模式，在提供了低价格、高质量和快速性的同时，却不能提供多样化，而一旦提供了多样化，就失去了其他三个特征。直到 1970 年，美国著名学者 Alvin Toffler 首次提出了一种全新的生产方式。它花费接近于标准化和大规模生产的成本和交货速度，提供满足客户“特定需求”的产品和服务。1987 年，StanlyDavis 首先将大规模和定制结合起来，提出了大规模定制的概念，再此基础上，许多专家学者对这个概念进行了进一步的延伸。大规模定制是指在生产组织以接近大规模生产模式的成本和效率，提供定制化的产品和服务的一种生产模式。在这个概念提出以后，经过数十年的发展，经过大量专家的研究总结，发现大规模定制的优点主要体现在：首先，产品更加反映客户需求，客户有更多选择；其次，库存持有成本相对较低，通过高度满足客户需求，进一步减少了库存；再次，规避缺货和积压货物的风险，高效的供应链提高了货物的流动速度；此外，还有多样化与低成本兼得等等优点。但是在另一方面，大规模定制也并非十全十美，其缺点主要体现在：大规模定制要求高度柔性的生产技术，而这样的技术本身开发费用高，风险大；它需要一个有效的系统来及时、准确、快速的获取顾客需求信息；它要求一个强有力的客户服务体系来保障高效、准确、周到的服务；它要求产品结构利于模块化；单个定制产品使用范围小等等。大规模定制的理论虽然已经提出很久，但是真正应用于生产实践，却并非易事。大规模定制仅仅是一个结果，而要实现这个结果，就必须有完善的制造和供应链改造的理论依据和手段，而正是在这段时间，精益生产技术蓬勃发展。精益生产(Lean Production)来源于 TPS(Toyota Production Style)即丰田生产方式，“精益生产”的概念首先由 MIT(美国麻省理工学院)的国际汽车组织提出来。他们通过分析在第二次世界大战结束以后，日本战后重建，汽车工业刚刚开始，在技术条件和经济条件都很落后的情况下，丰田公司的 “丰田生产方式，总结出了区别于传统大规模生产模式的精益生产方式。经过数十年的发展，精益生产已经演化出一整套的理论和方法。它试图消除以往大规模生产中的各种不能增值的因素，例如过量生产、产品原料以及在制品的库存、没有必要的工序、各种生产线或者产品原料的等待、物料的多余流转、产品质量缺陷等。另外，精益生产要求从推动变为拉动的生产方式，即企业通过客户订单决定生产订单，通过看板，快速换模，防呆设计等等诸多方法，达到客户有订单，就生产，客户要什么，就生产什么的目的。在精益生产流水线的设计或者改造过程中，需要对众多环节进行并行设计，如产品设计、工艺设计、设备设计，人员配置，质量控制等等。实施并行设计时，首先要把工艺过程划分为不同的步骤，当不同步骤所需要的资源相互独立的时候，可以考虑这些工艺同时进行；当下一道工序必须等待前一道工序完成时，可先假定前一步工序已经完成的情况下，两道工序再同时进行。通过并行设计可以避免在项目完成后因为调整而造成对工艺设备的大幅度修改，在很大程度上能够降低产品和工艺的开发时间和成本。精益生产方式中强调的全面质量控制，通过消除每一个不合格品可能产生的根源，最终消除不合格品。防呆设计（Poka yoke）使生产线中的设备能够自动检出异常情况，自动剔除或者停止生产，等待人员找到不合格的原因。精益生产在生产过程中实施准时生产制。准时制要求在生产过程中，所需的原料要按时，按量送到生产线旁边的指定位置。在生产现场管理中通过 Kanban（看板）来达到发出拉动式生产指令的目的，后道工序需要多少，前道工序就提供多少。在尽可能小批量生产的同时，也进行小批量运输，尽可能的减少在制品数量，争取“零库存”。在人的方面，精益生产要求充分发挥人尤其是一线操作人员的能力，强调生产过程中人的作用。这就需要他们具有高度责任感，并且拥有相当高的技术能力，同时具备多种岗位技能，从而实现“少人化。