多品种小批量制造企业生产管理流程精益化研究与应用.doc

study and application on the leanproduction management process inmulti-item and small-batch manufacturingenterprisea thesis submitted to chongqing universityin partial fulfillment of the requirement for thedegree of master of engineeringbyhe xiaomengsupervised by prof. yi shupingmajor: industry engineeringcollege of mechanical engineeringchongqing university, chongqing, chinaapril, 2011重庆大学硕士学位论文摘要中文摘要全球化趋势的加剧，使得制造企业面临着越来越多的不确定性因素。企业生产管理信息的透明化管理，对企业面对不可预测的外部变化和内部扰动，能够及时地、高质量、低成本地满足客户需求，具有十分重要的意义。对企业业务流程进行管理是企业提高竞争力和创新能力的必要条件，这有助于企业快速、灵活地应对不断变化的客户需求和市场发展趋势。精益的流程对企业来讲非常重要，因此企业需要一种优秀的管理手段去高效经营自己的流程，让流程在企业的运转中发挥到最佳。论文在吸收国内外相关研究成果的基础上，在对我国多品种小批量制造企业生产管理和生产管理流程现状进行分析后，引入流程优化(process optimization)、精益流程(lean process)和精益生产(lean production)的思想，提出了研究多品种小批量制造企业生产管理流程精益化的课题。论文首先分析研究了多品种小批量制造企业的生产环境和生产管理模式，并且对现行模式下生产管理流程存在的问题和利弊进行了分析，结合精益流程管理，提出了生产管理流程精益化。其次论文详细分析了流程精益化的特点和要求，在此基础上从流程精益化的思路、方法、构架和实施步骤等方面，详细阐述了生产管理流程精益化方案。论文最终将以上研究方案运用到 x 公司流程管理中，从组织结构优化出发，对企业核心生产管理流程进行了规划和实施，为柔性生产管理模式的建立奠定了基础。论文的研究内容在 x 公司得到了实施应用，取得了较好的应用效果。本文的研究成果为其它多品种小批量制造企业实施精益流程管理提供了参考和借鉴。关键词：多品种，小批量，流程优化，精益流程，精益生产ii重庆大学硕士学位论文中文摘要abstractthere are increasingly uncertainties in manufacturing enterprise due to the trend ofglobal market competition. the transparent management of the manufacturing process,which is good for achieving customers satisfaction high-quality and low-costly, hasbecome an important issue when the enterprises face unforeseeable external changesand internal disturbance. the good management of the companys business process isthe necessary condition for improvement of competitiveness and innovation, whichmakes company to response quickly and flexibly to change of customs requirement andmarket developments trends. therefore, companies need an excellent method tomanage process, which makes company running in its best condition.domestic and foreign research achievements are reviewed in this paper. based onthe analysis of chinese multi-item and small-batch manufacturing enterprise productionmanagement situation, lean production, referred to as lp, and its ideas were introducedand the issue of lean production management process in multi-item and small-batchmanufacturing enterprise had been proposed. the main research contents are listed asfollowings.in the beginning of this paper, from the