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0 2 s n 1 0 7 2杨华 6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧厂的应用研究 摘要 中国成为wt o成员国后，钢铁工业成为进入国际化市场竞争的产业。 面对在实 现其建设成全球最具竞争力的钢铁企业日 标的过程中面临的巨大挑战， 宝山钢铁股份 公司开始追求全面提升综合竞争力。 从2 0 0 3 年起宝钢股份公司实施“ 以6 s i g m a管 理为特征的精益运营” ，把 “ 精益运营、追求 6 s i g ma ”作为持续改进基础管理的抓 手，将针对缺陷、波动问题的 6 s i g ma管理方法和针对浪费、速度问题的精益生产 方法有机地结合起来，以达到“ 强化用户驱动、 全员参与、 追求零缺陷生产、提升质 量持续改进能力” 的效果， 形成支持公司不断发展的有效营运改善体系。 本文阐述精 益生产和6 s i g ma管理的理论，分析6 s i g ma管理和精益生产的特点和互补性，通 过运用精益生产和6 s i g m a管理的方法和工具，如头脑风暴、单分换模 ( s m e d ) , 泊拉图分析、目 视管理、 标准化工作等， 对处于宝钢股份公司生产流程中关键地位的 热轧厂的产能利用率进行分析诊断， 提出从降低换辊时间、 减少检修时间和提高检修 效率以及降低非计划停机时间、 优化设备维修策略等方面进行改善的建议， 探讨精益 生产和6 s i g ma管理理论在产能利用率提高方面的研究和应用。 关键词:精益生产、6 s i g ma 、设备故障、产能利用率、设备综合效率 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧的应用研究 ab s t r a c t a s c h i n a h a v i n g b e e n a m e m b e r o f wt o , i r o n a n d s t e e l in d u s t ry e n t e r s t h e s t a g e o f g l o b a l m a r k e t c o m p e t i t i o n . a i m i n g t o s tr a t e g i c a l l y b u i l d i t s e l f i n t o t h e m o s t c o m p e t i t i v e s t e e l p r o d u c e r g l o b a l l y , b a o s h a n i r o n a n d s t e e l c o . , l t d ( b a o s t e e l ) s t a rt s t o r a i s e i t s c o m p r e h e n s i v e c o m p e t i t i v e p o w e r , i n o r d e r t o f a c e h u g e c h a l l e n g e s d u r i n g t h e p r o c e s s . s i n c e 2 0 0 3 , b a o s t e e l h a s im p l e m e n t e d 6 s i g ma ma n a g e m e n t c h a r a c t e r i z e d w i t h l e a n o p e r a t i o n . i t t a k e s l e a n o p e r a t i o n , p u r s u i n g 6 s i g ma a s t h e m e a n s o f c o n s t a n t l y i m p r o v i n g i t s b a s i c m a n a g e m e n t . 6 s i g m a a i m s a t s o l v i n g p r o b l e m s o f d e f e c t s a n d fl u c t u a t i o n , w h i l e l e a n o p e r a t i o n a i m s a t s o l v i n g p r o b l e m s o f w a s t e a n d s p e e d . b a o s t e e l o r g a n i c a l l y c o m b i n e s t h e m t o g e t h e r t o g e t th e r e s u l t o f s t r e n g t h e n i n g c u s t o m e r - d r i v e n , t o t a l p e r s o n n e l i n v o l v e d , p u r s u i n g z e r o - d e f e c t p r o d u c t i o n , r a i s i n g c a p a b i l i t