操作人员对自己的生产岗位和产品负责，一旦在生产过程中出现任何异常，他们可以立刻停机，查找原因，并作出改进。另外，他们还需要参与更多的生产改进活动如合理化建议（Kaizen），质量圈等等。随着精益生产理念的发展，精益管理也开始被更多的企业所推崇。精益管理是在精益生产的基础上，将其核心思想逐步延伸到企业的各项业务，不仅仅聚焦于原有制造业部分，而是扩张到整个企业的战略层面。其目标是让企业在为顾客提供满意的产品与服务的同时，把浪费降到最低程度。在精益管理体系中需要考虑的过程包括了从产品的概念构思，细节设计到实际可用产品；从开始销售，取得订单，计划生产到送货以及从供应商生产的原料到将产品交付顾客手中的全部活动。在精益管理的推动下，生产企业通过对多方面技术的融合，如计算机技术，供应链管理和质量管理等等，少数企业达到了对产品大规模定制的目标，如耐克公司对鞋的款式可以进行部分的定制，戴尔公司对不同配置的电脑进行定制等等。但是，由于各种条件限制，距离大规模定制在消费品行业普遍开展还相去甚远，在具体实践中还有诸多困难，例如定制导致订单大幅度多样化，而生产线无法满足不同种类产品快速切换的需求；在实施大规模定制以后，库存、物流、制造等等各方面成本大幅度提高；大规模定制不仅仅涉及到生产企业本身，而是整个供应链的协调等等，这些在实际操作中都需要更多创新，不断的解决遇到的问题。1.4 研究方法与技术路线本文的主要采用文献分析和案例研究， 充分参考相关精益思想的理论，与实践相结合， 构建项目精益管理研究框架。 本文的研究技术路线如下图1-1所示：图1-1 本文研究技术路线图2 精益制造相关理论及方法综述2.1精益建造定义当下国内主流学者将精益建设定义为： 从建设工程的基本特征出发， 基于生产管理理论， 施工管理理论及工程生产的特殊性， 理解和管理工程项目生产全过程面子按项目产品全部生命周期， 优化过程，创造价值并尽量减少和消除浪费， 最大限度为客户创造甚至增长价值， 最终实现成功交付工程项目的项目体系。 2.2 精益建造的本质及基本原理2.2.1 精益思想最初lean生产起源于日本的丰田汽车公司， 尽管在上世纪30年代一部分企业就一采用精益Lean生产， 但是直到上世纪70年代， 当日本汽车公司透过应用精益的方式， 把丰田汽车的交货期和产品的品质提高到世界领导地位的时候， 精益生产才得到完全准确的表述， 他的实质就是一种生产的管理技术， 在实施精益后， 能够大幅度减少闲置时间， 库存， 低良率， 不合格的供应商， 新产品的开发研制周期以及不合格的绩效。 随后美国麻省的教授 John krafoik给这种来自日本汽车工业的方式取名为精益生产， 进而对这一管理方式进行总结和提高， 由此产生了精益思想。 精益的本质就是利用流程消除无价值的部分（waste）， 给客户增加需要的价值， 透过持续不断的改善， 进而提高生产效率的方法。精益的原则如下：（1） 选择正确的价值， 消除浪费精益的关键是提升价值。 即以最终的用户的角度来确定什么是价值，一切过程都要考虑最终用户的需求，从用户的角度出发。产品价值结构包括价值组成、比例及其价值流程，即某种产品所提供的各种利益、支出及其比例关系以及价值的实现过程。产品价值结构就是要确定企业的某一种产品具体提供给顾客利益，每种利益的数量。产品的价值结构就由顾客来确定了。（2） 识别价值流确定产品的价值流是精益思想的第二步。价值流分析几乎总能显示出沿价值流的三种活动方式：有很多明确的创造价值的步骤；有很多虽然不创造价值，但在现有技术和生产条件下不可避免的其他步骤；还有很多不创造价值而且可以立即去掉的步骤。识别价值流即确定整个价值流的全部过程，企业要对产品生产的全过程进行准确的分析和判断，包括产品的设计和生产过程乃至生产组织信息流动过程和人力资源的组织过程。