（管理科学与工程专业论文）基于价值流的冶金企业业务流程优化研究.pdf

学位论文的主要创新点 一、本文从价值流的角度出发，利用精益价值理论和价值流图析对冶 金企业业务流程现状进行分析，利用价值流现状图，识别了业务流程 中的浪费以及其存在原因，并确定了业务流程中可改进点，制定了改 进方案； 二、本文详细介绍了工业工程方法、设计结构矩阵和随机p e t r i 网三 种业务流程优化理论和方法，得到了具体的优化业务流程和可实施方 案，规划了未来价值流，形成了一整套业务流程精益优化模式； 三、本文构建了双层冶金企业业务流程评价指标体系，并在该指标体 系基础上，介绍了利用灰聚类模型对业务流程优化结果进行综合评价 的算法。 摘要 企业信息化作为推动和实现企业体制创新、技术创新、管理创新，增强企业 核心竞争力的重要手段和必由之路，近年来已为我国许多企业特别是大企业普遍 认同，并成为他们的战略选择。企业在进行信息化的过程，并不是简单的将企业 的生产过程、物料移动、事务处理、现金流动、客户交互等业务过程数字化。企 业信息化首先需要做的是对企业业务流程的优化，对原有流程进行全面的功能和 效率分析，优化现有流程。总体来说，对企业业务流程进行优化重组，是提高企 业效益的重要途径，是保证企业信息化达到理想结果的前提。 本文在分析我国冶金企业业务流程现状基础上，依据精益价值理论，采用价 值流图析法，介绍了绘制业务流程价值流现状图的方法以及在此基础上对其定量 分析的方法，从而识别出业务流程中存在的浪费以及其存在的原因，并根据业务 流程中的可改进节点，制定可能的改进方案。针对可能的改进方案，本文介绍了 工业工程方法、设计结构矩阵和随机p e t r i 网三种不同的业务流程优化算法。利 用优化算法得到业务流程优化的实施方案，并绘制业务流程价值流理想图，完成 价值流图析的全部工作。本文在构建业务流程评价指标体系的基础上，介绍了利 用灰聚类模型对冶金企业业务流程优化结果进行综合评价的算法。本文介绍了一 整套业务流程精益优化模式，竭力使冶金企业业务流程实现“一个流 的业务处 理模式。 本文以湖北大冶有色金属公司质检计量中心主原料铜精矿在其的业务流程 为例，综合利用上述介绍的理论、模型和方法，在收集与铜精矿业务相关状态数 据的基础上，绘制价值流现状图，并利用动作分析方法进行现状分析，得到了可 改进节点，制定了可改进方案，并利用工业工程方法制定了具体的优化流程实施 方案，对未来价值流进行了规划。依据评价指标体系构建内容介绍，构建质检计 量中心的业务流程评价指标体系，并利用灰聚类模型对优化结果进行了综合评 价，得到的该部门业务流程优化结果评价是第二等级“较好”。 关键词：精益价值；价值流图析；业务流程重组；工业工程；评价指标体系 a b s t r a c t a st h ei m p o r t a n tm e t h o da n dt h eo n l yw a yt op r o m o t ea n da c h i e v ei n s t i t u t i o n a l i n n o v a t i o n ，t e c h n o l o g i c a li n n o v a t i o n ，m a n a g e m e n ti n n o v a t i o na n dt h ee n h a n c e m e n to f c , o r ec o m p e t e n c e ，t h ei n f o r m a t i z a t i o ns t r a t e g yh a sb e e na c c e p ta n dh a sb e e nt h e s t r a t e g i co p t i o nb ym a n ye n t e r p r i s e s ，e s p e c i a l l yl a r g ee n t e r p r i s e s ，i nr e c e n ty e a r s t h e i n f o r m a t i z a t i o nc o n s t r u c t i o ni sn o t s i m p l yt h ed i g i t i z a t i o n o ft h e p r o d u c t i v e p r o c e s s ，t h em a t e r i a lm o v e m e n t ，t h et r a n s a c t i o n ，t h ec a s hf l o w , t h ec u s t o m e ri n t e r a c t i o n o ft h ee n t e r p r i s e s b e f o r et h ei n f o r m a t i z a t i o nc o n s t r u c t i o n ，i ti st h em o s ti m p o r t a n t t h i n gt h a tw es h o u l di m p r o v et h eb