y o f s u s t a i n a b l e q u a l i t y i m p r o v e m e n t , a n d f u r th e r m o r e t o f o r m a n o p e r a t i o n i m p r o v e m e n t s y s t e m w h i c h c a n s u p p o rt b a o s t e e l t o d e v e l o p e n d l e s s ly . t h i s e s s a y d e s c r ib e s t h e o r i e s o f l e a n o p e r a t i o n a n d 6 s i g ma ma n a g e m e n t , t h e i r d i ff e r e n t a n d c o m p l e m e n t a r y c h a r a c t e r s , a n d p r o b e s in t o a p p l i c a t i o n o f l e a n o p e r a t i o n a n d 6 s i g ma i n i m p r o v i n g u t i l i t y o u t p u t c a p a b i l i t y i n h o t s t r i p mi l l p l a n t ( h s mp ) . h s mp p l a y s a k e y r o l e i n t h e p r o d u c t i o n fl o w o f b a o s t e e l , a n d i t n e e d s t o i m p r o v e i t s u t i l i t y o u t p u t c a p a b i l i t y . b y m e a n s o f t o o l s a s b r a i n s t o r m , s m e d , p a r e t o a n a l y s i s , v i s u a l c o n t r o l s , s t a n d a r d i z a t i o n e t c ., h s mp s u t i l i t y o f o u t p u t c a p a b i l i ty i s d i a g n o s e d . s u g g e s t i o n s a r e p u t f o rt h w h i c h d e c r e a s e r o l l - c h a n g e t i m e a n d m a i n t e n a n c e t i m e , r a i s e m a i n t e n a n c e e ff i c i e n c y , l o w e r u n - s c h e d u l e d s t o p t i m e , o p t i m i z e e q u i p m e n t m a i n t e n a n c e p h i l o s o p h y . k e y w o r d s : l e a n o p e r a t io n , 6 s i g ma , e q u i p m e n t b r e a k d o w n , u t i l i t y o u t p u t c a p a b i l i t y , o v e r a l l e q u i p m e n t e ff i c i e n c y 0 2 s m 0 7 2杨华 6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧厂的应用研究 前言 精益生产 l e a n p r o d u c t i o n )是上世纪八十年代西方发达国家普遍重视和采用的 种生产管理方式。通过采用精益生产方式能以越来越小的投入获取越来越多的产 出， 如提高全员劳动生产率、降低在制品和产品库存、 提高产品质量、 提高企业产能 利用率等， 从而增强企业在质量、 成本、 交货期 ( q c d ) 方面的竞争力。 6 s i g m a是 2 0世纪末新时代的产物。它是一套以数理统计为基础的管理方法，强调消除错误， 减少消耗， 避免重复劳动， 其核心是数据定义、测量、 分析原因、改进优化和控制效 果， 使企业在生产、 设计管理等方面达到最佳境界。 6 s i g ma在九十年代中期开始逐 步发展成为以顾客为主体来确定企业战略目 标和产品开发设计的标尺、 追求持续进步 的一种质量管理哲学。 这两种管理方法都是企业实现世界领先的优秀企业战略目 标的 有力工具。 上海宝山钢铁股份有限公司是我国钢铁制造业中规模、 技术、 质量及经营业绩都 处于领先水平的上市公司， 为我国钢铁工业的发展起到非常重要的作用。 随着我国市 场经济体制逐步完善、产业全球化竞争加剧、wt o贸易规则的实施，宝钢股份迎来 了更大的机遇和更严峻的挑战。 