识别价值流要求必须超出单个企业的范畴，去查看生产一个特定产品所必须的全部产业活动。这些活动包括从概念构思经过细节设计到实际可用的产品，从开始销售经过接收订单、计划生产到送货，以及从远方生产的原材料到将产品交到顾客手中的全部活动。形成精益企业确实需要用新的方法去思考企业与企业间的关系，需要一些简单原则来规范企业间的行为，以及沿产业价值链的所有环节的改善。（3） 价值流流动即使价值流流动起来，变“成批移动”为“单件流动”，就是要在明确的价值流过程中消除所有的浪费。在成批生产条件下，生产具有重复性，产品品种较少，每种产品的产量较多，形成多品种周期性的轮番生产的特点。单件流动就是在制品一件一件的按照工艺流程经过各工作地进行加工、并连续移动。事实上如果产品按从原材料到成品的过程连续来生产的话，即将“成批移动”变为“单件流动”，工作能更好、更有效地完成。在单件流动中，因为在每个工段中各工序衔接在一起，前工序做完一个在制品，就可立即“流”到下一工序继续加工，所以工序间几乎没有搬运距离，也没有在制品，因此在制品数量可以大幅度降低，生产空间也跟着减少了。不良品一旦发生，就可立即发现，而且很容易地确认出是由哪一台机器、哪一个作业者做出来的。更重要的是生产周期大幅度缩短，更能满足市场多变的需求。（4） 需求拉动生产拉动一词最简单的意思是，在下游顾客（或工序）提出要求之前，上游企业（或工序）不能进行产品生产或提供服务。拉动式生产就是从市场需求出发，由市场需求信息决定产品组装，再由产品组装拉动零部件加工。每道工序、每个车间都按照当时的需要向前一道工序、上游车间提出需求，发出工作指令；上游工序、车间完全按这些指令进行生产。物流和信息流是结合在一起的。整个过程相当于从后（后工序）向前（前工序）拉动，故这种方式被称为拉动式方法。 采用拉动式系统可以真正实现按需生产。企业可以让顾客按需求拉动产品生产，而不是把顾客常常不想要的产品硬推给顾客。当顾客知道他们可以及时得到他们所要的东西时，而且，当生产者停止定期的减价销售活动，不再把已经生产出来却没人要的产品推销出去时，顾客的需求就变得稳定得多了。（5） 追求极致追求极致即根据顾客和市场要求的不断变化，确定对价值的理解，同时根据不同时期的不同情况来确定价值流的状态，不断消除浪费，提高价值流的流动水平，满足顾客要求。精益生产是一个不断完善自己的过程。各种利益从顾客的角度而不是从某个公司、部门或机构的角度确定价值；确定设计、采购和生产产品的整个价值流中所有的步骤，以找出不增加价值的浪费；使那些创造价值的步骤流动起来，没有中断、迁回、回流、等待和废品；仅仅即时地按顾客的需求拉动价值流；通过层层发现，由表及里地消除浪费，从而寻求达到完美的境界。2.2.2 精益基本原理Lauri kosela 在1992年提交一篇论文 application of the new production philosophy to construction中首次把精益思想延伸到建筑工程项目上， 并在来年欧洲主持了精益建造国际研讨会， 结论是建筑工程业本质上同汽车工业一样是一种生产过程， 在制造业中的精益理论也通用适用于建造工程项目， 建造的程序是个不连续的工作， 每一步只是为了怎加大价值， 最理想化的操作时优化每一步都将最终产生最大价值。 然而，在传统建造项目管理中， 很多工作都是不增加价值的活动， 这就产生了巨大的浪费。 精益建造的思想已经在发达国家中得到广泛的实践和应用， 很多得以实施精益建造的工程公司已经取得显著的成效， 如工程时间缩短， 变更减少以及总体项目成本下降等。精益建造的模式是以生产管理为理论依据， 及精益思想的原则为指导， 对项目管理过程进行重新设计， 在保证质量， 最短工期， 以及消耗最少资源的条件下交付项目为目标的新型工程管理模式。 