u s i n e s sp r o c e s sb a s e do nt h ec o m p r e h e n s i v e a n a l y s i so f t h ef u n c t i o na n dt h ee f f i c i e n c yo f t h eo r i g i n a lp r o c e s s i ng e n e r a l ，t h e j o bo f t h eb u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n gi st h ei m p o r t a n tw a yt oi n c r e a s et h ee n t e r p r i s e r e v e n u ea n di st h e p r e r e q u i s i t e t og u a r a n t e et h ei d e a lc o n s e q u e n c eo ft h e i n f o r m a t i z a t i o nc o n s t r u c t i o n n ep a p e ra n a l y s e st h ea c t u a l i t yo ft h eb u s i n e s sp r o c e s so ft h em e t a l l u r g i c a l e n t e r p r i s e s ，a n di n t r o d u c e st h em e t h o dt od r a wt h ec u r r e n tv a l u es t r e a mm a po ft h e b u s i n e s sp r o c e s sa n dt oq u a n t i f yt h ea c t u a l i t yo ft h eb u s i n e s sp r o c e s sb a s e do nt h e t h e o r yo f l e a nv a l u eb yt h em e t h o do fv a l u es t r e a mm a p p i n g a n dt h e n ，w ec a ni d e n t i f y t h ew a s t ea n di t sr e a s o nf o re x i s t i n go ft h eb u s i n e s sp r o c e s s w ec a nd r a wu pt h e i m p r o v e m e n tp r o g r a ma c c o r d i n gt ot h ew a s t e a n dt h e n ，t h ep a p e ri n t r o d u c e st h r e e d i f f e r e n to p t i m i z a t i o na l g o r i t h m so ft h eb u s i n e s sp r o c e s sw h i c ha r et h et h e o r yo f i n d u s t r i a le n g i n e e r i n g ( i e ) ，t h ed e s i g ns t r u c t u r em a t r i x ( d s m ) a n dt h ep e t r in e t w ec a n g e tt h ee x e c u t es o l u t i o nb yu s i n gt h eo p t i m i z a t i o na l g o r i t h m a n dw ec a nf i n i s ht h e w h o l ew o r ko ft h ev a l u es t r e a mm a p p i n gb yd r a wt h ei d e a lv a l u es t r e a mm a p 1 1 1 e p a p e rs t r u c t u r e st h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo f t h ee f f e c to ft h eb u s i n e s sp r o c e s s ，a n d i ti n t r o d u c e st h em o d e lo fg r e yc l u s t e rt oo v e r a l lm e r i tt h ee f f e c to ft h eb u s i n e s s p r o c e s s i nt h e m e t a l l u r g i c a le n t e r p r i s e o v e r a l l ，t h ep a p e r i n t r o d u c e st h ew h o l e o p