在全面分析市场和行业发展基础上， 宝钢股份在二十 一世纪初提出六年规划，明确 “ 建成全球最具竞争力钢铁企业”的目 标， 具体措施包 括扩大经营规模、调整产品结构，提高生产经营效率和业绩。2 0 0 2年度经营目 标中 把精益运营、 降本增效、 缩短产品交货周期作为公司的一项战略任务提出。 热轧厂在 提高产能利用率方面运用精益生产和 6 s i g ma进行了探索研究。本文是热轧厂运用 精益生产和6 s i g ma管理有效地提高产能利用率研究的总结。 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧)的应用研究 1研究的背景和意义 1 . 1宝钢股份公司及战略、经营目 标 宝山钢铁股份有限公司 ( 简称 “ 宝钢股份” )前身为宝山钢铁 ( 集团)公司，是 新中国建设规模最大、 现代化程度最高的特大型钢铁联合企业， 分三期工程建设而成， 经过二十多年的发展，现己进入世界级的钢铁企业行列。1 9 9 9年被 世界钢铁企业 指南评为 “ 全球钢铁企业综合竞争力”第三名;2 0 0 1年获 “ 全国质量管理奖”第 一名，及 “ 中国上市公司百强” 之首;2 0 0 2年被 ws d ( 世界钢铁动态) 评为 “ 全 球钢铁企业竟争力” 第五名， 同年被业太质量组织授予“ 世界级组织奖” ， 并名列“ 中 国上市公司价值创造”第一名。 宝钢股份创立后，在与国外钢铁企业尤其是韩国浦项进行 “ 对标”的基础上， 公司组织厂内专家并邀请国内知名学者， 开展专题调查， 分析总结宝钢股份的现状和 未来发展，制定完成了 宝山 钢铁股份有限公司2 0 0 1 -2 0 0 6 年经营发展规划 ， 决心 通过六年规划期的发展，把宝钢股份建设成为全球最具竞争力的钢铁企业。 宝钢股份制定的六年发展战略是: . 经营战略:跨越式赶超 ( 1 ) 建立强势集中钢铁主业，优化资源配置，挖掘企业潜能，实施兼并扩张， 实现结构优化。 ( 2 ) 提升能力全方位提高企业的竞争能力，着力发展以用户服务为中心的营销 体系，扩大和巩固企业的战略用户群，实现核心能力的迅速提升。 ( 3 ) 系统创新着力于体制、机制、技术与文化的系统创新。 ( 4 ) 快速超越通过提高学习速度、工作速度、创新速度和响应速度，实现跨越 式赶超。 . 竞争战略:目 标集聚以 优势产品集聚于发展前景广阔的汽车、 家电、 管线、 造船、石油、高档建筑等行业， 集聚于这些行业的重点用户， 集聚于这些用户对重点 品种的需求。 针对不同的竞争对手， 分别或综合运用低成本、 差异化等手段以获得可 持续的竞争优势。 按照宝钢股份经营规划目 标，产品结构将进一步优化，生产规模将进一步扩大， 公司市场竞争力将进一步显 现。 其主要规模指标将达到: 铁水1 3 5 0 万吨， 锭加坯1 4 0 0 万吨，商品坯材 1 2 8 8 万吨，其中冷轧和涂镀产品6 1 0 万吨，占商品坯材总量的4 7 % 以上。 1 . 2宝钢股份管理公司发展的历史沿革 适应环境变化和自身成长 需要，宝钢的管理实践经历了 “ 以生产制造管理为重 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g r i a 和精益生产理论右宝钢热轧的应用研究 心” 、 “ 适应市场经济转型” 和 “ 面向用户、以提升竞争力为中心” 等三个既相互区别 又相互继承的发展阶段。 1 ，第一阶段:以生产制造管理为重心的阶段 ( 宝钢投产至2 0 世纪9 0 年代初) 特点是以钢铁主体生产线集中一贯管理为核心，以着眼于提高生产的组织效率、 追求产量和产值、强调生产稳定顺行为管理理念。 主要管理措施: . 确立 “ 三高一流”的战略目标; . 推行 “ 集中一贯”的管理体制; . 实施 “ 五制配套”的基础管理制度 ( 作业长制、计划值管理、标准化作业、 点检定修、自 主管理) ; . 推行 “ 主辅分离”，建立社会化专业协作体系。 2 . 第二阶段:适应市场经济的转型阶段 ( 2 0 世纪 9 0 年代初至新世纪之初) 特点是强调财务管理在市 场竞争中的保障功能，认识到满足用户需求的重要性， 以把财务管理为中心作为管理理念。 主要管理措施: .确立了财务管理在企业管理中的核心地位; .树立用户至上的理念，实施用户满意工程; .建立和发展适应市场竞争的营销体系，推进产销研一体化小组工作模式; .实行i s 0 9 0 0 1 / q s 9 0 0 0 质量体系; .开发公司级的管理信息系统。 3 .第三阶段: 面向用户、以提升竞争力为中心的阶段 ( 新世纪之初开始至今) 2 0 0 1 年中国成为wt o成员国， 按承诺开放国内市场， 加速了中国经济与世界经 济 一 体化的步伐， 钢铁工业成为全面进入国际化市场竞争的产业。 环境变化减少了国 内企业的政策资源和垄断优势， 国内外企业参与竞争的资源因素趋同， 能力因素日 益 成为获得竞争优势的关键。 宝钢股份主动求变， 由原来侧重于某一方面的管理开始向 追求全面提升综合竞争力的管理过渡， 核心价值观从注重企业效益深化为追求企业利 益相关者的价值最大化。 宝钢股份开始强调以满足用户需求为中心， 对外充分适应、 快速响应， 对内高效 沟通、 快速决策的管理理念， 以 满足用户需求为企业经营管理的出发点， 并以 此主导 企业的资源配置为特点。 