图2-1 精益制造理论体系架构2.2.3 TFV理论生产过程中存在三种生产理论，即生产转换理论、生产流程理论和价值理论。随着生产理论研究的深入，Koskela对生产转换理论、生产流程理论和价值理论进行整合，形成了一套新的理论：TFV（Transformation-Flow-Value）生产理论。TFV理论指出建造生产过程与一般生产过程具有共性，精益生产原则是可以应用到建筑业的。如下表所示管理、过程管理和价值管理，在交付项目的同时，最小化浪费最大化价值。任务管理是从转换的角度，考虑为实现项目交付必须做什么，着重于管理为完成项目所需要的生产系统的设计。管理的内容包括对与建筑生产相关的单个合同和定制合同，以及支付、奖金、索赔和罚款等管理。此外，还要处理目标日期、延迟和考勤等事项。其成功标准是及时移交、低成本和零库存。任务管理是个非常正式的管理，其中附有大量的规则，是一种硬性管理。常用的管理工具包括合同、各种需求、工作指令、组织表、主计划、质量保证体系等。过程管理是从流动的角度，考虑什么不必要做，并做的越少越好，着重于管理建筑产品的生产过程。主要目标是确保高效率的、可以预测的产品流以及消除浪费。隐含的目标是确定参与建设项目各方和特别是现场工人之间的富有成效的合作。成功的标准是避免产生错误和消除错误产生的源泉。过程管理注重合作、尊重、谅解，其实质是种软性管理。它的目的不是最好，而是使所有参与方在一个平等的基础上参与管理。常用的管理工具包括Last Planner技术等。价值管理是从价值创造的角度，考虑以可能的最好方式满足顾客需求，确保交付的价值满足顾客需要。价值管理通常与市场和服务紧密联系，主要关心与价值相关的过程，强调理解顾客表达的和默许的价值参数，并尽量确保项目完成这些参数。价值管理是以一种柔性的、基于服务的方式完成顾客价值和以一种更硬性的方式完成产品系统（硬性方式的实质是集中于完成合同项目而不是产生过程价值）。顾客满意是其最重要的成功标准。价值管理尚没有专门的工具，暂时应用较多的是价值工程（VE）、质量功能展开（QFD）等2.3.4 末位计划系统在工程建设领域，一般采用流水作业法组织工程施工。流水作业法是建立在分工协作的基础上的工序组织方法。通过分析把项目目标进行分解，根据已有的信息编写项目计划，选择计划中能够做的，利用现有的资源执行已经制定好的计划，简而言之，就是通过计划推动项目实施，达到项目的计划目标。然而，精益建造是一种基于工程项目的建筑生产管理模式，项目的交付是一个系统的过程，在改善局部之前必须优化整体，所以LCI倡导从任务到系统再到任务的研究途径。Ballard和Howell提出了“精益项目交付系统“(Lean project Delivery System，LPDS)，将项目交付过程划分为精益设计、精益供应、精益安装及交付使用四个阶段，各个阶段又有部分工作相互重叠。这种方式与传统的项目交付方式不同，它为整个交付系统设置了一系列目标，在项目层为顾客最大化绩效，把产品设计和过程设计集成在一起，并在项目全寿命周期中施行控制。 精益建造将建筑生产看成一个复杂动态的过程，强调权力下放，计划应基于现场条件制定并且计划周期以短为宜。Ballard和Howell提出的末位计划系统(Last PlannerSystem，LPS)就基于此原则。在这种系统内下一周期(通常为一周)工作所需资源计划由工作流末位人员(通常是现场管理人员如工长、班组长等)制定，计划自下而上汇总，运用完成计划比指标PPC(Per PlanCompleted)对每周期的计划完成情况进行考核评价。这样使得工作流更可靠，而可靠的工作流又能促进其他六种流的有序流动。末位计划系统已在实际项目应用中取得巨大成效，其基本流程如图2-2所示。 图2-2 末位计划系统末位计划系统是一个基于项目计划的精益生产和管理系统。末位计划技术是一种生产管理思想，主要是在项目运作的组织和管理中应用精益原理。