t i m i z a t i o nm o d e lo ft h eb u s i n e s sp r o c e s s ，a n di tm e a n st od ot h eb e s tt om a k et h e b u s i n e s sp r o c e s so ft h em e t a l l u r g i c a le n t e r p r i s e sb eas t r e a mm o d e lo ft h eb u s i n e s s p r o c e s s t h ep a p e rt a k e st h eb u s i n e s sp r o c e s so ft h ec o p p e rc o n c e n t r a t ei nt h ec e n t e ro f q u a l i t yc h e c ka n dm e a s u r e m e n to fd a y en o n f e r r o u sm e t a l sc o m p a n yi nh u b e if o r e x a m p l e a n di tm u l t i p u r p o s eu s e st h et h e o r y , t h em o d e la n dt h em e t h o dm e n t i o n e d a b o v e ，a n dd r a w st h ec u r r e n tv a l u es t r e a mm a pb a s e do nt h ec o l l e c t i o no ft h eb u s i n e s s d a t ao ft h ec o p p e rc o n c e n t r a t e ，a n dt h e na n a l y s e st h ec u r r e n ts i t u a t i o nb yu s i n gt h e m e t h o do fm o t i o na n a l y s i s w eg e tt h ep r o c e s sw h i c hc a nb ei m p r o v e d ，a n dt h e nw e d r a wu pt h ed e t a i le x e c u t es o l u t i o n sb yi e ，a n dp r o g r a mt h ei d e a lv a l u es t r e a m a n d a c c o r d i n gt ot h ec o n t e n ta b o v e ，w es t r u c t u r et h et h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mo ft h e e f f e c to ft h eb u s i n e s sp r o c e s so ft h ec e n t e ro fq u a l i t yc h e c ka n dm e a s u r e m e n t , a n d e v a l u a t et h ee f f e c to ft h eo p t i m i z a t i o nb yt h em o d e lo fg r e yc l u s t e r , a n dw eg e ta s e c o n dg r a d ea st h ee v a l u m i o no f r e s u l t k e yw o r t h ：l e a nv a l u e ；v a l u es t r e a mm a p p i n g ；b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ； i n d u s t r i a le n g i n e e r i n g ；e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m 目录 第一章绪论1 1 1 课题提出的背景与意义1 1 - 2 本文的研究对象2 1 3 国内外研究现状3 1 4 本文的主要研究内容和方法6 第二章研究理论与方法7 2 1 精益价值理论与方法7 2 2 工业工程理论l o 2 3 设计结构矩阵。1 2 2 4p e t r i 网1 2 2 5 灰聚类原理1 4 第三章冶金企业业务流程价值流分析1 5 3 i 我国冶金企业概况1 5 3 2 冶金企业业务流程的现状分析1 6 3 3 价值流现状图的绘制2 2 3 4 基于价值流现状图的业务流程分析2 5 第四章冶金企业业务流程优化模式2 7 4 1 优化方案的制定和实施2 7 4 2 价值流理想图的获得3 4 4 3 业务流程优化结果的评价3 4 第五章实证研究4 l 5 i 质检计量中心业务流程现状分析4 l 5 2 铜精矿价值流现状图的绘制4 5 5 3 铜精矿价值流现状图的分析4 6 5 4 铜精矿业务流程的优化4 6 5 5 铜精矿价值流理想图的绘制4 8 5 6 铜精矿业务流程优化结果的评价5 0 第六章总结和展望5 5 6 1 总结。