主要管理措施: . 实施 e s i ( 企业系统创新)工程，再造关键业务流程，构建流程型的企业组 织; . 实施 “ 面向用户”的系列营销举措，建立供应链管理系统; . 构建以用户需求为导向的技术创新体系; 0 2 s n 0 7 2杨华 6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧厂的应用研究 . 推行6 s i g m a精益运营， 提高持续改进能力; . 优化战略管理体系，提升战略管理能力; . 实施以人为本的人才策略，由减员增效转向人刁 增效; . 倡导价值理念，追求价值最大化; . 培育创新型强势文化，创建学习型企业; . 规范法人治理结构，不断提高管理透明度。 围绕宝钢股份战略规划，宝钢股份需要在生产运营方面努力实现平衡工序物流， 加快生产速度，降低生产成本， 稳定系统运行， 推进清洁生产，也就是需要显著改善 产能利用率、 产品质量和交货表现， 为宝钢股份在日益激烈的竞争中巩固领先地位和 获取更大的市场份额打下坚实的基础。宝钢股份在 2 0 0 2 年的经营总目 标中明确提出 了“ 精益运营， 追求6 s i g ma ， 从2 0 0 2 年下半年开始在公司内部进行精益生产的试 点工作，2 0 0 3 年的经营总目 标中提出 “ 实施 6 s i g ma精益运营项目5 0 项， ，在精益 生产试点的基础上进一步推进 6 s i g ma 管理，2 0 0 4年的经营总目 标中提出 “ 实施 6 s i g ma精益运营项日1 0 0 项” ，在公司内部全面实施6 s i g ma精益运营。 1 .3宝钢股份热轧厂的地位和改进的需要 宝钢股份热轧厂在宝钢股份公司生产流程中处于关键地位， 是公司生产物流的重 要工序。 热轧厂由2 0 5 0 热轧生产单元和 1 5 8 0 生产单元组成， 在公司物流中的位置如 图 1 . 1 所示。 产品 图 1 . 1宝钢股份生产流程示意图 公司的炼钢生产能力远大于热轧生产能力，2 0 0 1年两个炼钢单元比两个热轧单 元多生产3 1 5 万吨钢。 由于公司缺乏深加工能力， 热轧的能力不足造成附加值极低的 初级钢铁产品， 钢坯投入市场，每年形成超过 1 0 亿元的效益损失，产生极大的浪 费。 如何进一步提高热轧生产单元的产能利用率， 释放热轧潜在的产能， 使之能够消 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧的应用研究 化更多的、富余的炼钢初级产品， 转换成产品附加值高得多的热轧产品， 为股份公司 创造更高的效益，就成为了股份公司和热轧厂共同关注和急需积极改进的问题。 同时，由于热轧处于公司物流的中心， 担负着承上启下的关键作用， 热轧厂能否 按公司统一进度完成生产计划， 对大规模生产下的上下工序物流组织影响非常大。 热 轧厂2 0 5 0 和1 5 8 0 两条产线早己 突破了原来的设计生产能力， 建设新的 热轧生产线投 资大、 建设周期长， 在短期内无法通过扩大热轧生产能力来改善这种状况，因此必须 寻找能够提高热轧产能利用率的方面和问题， 通过分析、 评估与改进， 最大限度地消 除影响和制约热轧产能发挥的瓶颈环节， 达到充分发挥热轧产能、 提高公司总体效益 的目的。 为此，热轧厂从2 0 0 2 年下半年开始在股份公司内率先进行了精益生产的试点工 作，不仅采用短期有针对性的措施来实现产能利用率、产品质量和交货表现的改善， 而且坚持推广系统解决问题的方法， 以推动全员参与的持续改进活动， 提高流程稳定 性，巩固改善成果。 2 0 0 3 年股份公司在总结热轧厂精益生产试点工作经验的基础上， 结合 6 s i g ma思想，在生产组织、质量控制、设备管理等范围内推进 6 s i g ma精益 运营，由此热轧厂的产能利用率得到了很大的提高。 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧1的应川研究 2精益生产和6 s i g ma 2 . 1 精益生产 2 . 1 . 1 精益生产的技术背景 二战以后，日本汽车工业开始起步， 此时统治世界的生产模式是以美国福特制为 代表的大批量生产方式。 这种生产方式以流水线形式生产大批量、 少品种的产品，以 规模效应带动成本降低， 并由此带来价格上的竞争力。 日 本的汽车制造商无法与美国 企业在同一生产模式下进行竞争。 并且，日 本企业还面临需求不足与技术落后等严重 困难， 战后日 本国内的资金严重不足， 也难有大规模的资金投入以保证日 本国内的汽 车生产达到有竞争力的规模。 此外， 在美国企业管理中， 特别是人事管理中， 存在着 难以被h 本企业接受之处。 因此，以丰田的大野耐一等人为代表的“ 精益生产”的创始者们， 在分析大批量 生产方式后，得出以下结论: 采用大批量生产方式以大规模降低成本，仍有进一步改进的余地; 应考虑一种更能适应市场需求的生产组织策略。 : 囚此在当时的环境下， 丰田汽车公司在不可能、 也不必要走大批量生产方式的道 路的情况下， 根据自 身的特点， 逐步创立了一种独特的多品种、 小批量、 高质量和低 消耗的生产方式，即丰田生产方式。 