direction of lean process management, theadvantage and disadvantage of the current production environment and productionmanagement mode is studied. then the thesis designs and analyzes the characterizationand requirement of lean process. basing on this point, lean process is presented in thedirection of idea, method, architecture and procedure. the theory achievement in thisthesis eventually was applied in the process management of aerospace precisionproducts corporation. it started with the organizational structure, went with coreproduction management process of the company. the research achievement in thispaper has been effectively implemented into the manufacturing workshop of aerospaceprecision products corporation.the achievement of this thesis could provide for other multi-item and small-batchmanufacturing enterprises in the field of lean process management as reference.keywords: multi-item; small-batch; process optimization; lean process; lean productioniii重庆大学硕士学位论文目录目录中文摘要. ii英文摘要. iii1 绪论. 11.1 选题背景和意义 . 11.2 国内外研究现状 . 21.2.1 流程优化研究现状 . 21.2.2 精益生产研究现状 . 51.3 论文研究目的与课题来源 . 71.4 论文的主要研究内容 . 81.5 本章小结 . 82 多品种小批量制造企业生产管理现状分析 . 92.1 多品种小批量制造企业生产现状 . 92.1.1 制造企业生产类型划分 . 92.1.2 多品种小批量制造企业生产特点 . 102.1.3 多品种小批量制造企业生产存在问题 . 102.2 多品种小批量制造企业生产管理流程存在问题 . 112.3 多品种小批量制造企业流程精益化必要性分析 . 132.4 本章小结 . 153 流程精益化方案的设计 . 163.1 流程精益化的提出 . 163.1.1 流程精益化的特点 . 163.1.2 流程精益化的要求 . 173.2 流程精益化可行性分析 . 173.3 流程精益化方案的设计和实施 . 193.3.1 流程精益化的思路 . 193.3.2 流程精益化的方法 . 203.3.3 流程精益化的架构 . 223.3.4 流程精益化的实施步骤 . 243.4 本章小结 . 254 应用案例分析. 264.1 x 公司概况 . 26iv重庆大学硕士学位论文目录4.2 x 公司生产管理现状及存在问题 . 274.2.1 x 公司生产管理现状 . 274.2.2 x 公司生产管理问题分析 . 294.3 x 公司生产管理流程梳理诊断 . 304.3.1 核心生产管理流程的评定 . 314.3.2 核心生产管理流程梳理与诊断 . 324.4 xx 公司生产管理流程精益化 . 414.4.1 生产系统组织结构优化 . 414.4.2 核心生产管理流程精益化 . 424.5 流程精益化方案的实施效果分析 . 524.6 本章小结 . 535 结论与展望 . 545.1 结论 . 545.2 展望 . 54致谢. 56参考文献. 57附录. 60a. 作者在攻读学位期间发表的论文目录： . 60b. 作者在攻读学位期间发表的论文及从事的科研工作 . 60c. 梳理后的生产管理流程： . 61v重庆大学硕士学位论文1绪 论1 绪 论1.1 选题背景和意义二十一世纪以来，随着全球经济一体化发展，人们对产品的需求日趋多样化和个性化。产品的生命周期日益缩短，更新换代的速度也在逐步地加快，使得企业的生产模式和组织方式逐渐由面向产品转变为面向客户、面向需求和面向服务。企业的生产模式也转向了按照订单的方式来组织生产，大批量定制和多品种小批量的生产模式逐渐成为主流。据统计，美日等国的制造业有 75%左右是处于多品种小批量生产类型，我国机械制造行业约 95%左右的企业是属于这种生产类型的1,2。在我国多品种小批量制造企业中，对原材料产品进行批次管理的企业占有相当比重，这类企业工作场地的专业化程度较低，通用设备的比例高，设备种类配套齐全，生产过程中的物流、信息流复杂，控制较为困难。