5 5 6 2 展望5 5 参考文献5 7 发表论文和参加科研情况5 9 致谢。6 0 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题提出的背景与意义 1 1 1 课题提出的背景 本课题来源于湖北大冶有色金属公司质检计量中心信息化平台项目。 随着计算机技术、网络技术以及通信技术的发展、完善和普遍应用，企业信 息化已经成为了其实现可持续发展和提高核心竞争力的重要手段和保障。特别是 在当今经济全球化、竞争日趋激烈以及后经济危机时代背景下，我国企业都在走 上信息化建设的道路，并且大部分都伴随着竞争力的提升以及企业效率和效益的 双重提高等正面影响。信息化建设已经成为了企业的核心战略目标，是其推动和 实现体制创新、技术创新以及管理创新的首要方法和选择。 企业在进行信息化的过程，并不是简单的将企业的生产过程、物料移动、事 务处理、现金流动、客户交互等业务过程数字化。企业信息化首先需要做的是对 企业业务流程的优化，对原有流程进行全面的功能和效率分析，发现其存在的问 题( 包括功能障碍、业务流程的重要性和可行性等) 。有些流程我们已经习以为 常，多是根据早年的观念发展而成的，有些甚至是在2 0 世纪初就已经存在的。 许多流程其实早已经没有存在的价值，但我们习以为常，仍然遵循。因此，我们 需要去除那些习以为常但己没有价值的流程，优化剩余的必要流程，甚至是重新 设计业务流程，并且在尽量满足员工现有习惯的基础上，形成更加科学，更加合 理的业务流程。总体来说，对企业业务流程进行优化重组，是保证企业信息化达 到理想结果的前提。 我国冶金企业除了少数大型钢铁企业( 如宝钢) 外，大多数企业信息化程度 不高，这严重制约了冶金企业在新世纪的发展。因此，针对我国冶金企业现状， 为了适应当今世界经济环境下企业发展的要求，同时也是为了企业生存和发展的 需要，我国冶金企业进行业务流程优化的工作势在必行。这不仅为企业在未来为 了更好的发展而进行信息化打下良好的基础，更是现阶段我国冶金企业提高效 益，降低成本的重要手段。 湖北大冶有色金属公司始建于1 9 5 3 年，2 0 0 0 年7 月下放湖北省直管，是国 内五大铜原料基地和湖北省1 0 0 家重点支持发展的骨干企业，中国5 0 0 强企业。 公司固定资产、产值、利税、阴极铜产量均居全国铜行业第四位。公司主要产品 为阴极铜，以及黄金、白银、硫酸、铁精矿等综合利用产品。2 0 0 9 年实现销售 l 天津工业大学硕士学位论文 收入2 3 6 亿元。质检计量中心作为该公司核心部门，承担着原料( 产品) 的计量、 样品加工、样品品质测定、原料( 产品) 品质的发布等与企业效益直接相关的重 要工作。质检计量中心的工作效率、准确性和稳定性直接决定了企业的效益和市 场竞争力。质检计量中心进行信息化建设，有利于企业各生产要素组合的优化， 有利于该部门各种资源的合理配置，有利于提高客户满意度，从而达到使企业能 适应瞬息万变的市场经济竞争环境，获得最大的经济效益，提高其核心竞争力的 目的。而作为企业信息化建设的前提，对质检计量中心的业务流程进行优化的工 作至关重要。 1 1 2 课题提出的意义 本课题通过对冶金企业业务流程进行分析、优化、评价，进而形成一整套针 对冶金企业整个业务流程进行优化的理论和方法，并在著名冶金企业的实例研究 中得到验证。本文根据精益价值理论分析冶金企业业务流程上的价值流，介绍了 工业工程、设计结构矩阵、p e t r i 网等业务流程优化的方法，进而规划未来价值 流，提高了企业业务处理能力、缩短流程周期等，达到提升精益价值指标的目的 总之，从价值流的角度来分析企业业务流程，无论在理论还是在实践方面都有重 大意义。 从理论上，精益价值理论的核心是不断地消除企业的浪费，同时为利益相关 者创造价值，不断为企业带来更大的回报。本文在精益价值理论指导下，突破了 传统的业务流程分析方法，丰富了业务流程优化的理论，同时，价值流的思想也 为我们带来了新的企业观，即“企业是若干价值流的集合”。从应用上，通过对 冶金企业业务流程的精益改进，提升了精益指标。通过实例研究，证实了本文理 论研究方法与步骤的可行性，为企业业务流程优化提供了崭新的分析方法，并保 证了企业业务流程重组实施的可靠性。 1 2 本文的研究对象 任何一种原料( 产品) ，其整个业务处理过程( 原料的入厂或产品的出厂) 应该是一个以客户为导向的流程。具体来说，即在该业务流程中，输入的是客户 的需求，输出的是客户的满意度( 这就包含企业提供了满意的服务或合格的产品 等多个方面的内容) ，而其过程则是由员工、设备、物料( 原料或产品) 、规范、 环境等五大因素组成的业务处理过程，并且要对其进行持续改进，不断追求完美 而包括了输入、输出、持续改进和以上五大因素的业务流程则构成了一个以客户 为导向的业务流程图，如图1 1 所示。 