其核心是追求消灭包括库存在内的一切“ 浪费” 并围绕此目标发展了一系列具体方法，逐渐形成了一套独具特色的生产经营管理体 系。 从5 0 年代到7 0 年代， 丰田公司虽然以独特的生产方式取得了显著的成就， 但当 时日本及整个西方经济呈现高速增长， 即使采用与美国相同的大批量生产方式也能取 得相当规模的生产效果。但 1 9 7 3 年的石油危机，给日本的汽车工业带来了前所未有 的机遇，同时也将整个西方经济带入了黑暗的缓慢成长期。 市场环境发生变化后， 大 批量生产所具有的弱点日 趋明显。 与此同时， 丰田公司的业绩开始上升， 与其它汽车 制造企业的距离越来越大，精益生产方式开始真正为世人所瞩目。 石油危机以后， 丰田生产方式在日 本汽车工业企业中得到迅速普及， 并体现出巨 大的优越性。此时，整个日 本的汽车工业生产水平己 迈上了一个新台阶，并在 1 9 8 0 年以1 1 0 0万辆的产量全面超过美国，成为世界汽车制造第一大国。 1 9 8 5 年，美国麻省理工学院的d a n i e l r o o s 教授等人筹资5 0 0 万美元，用了近 5 年的时间对9 0多家汽车厂进行考察，并将大批量生产方式与丰田生产方式进行对比 分析，于1 9 9 5 年出版了 改造世界的 机器) m h e m a c h i n e t h a t c h a n g e d th e w o r l d ) ) 一书，将丰田生产方式定名为精益生产 ( l e a n p r o d u c t i o n ) ，并对其管理思想的特点 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧)的应用研究 与内涵进行了详细的描述。 2 . 1 .2 精益生产的体系与方法 精益生产的成功不仅体现在它的某项管理手段比大批量生产方式或其他生产方 式优越， 更在于它采用的适应环境 ( 经济、 技术和文化) 的管理体系。 这样的一个系 统既存在管理方式与环境之间相互需求、 相互适应的关系， 也存在各个具体手段之间 相互支持、相互依赖的关系，如图2 . 1 所示。 企业整体优化和增加利润 7 f 3 m 咒 步 誉 婆 塑 黝 一 竺卫 竺 2 兰 一全 上土 立 .以 一 至人 看板管理为 j介一亡 -布 陌 面 笙 万 刃 陌 巍 丽弈 平 一一发 厂一一一一一挥 匹 匡 董 遥 日 巨 牵 到命 r - - 1 - 一平一一一1 川一止 一一七 一二 一 一 一一上一用 越 小断暴露问题，不断改善 全面质 最管理 设备 速 准 设备合 理布置 多技能 作业 标准化 作业 自动化 全员参加的改善和合理化活动 企 业的 教育 培训， 和 人 力 资 源开 发 图2 . 1 精益生产方式的支持系统 精益生产作为一种从环境到管理目 标都全新的管理思想，并在实践中取得成功， 并非简单地应用了一、 二种新的管理手段， 而是一套与企业环境、 文化以及管理方法 高度融合的管理体系，因此精益生产自身就是一个自 治的系统。 精益生产具有丰富多样的手段和管理工具，比较典型的如表2 . 1 : 手段管理工具 即时生产 ( j i t ) 节拍生产、拉动生产系统、单件流动 持续改善单分换模、 看板管理( k a n b a n ) 、 设备总体效率( o e e ) 标准化标准化 可视化管理 挂牌管理、看板 ( k a n b a n ) 、流程图、提醒板等 5 5 管理目 视管理工具、标准化 0 2 s m 0 7 2杨华 6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧)的应用研究 2 . 1 . 2 . 1即时生产 ( .1 1 t ) 即时生产 ( j i t )就是在需要的时候，制造并交付用户所需要的数量和质量的产 品， 这是精益生产的目标。 即时交货并不能满足库存最低的要求， 必须做到即时制造 和即时交付。 因此，即时生产的前提是必须在连续的生产流程上， 并通过拉动式生产 系统，按照生产节拍均衡生产才能实现。 1 节 拍生产 生产节拍指为了满足客户的需求，生产一件产品所需要的生产时间，即: 生产节拍二 j 急生产时间 客户需求总量 总生产时间= 总可用时问一总管理时间 按照节拍生产保证了与客户需求的制造流程同步， 保证设备不会出现低效率， 在 市场情况不佳的情况下， 保证不会产生大量库存， 积压资金。 生产节拍的制定并不是 按照产能来确定，而是根据客户的要求，适时、适量地进行生产。 在以往的生产管理中有一种观念， 设备的造价越高， 折旧费用越高，因此为避免 单件产品成本上升应尽量使设备不要停止运转， 想方设法使生产量适应生产能力甚至 鼓励超产。 而精益生产认为单纯为了提高设备利用率而生产客户现在并不需要的产品 所带来的损失更大。 2 .拉动生产系统 从市 场需求出发，由市场需求决定产品的生产， 在决定各工序的加工。 整个过程 相当于从后工序向前工序拉动， 这种生产方式称为拉动方式。 理论上将就是生产计划 部门只制定最终产品计划， 其他工序间根据主生产计划， 按照下游工序的需求制定生 产计划。 传统的即时生产中， 生产指令除主生产计划外， 工序之间及与供应商之间完 全采用看板形式。