用传统的管理思想和管理手段不能有效地驾驭新的生产现实，因而我国相当多的此类企业的生产管理存在许多急需解决的问题3：企业信息化水平较低，信息传输缓慢，沟通不及时，影响了企业的应变速度；企业生产管理流程连贯性较差，运行效率低；生产管理不是依赖计划来控制、督促、协调，而是依赖于少数管理人员的经验管理，生产过程常常会失去控制，形成“自流”。生产计划和作业计划粗放，实现率较低；靠经验安排生产计划，不能对生产过程进行优化处理，生产周期长；手工排产易造成零部件的遗漏，影响车间的生产和产品的装配；生产技术准备工作仓促，均衡生产（包括生产均衡和负荷均衡）难以实现；这些都必然地造成生产负荷难以平衡的同时设备利用率却不高，产品不能按期交货，质量得不到保证。随着市场竞争的日渐加剧，企业已经很难在性能、质量、价格上形成差异化竞争优势。企业竞争表面上是产品与产品竞争，实际上是产品背后一系列流程之间的竞争，企业竞争的实质就是流程制胜。存在于企业内部、企业间的业务流程类似贯穿于人体的神经系统，它可对产品生产流程、生产管理流程等企业核心流程产生直接的效果。对业务流程进行有效的管理、维护和优化，可显著提高企业的竞争力和市场生存能力，从而帮助企业在竞争中更快速地为客户提供产品和服务，灵活地应对市场变化。中国的制造企业在引进世界先进的制造技术的同时，还要认真学习发达国家先进的生产管理理念，并切实应用于中国实践。只有将先进技术与管理思想有机结合，才能提高企业的敏捷性和核心竞争力。2008 年金融危机以来，我国制造业企业受研发能力弱、管理粗放、人民币升值、原材料涨价和劳动力成本上升等因素影响，面临着严峻的挑战和压力。因此，对企业业务流程进行管理是企业提高竞争力和创新能力的必要条件，有助于企业快速、灵活地1重庆大学硕士学位论文1绪 论应对不断变化的客户需求和市场发展趋势。为了使企业切实理顺经脉，将流程管理深入落地，节能增效，使业务流程实现真正的精益，实现组织真正的卓越，笔者提出了流程精益化。精益生产是彻底地追求生产的合理性、高效性，能够灵活地生产适应各种需求的高质量产品的生产技术和管理技术4。其基本原理和诸多方法，对制造业具有积极的意义；其关于生产计划和控制以及库存管理的基本思想，对丰富和发展现代生产管理理论具有重要的作用。精益生产的思想经过调整可以与流程优化相结合，利用精益生产的思想对现有流程进行梳理和优化，找出增值环节，对不增值环节进行取消、整合和简化，最终达到消除浪费、降低成本和建立柔性生产系统目的。1.2 国内外研究现状1.2.1 流程优化研究现状 流程优化相关理论1）流程、流程管理及生产流程管理a. 流程5,6流程(process)一词可解释为：一系列相关的人类活动或操作，有意识地产生一种特定的结果。从流程这一概念中我们可以发现，流程与“有意识的一系列的活动或事件”、“特定的结果”等概念密切相关，简单说来，流程就是做事情的先后顺序。流程理念根源于西方文化和科学传统中的分解或解析，它是一种化繁为简的思路和方法阁。早在 1986 年，w.edwards deming 就指出：“凭我本人的经验估计，在企业面临的所有的问题和所有的优化改进机会中，高达 94%的部分源于系统(流程)，只有 6%由其他一些特殊原因而引发。”实际上，可以说一个运营一个企业就是将若干项作业活动融合，而流程就是连接与融合这些活动；同时，还可以将其分解为若干项任务，而每项任务又可以分成若干个步骤。换个角度说，流程具有层次结构:步骤组成任务、任务组成作业、作业组成流程。在我们实际工作中，对这种层次结构的运用，就可以将一些复杂的问题不断分解简化，从而易被人们所感知、理解与运作。b. 流程管理5,7目前国内对流程管理没有一个统一的定义。对流程管理比较有概括性的描述是:通过实施，组织可以被看成一系列跨组织连接的职能流程在流程管理的结构下，流程所有者、小组和工作执行者对问题进行思考和执行，他们设计自己的工作、检查产出和重新设计工作系统以改善流程，从而满足顾客需求、缩短周期时间、降低成本和提高产出的连贯性等。2重庆大学硕士学位论文1绪 论事实上，流程管理就是企业将现有的内部资源进行有效整合，优化企业的业务流程，有效监控企业战略目标的执行，从而确保企业的战略目标能够实现。流程管理的对象是流程，流程管理的核心是构造卓越的业务流程，流程管理的过程也就是坚持顾客导向、自觉地不断地改进或改造，能够创造和传递顾客价值的业务流程的过程，由此提高企业的效率和效益，为实现企业的战略目标服务。因此，流程管理就不仅仅是一些技术和方法，正如国际著名的业务流程管理专家邵一教授所谈论的，流程管理是一种理念，是对企业的业务流程进行规范管理的过程。它作为一种先进的理念和模式，还充分地体现了企业经营和管理的深层本质同时，也深刻反应了技术进步给现代企业管理带来的变革。因此，流程管理正式提出以来，就成为理论界和企业界的时尚。c. 生产流程管理8若将现代制造业作为一个大系统，生产流程就是其中一个横向的支撑子系统，它是现代制造业的有机组成部分；生产流程管理作为企业组织结构的基础层面，是物化劳动与活劳动结合最紧密的部位，是企业管理的支撑点。生产流程是否顺畅反映了生产流程管理水平的高低，在一定程度上反映了企业的竞争能力。只有从企业的基础生产流程入手，以客户、以市场为导向，利用先进的管理理念，先进的管理思想、方法，不断调整、优化生产流程，才能最大限度在提高生产过程中的产品质量、降低生产成本，才能使企业在剧烈的市场竞争中获取最大效益，永远立于不败之地。它直接影响产质量和企业的经济效益，是企业开拓市场的基础和后盾。只有按照建立现代企业制度的要求，把改革、改组、改造与加强管理结合起来，才能不断优化生产流程管理，实现企业管理过程的整体优化，才能切实提高企业的整体效率和效益。