2 维护品位防范措施 布局规格t 作区温 稳定性重量腩强度 处理能力质量操作台大小 田田田 图i - i 客户导向流程图 本文的研究对象是冶金企业物料( 原料或产品) 在企业业务流程的分析和改 进。通过对影响冶金企业的员工、设备、原料( 产品) 、规范、环境等五大因素 进行分析，依据精益价值理论，利用价值流图析工具对当前该部门业务流程中的 各种浪费现象以及存在的原因进行识别，运用工业工程理论、设计结构矩阵和 p e t r i 网等业务流程优化方法，提出未来价值流的规划，并建立了冶金企业业务 流程优化结果评价指标体系和灰聚类综合评价模型，从而达到消除浪费、降低成 本、提高工作效率、增加业务流程价值流等精益价值理论的目标。最后，本文针 对湖北大冶有色金属公司质检计量中心业务流程进行实证研究，证实上述研究理 论、方法和步骤的可行性。 1 3 国内外研究现状 业务流程重组( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ，b p r ) 的理论，即为了飞跃 性地改善成本、质量、服务、速度等现代企业的主要运营基础，必须对工作流程 进行根本性的重新思考并彻底改革， 是当今企业界和管理学界研究的热点【1 1 。 第二次世界大战以后，美国企业面临空前挑战，美国一跃成为世界头号强国，是 当时各国的物资供应地，国内企业也由此发展壮大，经济得到了迅速发展。在 2 0 世纪5 0 一6 0 年代，连续两个l o 年的工业增长率高达4 0 。但是，到7 0 年代， 3 天津工业大学硕士学位论文 美国飞速前进的车轮慢了下来，而日本和欧洲各国的企业却纷纷崛起，尤其是日 本的产品开始风靡全球，很快就跃居为世界经济强国，这严重影响了美国在国际 市场上的霸主地位。此外，随着世界贸易壁垒的消除，竞争日益激烈。在这种背 景下，结合美国企业为挑战来自日本、欧洲的威胁而展开的实际探索。b p r 理 论于1 9 9 0 年首先由美国著名企业管理大师、原麻省理工学院教授迈克尔汉默 ( m i c h a e lh a m m e r ) 在哈佛商业评论中发表的一篇名为“r e e n g i n e e r i n gw o r k ： d 、a u t o m a t e ，o b l i t e r a t e ”1 2 中提出，随即成为席卷欧美等国家的管理革命浪潮。 美国的一些大公司，如m m 、柯达、福特汽车、x e r o x 和a t & t 等纷纷推行 b p r ，试图利用它发展壮大自己。事实证明，这些大企业事实b p r 以后，都取 得了巨大的成功，企业界把它视为获得竞争优势的重要战略，看成一场工业管理 革命。 1 9 9 3 年，迈克尔汉默与咨询专家詹姆斯钱皮( j a m e sc h a m p y ) 合作出 版了企业重组经营管理革命的宣言书【l 】o 此书一问世，连续八周被美国 时代周刊评为全美畅销书，几十万册书很快就告罄，位列美国当年商业类畅 销书榜首。在该书中，作者阐述了b p r 的基本概念，即对企业的经营过程作根 本性的重新思考和彻底翻新，以便使企业在成本、质量、服务、速度等代表企业 业绩的重大问题上获得长足的进步，并强调通过充分利用信息技术使企业业绩取 得巨大提高。同年，达文波特( t h o m a sd a v e n p o r t ) 发表著作：p r o c e s si n n o v a t i o n ： r e e n g i n e e r i n gw o r kt h r o u g hi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ( 流程创新：通过信息技术 的再造) ，进一步阐述了b p r 思想 3 1 。1 9 9 3 年底，小林裕发表专著企业经营 再造工程完成了日本管理学界对这一时期管理理论与实践的总结【4 】。 在实践中，b p r 得到广泛的应用，并取得了巨大成功。1 9 6 9 年，宇航员阿 姆斯特朗在月球上的第一句话传回地球，他使用的是摩托罗拉公司设计和制造的 收发机。虽然经过3 0 万公里的距离，传输信号依然非常稳定，几乎没有任何干 扰。然而2 0 年后，摩托罗拉空间和系统技术集团( s s t g ) 与雇员、供应商和顾 客之间的沟通却发生了相当大的问题，s s t g 与其供应商之间的关系已经由于公 司失去了整体性而变得毫无效率。一个决策或订单要从集团的总经理传达到部门 总经理，再依次传达给业务经理、物料经理、部门经理，然后依然级别传达给采 购员总共包括了7 个到9 个层次。这种组织层级使得公司高层很难了解处于 第一线的公司职员的意见和建议，公司职员也很难在第一时间解决问题。在当时 经济水平与环境下，其采购业务流程存在很大问题。s s t g 针对采购业务流程进 行了流程重组，企业实施跨职能的工作流和将决策权赋予经过授权的团队有效地 将管理级别从8 个减少到3 个，取得了巨大成功。s s t g 实施b p r 所取的效果也 是保证当年铱星项目取得很大成功。