运用LPS会对项目在成本、工期、质量和安全四个方面同时进行改善。 2.2.5小而快精益改善活动类似于“安全文化建设”或者“品质圈管理”，目的是调动全体员工有计划地大幅度提高效率、消除浪费。它是一种比较活泼的精益管理形式。成员由同部门或工作性质相关联的员工组成小集团改善活动小组，管理人员、技术人员、一线员工合作交流。一线员工可以通过个人提议提出改良方案，即“提案”。 活动通常如下开展：围绕目标制定计划，量化目标值并进行可行性分析，确定组员职责。进行实地调查，收集真实数据，制作调查表。分析原因，找出具体问题，提出改善方案和具体实施计划。各组员反馈实施情况，收集改善后的数据。待效果确认后将有效对策纳入标准化体系中。比较改善前后的效果，总结活动成果，制定下一目标，培养员工在“过程导向”的理念下不断积累技术,运用分析工具科学决策解决问题。2.3 价值流程图价值流程图被广泛用于精益生产， 在制造业中用于识别和消除库存浪费， 运输浪费， 不当路程浪费和等待浪费。 我们需要将整个生产过程中的数据加以收集，绘制成当前状态图， 分析当前流的途径和方式， 识别出浪费兵找出消除这类浪费的办法，； 未来状态图是针对现状图进行一系列的探讨， 找出问题及解决方案， 指明一条精益改善的价值流。其思路同样也可运用于在建造工程中。具体的实施不走如下所示：2.3.1组建项目价值流分析团队由于项目的复杂性， 在组织中要找到一个人完全了解整个流程，是十分困难的，也无法对整个价值流负责。 要完成对一个项目的跟踪需跨越公司的几个部门来合作完成， 共同成立一个团队来负责评估并持续不断地改进整个价值流。 1， 该团队中应当有各个部门的专家和代表， 必须是熟悉各自的部门的流程， 能代表部门在会议中做出决定； 2， 终端用户， 即价值的终极获得者3. 系统分析人员， 能从真个项目及公司的角度进行分析考虑的人4. 价值中的实际操作者， 拥有实际的现场经验并账务价值流信息的人。 2.3.2绘制当前状态价值流业主的需求应当是价值流中的首要考虑要求， 对项目的功能需求， 交付时间等等。 手机每道工序，节点的相关数据， 利用这些数据来制作完整的价值流动状况。 2.3.3 分析现状并绘制未来状态图当现有绘制完成后， 团队就可以对流程中浪费做详细的分析， 保留有价值的部分，消除无价值部分。 通常一次完成流程的改进是不现实的， 需要实施新的过程并持续改进， 提高。 2.3.4 实施新的过程及持续改进PDCA循环的流程也就是所谓的戴明环。戴明环是由美国品质管理大师戴明博士首先提出的，是由计划（Plan）、执行（Do）、检查（Check）以及措施（Action）四个步骤组成8。PDCA循环的动态过程如图2-4所示：图2-4 戴明环的PDCA循环流程图（1） P阶段。也就是计划阶段，根据把握现状，发现和归纳问题，制定计划（P阶段）、提出试行计划和方案，并制定相关的措施和方法。 （2） D阶段。就是P阶段设定的措施、计划及对策的实施执行阶段。 （3） C阶段。检查阶段，是对实施过程中情况的检查评估，以判定其是否达到了P阶段预期的程度。 （4） A阶段。措施阶段。针对上一阶段检查出来的问题，经过全面、深入的分析，找出原因，采取有针对性的措施，在确定措施的正确性、有效性后，修改相关的标准，供后面实际执行使用，至此才完成了一个PDCA循环。品质管理就是在这样的循环中得到了持续的提高。3、I公司制程设备工程现状及分析3.1案例背景3.1.1 公司简介随着互联网时代的到来和个人智能手持设备的普及， 全世界对半导体芯片的需求呈现爆发式的增长。 中国俨然成为全球第一大半导体市场， 其市场规模已经吐过5000亿美元。 根据发展趋势，产品的生命周期， 投放市场的时间已成为占据市场的主动的关键因素。 