随着计算机技术的发展，mr p技术在企业的实施，看板生产方式 大大简化。 3 .看板管理 精益生产采用看板 ( k a n b a n ) 管理工具， 使生产、 作业信息通过目 视化的方法进 行传递，主要有以下作用: ( 1 ) 生产以及作业的指令:这是看板最基本的作用。生产、作业计划下达到成品 机组或最终工序， 其它工序作业均根据看板进行。 ( 2 )防止过量生产和过度作业:看板表示的只是必要量，因此可以防止过量生产 和过度作业。 ( 3 ) 改善作用:看板的改善作用主要通过减少看板的数量来实现，看板数量的减 少意味着工序的改进，降低浪费。 0 2 s m 0 7 2杨华6 s 1 0 h 1 a 和精益生产理论在宝钢热轧)的应用研究 2 . 1 . 2 . 2持续改善 持续改善是发展进步的前提条件， 精益生产就是通过各种手段减少生产过程中的 浪费，不断消除浪费，追求极限目 标必须进行永无止境的改进。 持续改善和标准化管理是相辅相成的， 两者同 等重要，目 标可能一 次达不到， 但 可以经过反复的改进和完善达到目 标 ( 如图2 . 2 ) 0 改 进 现在 标准化 图 2 .2持续改进和标准化的关系 其中 单分换模( s m e d : s i n g l e m i n u t e e x c h a n g e o f d i e s ) 是 持续改 进使用 最多的 工具， 也被称为快速生产准备、 缩短作业切换时间。 在作业现场的切换作业主要有以 下几种类型: ( 1 ) 工具的切换 ( 2 ) 基准的变更 ( 3 ) 产线零部件、材料的更换 ( 4 ) 制造前的准备: 指制造前必须要做的准备作业， 如停机确认、 工作任务分派、 停机恢复等。 在生产线上，当产品变更时， 使用的零部件或材料等通常需要进行切换， 或者零 部件使用到一定时间后必须进行切换，在流水线上这种切换会造成整条流水线的停 工， 因此减少切换时间会带来很大的价值。 在热轧厂的生产过程中， 遇到的停机换辊 就是典型的例子。 单分换模的实施能缩短停机切换时间，可以提高产能和设备综合效率 ( o e e ) , 0 2 s m 0 7 2杨华 6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧j的应用研究 一般分为六个步骤: ( 1 ) 计算全部切换时间:对整个切换过程的所有动作进行分解，将每一步动作都 严格测量时间，并计算总体切换时间。 ( 2 ) 确定内部和外部工序:所谓内 部工序是指必须在停机状态下才能进行切换的 动作， 如换工作辊的换辊动作。 外部工序是指可以在停机前或停机后进行的动作， 如 工作辊及时运送到设备前。由于在传统的切换作业中没有内部和外部作业分离的观 念， 所以往往外部工作也在停机状态 卜 进行， 变成了内部工序， 使停机时间变长， 造 成浪费。 ( 3 ) 将内 部工序转换外部工序，将外部工序转移到生产准备过程外:在内 部、外 部作业明确后， 接下来的重点就是设法将内部作业转移到外部作业， 以减少内部作业 时间，缩短停机时间。 ( 4 ) 缩短内部工序:这一阶段的改善虽有一定难度，但通过将前后作业改为并行 作业、删除调整作业等方式可以大幅度缩短内部作业时间。 ( 5 ) 改进外部工序: 缩短外部作业时间对提高产能和o e e 没有很大的影响， 但是 通过缩短外部时间，可以减少切换作业的人工时间浪费。在此阶段5 s 非常重要，工 具的摆放一目了然， 所有操作必备的工具尽量靠近切换现场， 所需切换的零部件或物 料准备充足等手段都可以压缩外部工序时间。 ( 6 ) 使新的生产准备程序标准化并加以 保持:为切换过程制定目 视化的标准， 并 对所有同类操作实施标准化的改进措施。 2 . 1 . 2 .3标准化管理 标准化是精益生产的重要手段， 任何一项改善建议在实施取得良 好效果后， 都应 进行标准化， 作为衡量绩效的基准和依据， 也是下一步进行改善、 追求更加精益目标 的基础。 当一项工作推进到稳定实施阶段就进入标准化阶段， 就应将目 前最好的实施方法 作为标准， 让所有从事此项工作的人都执行这个标准并继续完善， 整个过程成为“ 标 准化” 。 标准化和持续改善是相辅相成、 不可分割的， 改善是标准化的基础， 标准化是改 善的巩固。 没有改善就没有新的标准化; 没有标准化， 所有的改善只是周而复始的重 复，不会积累技术形成突破。 2 . 1 .2 .4可视化管理 可视化管理是利用各种视觉感知信息来组织各类活动， 达到提高效率的一种科学 的管理方法，目的就是把潜在的活动或异常现象明显化， 变成一看就明白的事实。 可 视化管理的特点是公开化和透明化，尽可能地将管理者的要求和意图让大家看得见， 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论 在宝钢热轧i的应用研究 增加工作人员之间的交流，提高效率 可视化管理的主要手段有:挂牌 这种管理 it 以贯穿于各个管理领域中。 看板、信号灯、提醒板、流程图等。 挂牌、 看板: 在现场管理活动中， 根据管理活动的水平将不同颜色的牌子挂在设 备或工作场地周围，以示区别 用来区分日 常工作的非必需品 。