按照铱星项目的要求，在1 1 个月内，s s t g 4 第一章绪论 动用了全球4 5 的卫星发射能力，在3 个国家的9 个发射场，发射了6 5 颗卫星。 s s t g 实施业务流程重组的成功不仅在于对于授权的认知和工作热情的增长，还 在于供应管理成本的降低。供应管理业务成本降低了6 0 。于此同时，退回部件 的百分比从之前的2 0 降低到了现在的1 ，交货执行情况的违约率从最高时的 4 0 降低到了现在的8 。据有关资料报道，目前在6 0 0 多家欧美大型企业中， 有7 0 的企业在推行b p r 计划，有1 5 的企业表示正在积极考虑。人们希望运 用这一“新的工业工程理论”来摆脱企业所面临的困境与限制，适应经济全球化 所带来的机遇与挑战，加速企业自身的发展，提高企业的经济地位。 在我国，一些专家学者翻译了大量的业务流程重组方面的文献，撰写了一些 论著，对业务流程重组的概念、内容等基本理论，以及对国外知名企业实施业务 流程重组的应用技术和经验作了较为系统的介绍。比较有代表性的如蒋志青的 业务流程设计与管理嘲，刘巨钦的企业组织设计原理与实务【6 】，丁宁的 信息技术革命与企业组织创新n 林榕航的供应链管理( s c m ) 教程【8 】- b p r 理论引入我国以来，我国许多企业为了生存和发展，也意识到必须转变经 营思想，寻求改革的新方法，已经有一些企业开始与高校合作，尝试使用b p r 改进企业管理。国内企业进行业务流程重组的时间虽然落后于国外近1 0 年，但 对于业务流程重组的认识与实践过程同西方国家类似，也经历了最初的热捧、批 判再到理性回归阶段。狂热也好，理智也好，近年来国内企业对于业务流程重组 项目的投入始终是稳步上升的。随着我国加入w t o ，国际市场竞争日益激烈， 我国企业只有彻底摆脱以往陈旧的经营观念和管理手段，将最新的科学管理思想 和管理方法导入自己的管理机制，进而形成符合自己企业特点的业务流程处理方 法和管理思路，才能获得勃勃生机和持续发展的机会和能力。在当前我国企业加 快改革步伐，提高企业管理水平和业务处理水平的进程中，研究b p r 的理论和 方法有着深远的现实意义。 诚然，不少企的b p r 项目取得了巨大成功，为企业带来了根本性的改变， 但是对于相当数量的企业，将b p r 理论付诸实践却是一件十分艰苦，同时也是 成本昂贵的事情。据统计，有7 0 以上的b p r 项目都最终以失败告终。究其原 因，并不是b p r 的理论存在什么问题，b p r 理论不是神话，也不是洪水猛兽， b p r 可以称为一种理论先进的思想，但是还不可以称为实践性成熟的思想。究 其失败的关键因素，除了企业领导与员工的既有观念、守旧思想外，主要还是 b p r 建模和分析工具的不完善以及b p r 的实施策略的不规范。经过十多年的研 究、应用和实践，企业对b p r 的认识也逐渐趋于理性。一方面，b p r 的实施可 以为企业创造巨大的利润，并伴随着市场竞争力的提高；另一方面，b p r 的实 施同样也伴随着巨大的风险。 5 天津工业大学硕士学位论文 1 4 本文的主要研究内容和方法 本文采用理论、模型分析与实证分析相结合的研究方法，按照“提出问题一 分析问题一解决问题一实证的逻辑思路进行。本文从价值流的角度出发，介绍 了业务流程价值流的分析方法，目的在于识别冶金业务流程中浪费以及浪费存在 原因；采用定性和定量相结合的系统分析方法，综合运用了精益价值理论、工业 工程、设计结构矩阵、p e t r i 网等多种理论方法，以价值流管理为平台，对业务 流程进行优化，规划未来价值流，并制定实施方案：介绍业务流程优化结果的评 价指标体系和灰聚类综合评价模型；最后，实证分析，针对湖北大冶有色金属公 司质检计量中心的业务流程进行定量分析。本文的研究内容为以下几点： ( 1 ) 对冶金企业业务流程现状进行分析，介绍价值流现状图的绘制和分析 办法，用于识别当前业务流程当中的浪费，找出可改进点。 ( 2 ) 针对可能的改进方案，介绍利用工业工程方法、设计结构矩阵和p e t r i 网等方法进行业务流程优化的步骤和内容，并制定实施方案。 ( 3 ) 针对业务流程优化结果，构建评价指标体系，并利用灰聚类模型对其 优化结果进行评价。 ( 4 ) 实证研究。利用上述理论、模型和方法，针对湖北大冶有色金属公司 质检计量中心业务流程，以其主原料铜精矿业务流程为例，针对价值流现状图， 分析当前业务流程中的浪费，并利用m 方法进行业务流程的优化，最后在构建 该部门业务流程评价体系的基础上，运用灰聚类模型对优化结果进行评价。 根据本文的研究内容以及国内外研究现状情况，本文制定了适合本课题研究 的技术路线图，如图1 2 所示。 图l - 2 本文技术路线图 6 第二章研究理论与方法 第二章研究理论与方法 2 1 精益价值理论与方法 2 1 1 精益价值理论 精益生产( l e a nm a n u f a c t u r i n g ) ，简称“精益”， 是衍生自丰田生产方式的 管理哲学【9 】，是一种利用杜绝浪费和无间断的作用流程的生产方式。其指导思想 是，通过生产过程的整体优化，实现技术创新，杜绝过量生产，提高资源利用率， 降低生产和管理成本、增强生产柔性、达到用最少的投入实现最大产出的目的。 