具有先发优势的企业不仅在市场上的时间更长， 而且有更大的能力来左右标准的制定， 获得关键的设计地位和合作主动权。 半导体晶圆厂是个高科技的复杂工艺的制造企业并且投资额巨大，其用于生产的制程技术更是整个晶圆制造厂生产的核心部分。在2000年后， 跟随摩尔定律， 制程工艺买入了纳米时代， 每过两年制程的线宽就会减少一半， 集成的晶体管的数量却增加一倍（摩尔定律）。 这就需要更先进更复杂的制程设备来满足其工艺要求。 I公司是半导体行业的佼佼者， 长期来处于龙头老大的位置。 多年来I公司的制程工艺一直处于领先竞争对手两代以上的优势。其竞争对手得益于智能设备和无线通讯领域革命性的增长，不仅在制程的技术上缩小了和I公司的差距， 更是在成本上远远低于I公司。2008年I公司在中国大连投资40亿美元兴建了一个十二寸晶圆厂，负责承接并整合所有尾端技术的产能。 公司先后从爱尔兰， 美国转移了两条制程生产线， 满负荷运行65和90纳米的产能。 未来大连公司还将继续从母公司那边转移更先进的32纳米制程生产线， 以满足手机市场的需要。工厂的组织架构图如下图3-1所示：图3-1 工厂组织架构图3.1.2 I公司工艺制程设备安装管理现状由于制程设备的重要性， 也是出于保护知识产权的需要， I公司一直将制程设备安装的部分交由公司的IQ（安装和验证）部门负责。 IQ的组织机构如下：IQ的直接客户为工厂制造部（生产）IQ的利益相关人包括：l 工业设计部门IE：制程设备的定位和产能要求l 工艺工程部门PE：制程设备上的工艺规范要求和制定， 包括制程设备的认证-Ql 自动化部门AMHS：自动小车的运营及接入l 厂务部门CS: 所有接入制程设备的设施管路和电气盘柜， 包括超洁净气体， 大宗气体， 大宗化学， 超纯水等l 洁净等级管理部门：洁净室的规程和遵守。所有制程设备安装时在洁净等级100级的超级净化室内完成。 期间不可以有任何引起洁净室指标变化的工作， 如需进行必须申请后方可进行l 物流部门：负责制程设备的运输l IQ项目管理团队IQ项目管理团队架构如下图3-1所示： 图3-1 IQ项目管理团队架构不同于其他半导体厂， I公司的IQ项目需要将总部的设计图拿到本地后进行深化设计后， 再交付建设单位施工。 对制程设备的位置， 安装所用的材料， 细小到一个阀门都有在设计图中详细的规定描述。 作为唯一的一家母公司在海外的半导体晶元厂，为达到和母公司相同的工艺良率， I公司在制程设备安装和验证方面上严格按照母公司的要求进行。 总体大致可分为以下几个阶段， 可行性研究，本土化设计，制程设备安装， 工艺验证， 批量试生产， 规模化生产。 （如下图3-2所示）图3-2 I公司IQ项目流程图图根据和其他行业的比较，发现在用于制程设备的安装到生产不仅在时间上远远大于行业的标准，所花费的费用也是同行的好几倍。 随着制程工艺的越来越复杂， 客户需求的时间越来越紧迫， 原有的制程设备安装程序已无法满足需求，因此需要用精益的手段来对原有的生产工艺加以改进。 原有的生产工艺流程如下图3-3所示： 图3-3 原有的生产工艺流程图3.2I现有制程设备安装管理中存在问题及原因分析3.2.1现有的价值流程图为了便与研究，本文首先对现有的IQ过程的价值用流程图的方式加以分析，如下图3-4所示：图3-4 现有的价值流程图下面对整个价值流程图的各个流程加以解释：Prefac 安装预制， 是指在制程设备到来前完成部分的设施安装， 包括电缆敷设， 工艺管道安装，风管，化学高纯其他管线，排气等等。Prefac的开始有一些限制条件：设计图纸完成，人的资源， 长供货期材料等。 特纯气体和大宗化学品的工程材料的供货期都在12周以上。 RDD Request to dock Date, 制程设备的预计到达时间， 物流和安装部门将根据这个时间来安排清关和将制程设备由卸货区movein去生产区就位。 