在精益生产的5 s 管理中，挂牌是改善的基础起点， 信号灯: 生产现场的人员必须随时知道作业者和机器是否在正常开动和作业， 信 5 灯是工序内发生异常时用于通知管理人员的工具。 提醒板一般用于防止遗漏。 流程图描述工序重点和作业顺序的简要指示书，用于指导生产作业。 2 . 1 . 2 . 5 5 s 管理 5 s指的是在生产现场中对人员、机器、材料、方法等生产要素进行有效管理的 一利 ， 管理方法， 是企业管理的基础。 5 s 指的是日 文s e i r i ( 整理) 、 s e i t o n( 整顿) 、 s e i s o( 清扫) 、s e i k e t s u( 清洁) 、 s h i t s u k e( 修养)五个单词的内容，具体为: . 整理:区分必需品和非必需品，现场不放置非必需品; . 整顿:将寻找必需品的时间降至最少; . 清扫:保持无垃圾、无尘的整洁状态; . 清洁:持续进行并制度化; . 修养:养成习惯，遵守执行。 推行 5 s 具有明确的目的，概括起来应该有以下几点: ( 1 )改善和提高企业形象:通过营造整齐清洁的工作环境让员工充满信心，同时 也让顾客对你充满信心; ( 2 ) 促成效率的极大提高:良好的工作环境和氛围使员工心情愉快，精力集中; 物品摆放有序，不用到处寻找来节约时间，提高效率; ( 3 ) 改善零件在库周转率:整洁的工作环境、合理的布局能够做到零件必需时立 即可以得到;工序间物流通畅能够减少甚至消除滞留时间，改善零件在库周转。 ( 4 ) 减少甚至消除故障，提高品质: 通过清扫、清洁不断改善环境，避免设备损 坏，提高产品品质。 ( 5 ) 保障安全生产:储物明确，物归原位，通道畅通，地上不摆放不该放置的物 品，自 然减少意外事件的发生。 ( 6 ) 降低成本:通过实施5 s ，可以 减少人员、 设备、 场所、时间等的浪费，从而 降低生产成本。 ( 7 ) 改善员工面貌， 激发组织活力: 通过制度化和不断遵守执行， 并通过实施改 善建议提案，增加组织活力。 ( s )缩短作业周期，确保交货期:可视化管理使异常现象明显化，生产顺畅，提 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产0-论在宝钢热轧的应) f7 研究 高了作业效率，缩短作业周期，从而确保交货期。 2 . 1 .3 精益生产管理的特点 1 卜拉动式准时化生产 . 以最终用户的需求为生产起点。 . 强调物流平衡，追求零库存，要求上一道工序加工完的零件立即可以进入下 一道工序。 . 组织生产线依靠看板 ( k a n b a n ) 的形式。即由看板传递下道向 上道需求的 信 息 ( 看板的形式不限，关键在于能够传递信息) 。 . 生产中的节拍可由人工干预、 控制，但重在保证生产中的物流平衡 ( 对于每 一道工序来说，即为保证对后退工序供应的准时化) 。 . 山于采用拉动式生产， 生产中的计划与调度实质上是由各个生产单元自己完 成， 在形式上不采用集中计划， 但操作过程中生产单元之间的协调则极为必 要。 2 .全面质量管理 . 强调质量是生产出来而非检验出来的，由生产中的质量管理来保证最终质 量。 . 生产过程中对质量的检验与控制在侮一道工序都进行。 重在培养每位员工的 质量意识，在每一道工序进行时注意质量的检测与控制， 保证及时发现质量 问题。 . 如果在生产过程中发现质量问题， 根据情况可以立即停止生产， 直至解决问 题，从而保证不出现对不合格品的无效加工。 . 对于出现的质量问题， 一般是组织相关的技术与生产人员作为一个小组，一 起协作，尽快解决。 3 .团队工作法 ( t e a m w o r k ) . 每位员工在工作中不仅是执行上级的命令， 更重要的是积极地参与， 起到决 策与辅助决策的作用。 . 组织团队的原则并不完全按行政组织来划分，而主要根据业务的关系来划 分。 . 团队成员强调一专多能， 要求能够比较熟悉团队内其他工作人员的工作， 保 证工作协调的顺利进行。 . 团队人员工作业绩的评定受团队内部的评价的影响。 . 团队工作的基本氛围是信任，以一种长期的监督控制为主，而避免对每一步 工作的稽核，提高工作效率。 . 团队的组织是变动的，针对不同的事物，建立不同的团队，同一个人可能属 0 2 s m 0 7 2杨华 6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧t的应用研究 于不同的团队。 4 并行t程 ( c o n c u r r e n t e n g i n e e r i n g ) . 在产品的设计开发期间，将概念设计、结构设计、工艺设计、最终需求等结 合起来，保证以最快的速度按要求的质量完成。 . 各项工作由与此相关的项目小组完成。进程中小组成员各自 安排自己的工 作，但可以定期或随时反馈信息并对出现的问题协调解决。 . 依据适当的信息系统工具，反馈与协调整个项目的进行。利用现代 c i m 技 术，在产品的研制与开发期间，辅助项目 进程的并行化。 精益生产思想最终目 标是企业利润的最大化， 通过一系列方法来消除生产中的一 切浪费， 实现成本的最低化。 精益生产中最具有特色的方法是， 在组织生产中对消灭 物流浪费的无限追求， 即对物流环境的需求和内部的分权决策， 核心在于充分协作的 团队式工作方式。 