精益生产的重点是通过不断减少生产流程中所存在的浪费，来实现及时制造、不 断消除故障和浪费，努力实现零缺陷、零库存，保证企业在市场竞争中的优势， 最终达到提升整体顾客价值的目的。精益生产中典型的“浪费”一般分为七种： ( 1 ) 过量生产( 制造过多，过早生产) ； ( 2 ) 库存的浪费； ( 3 ) 不必要的等待； ( 4 ) 搬运的浪费； ( 5 ) 产品的缺陷； ( 6 ) 动作的浪费； ( 7 ) 不必要的过程。 实施精益生产就是通过采用精益技术工具对企业的所有过程进行改进，从而 达到提高企业在产品质量、价格和服务方面的综合竞争力的目的。如图2 - l ，即 为经典的精益生产模式。 产品一欢合格率提高， 稳定的望j 。t 线( 柳l 曩o e e 铀一鲻- 销撇t 成本觚j l l 喾存嘶 图2 - i 精益生产模式 7 天津工业大学硕士学位论文 2 0 0 0 年，麻省理工学院的学者通过对精益生产的研究进行了深入的分析总 结，使得其进入了精益价值管理的新阶段，其核心是不断消除浪费，避免浪费存 在的原因存在，同时为利益相关者实现价值，为企业创造更大的效益【l o 】。 实施精益的工具有很多，包括：价值流图析( v s m a ) 、价值工程和价值分 析( v 】三m ) 、精益企业模型( l e m ) 、企业精益转换指导( ”几) 、精益企业自 评估工具( l e a s t ) 等，其中价值流图析技术是其他各种工具的基础。本文主要 采用价值流图析技术进行业务流程价值流现状分析。 2 1 2 价值流图析技术 2 1 2 1 价值流图的基本概念 价值流图( v a m es t r e a mm a p p i n g ，v s m ) 是丰田精益制造生产系统框架下 的一种用来描述物流和信息流的形象化工剧”】。价值流图是对企业业务流程的可 视化理解、简化和分析。运用精益价值理论，以价值流图为工具，可以识别出业 务处理过程中所存在的浪费以及其存在的原因。所谓浪费就是不能为价值的实现 过程提供任何增值效果的任何活动。企业相关人员可以借助业务流程的价值流图 找到业务流程中的可改进点，为企业实施精益，进行业务流程优化提供方向和目 标。价值流图是实现工序、人员交互的工具，是企业进行业务流程分析的工具， 是企业实施变革的工具。 2 1 2 2 价值流图析的步骤 如图2 2 所示，价值流图析( v s m a ) 方法大致可以分以下几个步骤实施： 确定物料系列 j l价值渍现状图 l 价值；! i ；i 优化图 上 i 价值渍理想图 工 工作计划和实施 图2 - 2 价值流图析的实施步骤 s 方伍和工具 吣 第二章研究理论与方法 ( 1 ) 识别物料( 原料或产品) 系列。因为企业的原料和产品都会有很多种， 对于每一种不同的物料，都会有不同的价值流。因此，在进行价值流分析之前， 首先需要确定一个物料系列，通过对于顾客需求的分析来划分物料系列。 ( 2 ) 描绘现状图。对业务流程价值流现状图进行分析，为了实现以客户为 导向的业务流程，首先从客户端开始分析，了解客户的需求情况( 需求量、运输 频率等相关信息) ，之后研究整个业务流程中的每一道工序，分析各个工序的工 作人员数量、完成周期、业务处理内容、库存情况、物料、半成品等的运输情况、 产品合格率以及机器的相关属性等相关信息，确定其中的增值和非增值活动，识 别每一个工序中所存在浪费以及其存在原因，为优化业务流程提供可改进点以及 为企业持续改进业务流程提供目标。 ( 3 ) 不断优化价值流。根据对价值流现状图的分析，利用相关方法和工具， 对现有流程进行优化，得到初步优化价值流图。依据精益价值原理，对优化后的 价值流进行进一步分析、优化，直到消除所有浪费。 ( 4 ) 描绘理想状态图。通过价值流的不断优化，最后根据企业的实际情况， 由顾客需求拉动，得到价值流的理想图，为未来的运作指明方向。 ( 5 ) 工作计划和实施。企业各部门根据流程优化情况，形成改进的行动计 划，以方便方案的实施和跟踪评价。 2 1 2 3 价值流图析的特点 价值流图析技术是使用铅笔和纸张辅助理解和分析价值流在整个过程中材 料流和信息流的工具。通过绘制价值流现状图，以精益价值理论角度来分析产品 系列转换成价值过程中材料流和信息流，以及其中的增值和非增值活动，从而发 现浪费和确定需要改善的地方，为改善活动定下一个蓝图和方向。价值流图析技 术的特点主要包括以下几个方面： ( 1 ) 可视化整个产品转换成价值的流程，而不仅仅是单个的生产流程或销 售流程等。 ( 2 ) 可视化企业存在的各种浪费，以及浪费产生的原因。 ( 3 ) 它为谈论价值的实现提供共同语言。 ( 4 ) 它对价值流的状况做出判断，使你能讨论它们。然而在你车间中很多 细节问题和判断恰恰是随意做出的。 ( 5 ) 把精益价值理论和方法进行结合，达到优化的目的。 ( 6 ) 它是形成实施计划的基础。通过帮助你设计整个门到门流动需要做的 工作很多精益努力所忽略的事，价值流图成为实施精益的蓝图。