限制Movein的条件是卸货区的承载能力， 搬运公司的人力资源， 如果有设计基础底座的话， 那底座的安装应当要完成交付， 底座是长供货期材料（20周）Set 当制程设备就位后， 工艺工程师和制程设备工程师负责将制程设备组装起来， 并按照工业工程师（IE）预先设好的位置固定， 以确保AMHS和净空距离足够满足设计规范要求。 SL1 承包商根据制程设备给出的设施端口做最后的连接， 在这一阶段结束的标志是可以对制程设备送电， 并输送保护性气体如氮气等。 安全部门需要在送电前对各项安全防护措施做确认（SignOff）以确保设备在紧急情况下可以迅速关停（EMO）。限制SL1 的关键时制程设备的接入点的位置， 由于位置不确定， 承包商将不能根据位置来连接管线， 也就不能进行测试和吹扫。 这些都非常占用时间和资源， 以一台研磨设备为例， 该设备有45个接入点， 其中需要做12根风管需要做风平衡，30根高纯管道需要做五项测试。 SL2 承包商继续连接其他工艺管线， 这其中包括的高危害性气体和有毒气体或者化学品。 同样的， 在这些设施运行前， 安全部门也要进行测试检查。 确保安全万无一失。 SQ- supplier qual 是制程设备工程师对设备安装后的调试和检查， 确认满足设备制造商对I公司的设计承诺要求IQ I qualifiation I公司工艺工程师再次对制程设备进行调试检查， 除了上述的内容之外， 工艺工程师需要让设备性能达到可以生产的地步， 以为移交给工厂大规模生产做最后的准备。每台制程设备因作用不能， 所连接的管线和接入方法都不尽相同。 用于第一遍能形成最低产能的设备我们都称之为FOK， 而在此之后重复安装以扩大产能的制程设备叫做MOK。 3.2.2 问题收集首先采用头脑风暴法在整个公司涉及到的相关部门进行问题收集。在头脑风暴中，原材料采购业务员反映，原材料供应、供应商管理较为混乱，有的原材料备件达到六个月以上，有春节供应商放假的因素，但这么长的时间，是不能接受的；生产车间反映，产品生产周期过长，最长的批次长达15天，主要原因是出了问题需要找其他部门、其他环节解决时，信息沟通不畅，无法确定具体责任人，导致问题不能及时解决，产品不良率不稳定；市场和售后部门反映，产品价格市场竞争力不强，定价机制不够灵活，客户联系不够紧密；财务部门反映，汇款时间较长，平均回款周期要在两个月，个别的拖延长达半年时间。项目组综合各部门反映得出结论：信息流在公司内流动太慢，影响决策效率。3.2.3原因分析从现有的管理现状中抽象出具体的问题并准确的描述，是分析和改善的第一步。我们根据相关精益的理论， 通过现状价值流的分析和其他公司做比较，我们发现主要问题表现如下：1.流程冗余时间上I公司的每台设备安装过程中所耗费的时间是其他公司的三倍以上。这主要表现在冗余的流程，重复的校验过程和关键路径上的采购时间过长。采购流程如下图3-5所示：图3-5 现有采购流程2.工作效率低下主要体现在工程每天花费在非工作上的时间过多， 工程师和工长的大部分时间被占用做文件记录， 重复性的安全教育，材料运输等等。 在八小时的工作时间上， 工人真正能用到只有四个小时。 工长经常抱怨他每天要签署至少4， 5个文件才能开始工作， 这包括， 事故预防计划（SIPP），预先工作计划（PTP）， 污染工作申请， 动火作业申请，生命安全系统暂停申请， 设施设备开启申请，化学品柜门开启申请， 等等。 由于刚开始的时候不熟工作流程， 作业小组随时会被暂停重新教育后方可工作。如下图3-6所示：图3-6 工长每日工作流程图3.内部缺少沟通建造施工方面，由于负责项目的管理人员经验不足， 所执行的任务顺序差异性较大。 公司目前的现场工程施工流程的大多仍是由基层现场项目协调人员尽力安排配布，而未有完善的工序管理系统加以配合， 使得建设周期和因质量问题返工情况严重。 在前期过