此外， 企业外部的密切合作环境也是精益生产实现的必要且独特的 条件。基于内部的团队式工作方式，以解决 “ 浪费” 和 “ 速度”问题为目的， 在外部 企业密切合作的环境下，无限追求物流的平衡是精益生产的真正核心所在。 2 . 2 6 s i gm a 2 .2 . 1 6 s i g ma管理技术背景 进入2 0 世纪末，以信息技术为主要特征的高新技术飞速发展，推动了经济全球 化，加速了技术、管理的创新。6 s i g ma作为新时代的产物应运而生。它是一套以数 理统计为基础的管理方法， 强调消除错误， 减少消耗， 避免重复劳动， 其核心是数据 定义、 测量、 分析原因、改进优化和控制效果， 使企业在生产、 设计管理等方面达到 最佳境界。 6 s i g ma在九十年代中期开始从一种全面质量管理方法演变成为一个高度 有效的企业流程设计、 改善和优化技术， 并提供了一系列同等地适用于设计、 生产和 服务的新产品开发工具， 继而与全球化、 产品服务、电子商务等战略齐头并进， 成为 全世界追求管理卓越性的企业最为重要的战略举措。 6 s i g ma逐步发展成为以顾客为 主体来确定企业战略目 标和产品开发设计的标尺，追求持续进步的一种质量管理哲 学。6 s i g m a管理强调定量方法/ 工具的运用，强调对顾客需求瞒 意的详尽定义于量 化表述，每一阶段都有明确的目 标并由相应的工具或方法辅助。 6 s i g ma是一项以数据为基础，追求几乎完美的质量管理方法。s i g ma( 。) 在统计学中指标准偏差， 是表示一组数据分布的分散程度的特征值。 对连续可计量的 质量特性，用。 。 ” 度量质量特性总体上对目 标值的 偏离程度。 s i g m a水平是一种表 示品质的统计尺度， 6 s i g m a水平下， 产品 / 业务过程合格率高 达9 9 .9 9 9 6 6 %( 也 称“ 五 九” 水平) ， 缺陷率仅为3 .4 p p m ， 近乎完美。 6 s i g m a管理有别于其它的 质量管理方 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论l i . 宝俐热轧1的应用研究 法， 是依据严格的数据采集和统计分析， 找出误差的根源， 并寻求消除这些误差的方 法，根据顾客的要求来确定的管理活动。在 6 s i g ma实施过程中，小到单一产品和 服务，中到一个项目、一个部门，大到一个企业都应该可以计量。 6 s i g ma管理起源于摩托罗拉。 从7 0 年代到8 0 年代， 摩托罗拉在同日 本的竞争 中失掉了收音机和电视机的市场， 后来又失掉了b p 机和半导体的市场。 1 9 8 5 年， 公 司面临倒闭。一家日本企业在 7 0 年代并购了摩托罗拉的电视机生产公司，他们使用 了同样的人员、 技术和设计， 而不良 率只有摩托罗拉管理时的1 / 2 0 。 显然问 题出在摩 托罗拉的管理上。 严酷的生存现实使摩托罗拉认识到自己的产品质量及其管理水平的 差距。 在其c e o的领导下， 1 9 8 7 年摩托罗 拉开始了6 s i g m a质量之路， 并开始取得 惊人的业绩。1 9 9 8 年，摩托罗拉获得了美国波多里奇国家质量管理奖。 1 9 9 5年年底起，在公司总裁杰克 韦尔奇的激情投入和倡导下，6 s i g ma管理 在美国通用电器 ( g e )得到近乎疯狂地执行，并取得广泛而显著的绩效改善成果， 所产生的年度化成效逐年加速递增。韦尔奇视 6 s i g ma管理战略为企业获得竞争优 势和经营成功的金钥匙， 称6 s i g ma 是g e公司从来没有经历过的最重要的管理战 略” 。 2 .2 .2 6 s i g ma的体系与方法 应用6 s i g m a方法实现改进业绩目 标， 提高顾客满意度和忠诚度，降低资源成 本和损失， 有三项实施内 容: 6 s i g m a组织 ( d f s s : o r g a n i z a t i o n f o r s i x s i g m a ) , 6 s i g m a策t il ( d f s s : d e s i g n f o r s i x s i g m a ) 和6 s i g m a过 程 ( p f s s : p r o c e s s f o r s i x s i g ma) ，如图3 . 2 所示: 图2 . 3 6 s i g ma管理实施内 容 2 .2 .2 . 1 6 s i g ma 管理的组织“ 黑带团队， ， 6 s i g ma 组织( d f s s ) 是推进6 s i g m a 管理的基础， 就是被称为明 星( c h a m p i o n ) , 黑带大师 ( ma s t e r b l a c k b e lt ) ,黑带 ( b l a c k b e l t )和绿带 ( g r e e n b e l t )的人。这些 人员来自于企业的各个岗位，经过6 s i g ma的专门培训，为6 s i g ma管理提供组织 0 2 s m 0 7 2杨华6 s i g m a 和精益生产理论在宝钢热轧)的 应用研究 上的保障。而专 职从事6 s i g m a项目 的黑带大师和黑 带，更成为企业的财富，