显示信息流 和物流之间的联系，获取制造过程中的物料与信息流动情况。 ( 7 ) 它比作出非增值步骤、生产周期、移动距离、库存数量等清单的定量 9 天津工业大学硕士学位论文 工具和生产布置图更为有效。价值流图析技术可以很好地描述为改变哪些数据所 应做的事情。 2 1 3 精益价值原则 在提炼出精益生产理论，并且在总结精益企业大量实践经验的基础上， w o m a c k 提出的精益价值五项原则【1 2 】，分别为： ( 1 ) 精确界定价值。 ( 2 ) 识别价值流。一个企业中往往存在着许多条价值流，因此首先要从顾 客价值出发确定一个物料流和信息流进行跟踪描述，将他们绘制出来。在识别价 值流时应以下游工序和设备为基础，从价值流最终顾客的角度来划分价值流。 精益方式的主要目标是消除价值流中的全部浪费。整个价值流中的所有活动 可分为三类：增加价值的活动( v a ) 、必要但不增加价值的活动( n n - v a ) 和非 增值的活动( n v a ) ( 即浪费) 。借助价值流图析，企业可以找到最明显的产生大 量浪费的步骤并消除之。 ( 3 ) 使价值流顺畅的“流动”。精益思想将所有的停滞视为企业的浪费。企 业按照顾客要求确定生产需求后，就要对业务流程各个环节进行一系列联系精确 的价值流动，各个环节都应实现最理想的连续流动，并使这种流动长期保持下去， 在企业内部形成永不间断的价值流动系统。 ( 4 ) 顾客拉动价值流。在价值流图析中顾客价值反映为由顾客来拉动其余 业务，有顾客确定节拍时间。 ( 5 ) 不断追求完美。通过不断地消除各个层次的浪费，建立尽善尽美的价 值创造过程，为客户提供完美的价值。 2 2 工业工程理论 工业工程( h d u s t r i a le n g i n e e r i n g ，i e ) ，起源于美国，由泰勒的科学管理和 时间研究以及吉尔布雷斯的动作研究等发展起来的。在各种正定义中，最具有 权威性和今天仍被广泛采用的是美国工业工程学会( a i i e ) 与1 9 9 5 年提出，后 经修订的定义：“工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系 统进行设计、改善和设置的一门学科。它综合运用数学、物理学和社会科学方面 的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果 进行确认、预测和评价。”【1 3 】 工作研究是“管理科学 之父泰勒和吉尔布雷斯夫妇开创的研究方法，是工 业工程的经典内容之一，十九世纪末起源于美国，并在欧洲、日本等西方国家广 l o 第二章研究理论与方法 泛应用和迅速发展。2 0 世纪它对各工业化国家的高速发展做出了重大贡献，被 公认是建立企业基础标准、提高生产力的重要手段，在工业发展体系中起着举足 轻重的作用。工作研究的显著特点是，在需要很少投资或不需要投资的情况下， 可以使企业的生产率显著提高，从而提高企业的经济效益和增强竞争力。工作研 究包括方法研究和作业测定两大技术。 2 2 1 方法研究 方法研究，是指通过对作业流程进行整理、分析，发现作业中存在的不经济、 不均衡和不合理现象，并对其进行改善以降低成本的一种手段。方法研究的对象 可分为两类：一类是以物为研究对象的研究( 包括管理信息在内) ，主要是指对产 品生产过程、零件工艺过程以及对管理业务流程进行研究：另一类是以人为对象 进行研究，主要包括对操作者活动的研究。 方法研究包括以下三个代表性的方法：( 1 ) 工序分析。工序分析是按照规定 的顺序进行调查、分析、掌握工序中存在的不经济、不均衡、不合理现象，以及 中途出现的待工等现象，找出改善的重点，是服务于分析改善的一种分析方法。 ( 2 ) 动作分析。( 3 ) 搬运和规划。以上各个分析方法可以单独使用，如通过工 序分析改善流程，通过动作分析对需要大量时间的作业进行缩短时间；也可以综 合使用，如将工序分析和搬运、布局等改善方法相结合，将搬运分析和动作分析 相结合，通过各种不同形式的有机结合达到改善的目的。 2 2 2 作业测定 作业测定，是指测定作业时间值和掌握各作业所需时间的方法。作业测定是 由时间研究发展而来，与方法研究同时配合进行，或者可说是根据方法研究所确 定的生产系统及工作方法，测定“多余的时间要素及“无效的时间 要素等非 生产部分，并进行削减，作为以后管理计划及控制的依据。 作业测定方法很多，总的可分为两大类： ( 1 ) 直接时间测定法。直接时间测定法是对某项作业，按规定的作业程序， 利用测时工具对重复循环作业的操作过程进行直接的观测、记录和分析，来确定 其作业时间的方法：或者对作业者的工作状态进行随机观测，并以其累计观测数 据推定各观测项目的时间构成的方法。直接时间测定方法包括秒表法、电影法、 劳动分析法等等。 ( 2 ) 间接时间测定法。间接时间测定方法包括预定时间标准法 ( p r e d e t e r m i n e dt i m es y s t e m ) 、经验法、标准资料法等。 天津工业大学硕士学位论文 2 3 设计结构矩阵 设计结构矩阵( d e s i g ns