生产流程管理就是运用科学的管理思想、管理方法和管理手段，对流程中的各种生产元素，如人（员工）、机（设备）、物（材料）、法(工艺)、环(环境)、资（资金）、能（能源）、信（信息）等，进行合理配置和优化组合的过程9。d. 精益流程管理流程很重要，精益的流程对企业来讲更重要，管理好流程更是企业高效运营的关键，因此，企业需要一种优秀的管理手段去高效经营自己的流程，让流程在企业的运转中发挥到最佳。精益流程管理是基于流程的系统化管理方法，以实现企业卓越运营为目标，以信息技术为平台，规范化的构建和持续性的完善组织层级式和端到端的运营流程，培养人的责任意识和规范人的行为，沉淀与共享知识，提高组织执行合力，最大化的减少运营错误，进而实现组织的真正卓越。精益流程管理是未来企业竞争的关键，是市场取胜的法宝，是一流企业实现成功的重要标志。精益流程管理的精髓是：人规范化，事流程化，物清晰化，管3重庆大学硕士学位论文1绪 论理系统化。通过改变人的思考方式和行动因素，规范运作流程，强化知识沉淀，实现组织流程的精益运营，进而提高企业的管理水准，实现卓越。2）流程再造与流程优化a. 流程再造1993 年，michael hammer 和 csc 顾问公司的 james champy 联名出版了企业再造经营革命宣言这本流程再造理论的奠基之作，迅速在全球企业管理界掀起了流程再造热潮。他们定义企业流程再造为“对企业的业务流程作根本性的重新思考和彻底的重新设计，使企业在成本、质量、服务和速度等方面取得显著的改善”10。r.burgess 认为“流程再造原则上要求企业是面向流程，重构过程还应该包括组织结构改造、人力资源管理、有效沟通和 it 技术的应用”11。20 世纪 90 年代初，国际上许多企业为降低成本，提高市场反应速度和顾客满意度而采取了流程再造的战略战术。一些企业成功应用取得了显著的效益，但在流程再造的过程中，有相当多的企业碰到这样或那样的问题和障碍，高失败率已使这一热潮逐渐降温，有人预言流程再造之风已经过时。因为在大多数情形下，企业的经营环境变化并不是特别激烈。因此更需要的是持续性改进而不是一次性的革命。b. 流程优化人们在对企业流程再造理论反思的基础上，提出了流程优化(bpi)的管理理念。流程优化理论认为企业之间竞争的不再是产品和服务，而是生产产品和服务的流程12。随着以网络为代表的新兴技术手段的应用，用户要求不断提升，企业的业务流程同样需要持续不断地改进，以新技术为催化剂，以用户为中心，培育和优化企业流程。流程优化侧重于在现有的基础上去改进流程中效率最低的活动，或者改进流程中的活动与其它流程的联系，或者接受对此流程新的管理理念和经验，或者摒弃不增值活动，从而在某种程度上达到提升企业管理的水平和目标。所以，流程优化不是完全抛弃目前的动作模式，而是去改进流程的某些关键环节，以提高流程运行的整体水平。它是企业不断获得突破和创新的主要手段，风险低于流程再造，它可以不断或逐渐优化企业的主要活动，从而达到流程再造的完全效果。企业组织的流程改进，突破了传统的劳动分工理论的思想体系，强调以“流程导向”替代原有的“职能导向”、“组织由流程确定，而不是流程由组织确定”的企业组织形式，信息技术的飞速发展，为流程的彻底改善提供了可能13。 流程优化研究现状国外学者的研究多集中在企流程仿真以及流程分析工具，在研究新技术和相关原理改善流程的同时，结合企业具体需求应用于生产实际。4重庆大学硕士学位论文1绪 论文献14总结了可以用流程优化的 25 种典型方法、72 种技术和 102 种工具。文献15结合准时化生产环境，对看板控制策略下制造流程的混合库存系统动态性能展开研究； 文献16利用系统动力学构建 jit 和看板结合模型，并进行仿真研究企业物流流程策略，从而提高企业的质量管理、库存控制和生产率。在流程分析工具方面，文献17改变原来以机器类型描述流程，构建新流程描述方法网；文献18对生产、质量、成本三维协同的制造系统流程优化方法进行论证，离散事件仿真被用来展示流程再造的效果。相对于流程再造（bpr），流程优化（bpi）更容易被大多数企业接受采用，很多学者也进行了这方面的研究。国内的学者开始研究供应链管理和业务流程重组的关系，及其二者相结合的理论并在实践中应用。文献 19,20研究了约束理论（toc）和 bpi 在生产流程改造中的应用；文献21对业务流程优化的实施方法进行了研究。文献22研究了企业物流配送流程优化，将控制的概念引入到企业物流配送的整个流程优化中，建立一个系统的指标评价体系，论证流程优化给企业物流配送带来的收益和变化。文献23利用准时化生产的思想和方法，首先对中间商一般生产物流流程进行归纳分析，找出存在的问题，而后提出尽可能消除浪费。文献24通过对生产系统工艺流程现状的物流分析，设计了满足不同生产批量与不同生产周期的精益物流过程，流程仿真验证生产物流流程优化模式。1.2.2 精益生产研究现状 精益生产的产生精益生产(lean production，简称 lp)是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织(imvp)的专家对日本丰田准时化生产 jit(just in time)生产方式的赞誉称呼。精，即少而精，不投入多余的生产要素，只是在适当的时间生产必要数量的市场急需产品(或下道工序急需的产品)；益，即所有经营活动都要有益有效，具有经济效益。精益生产方式 jit 源于丰田生产方式，是由美国麻省理工学院组织世界上 14 个国家的专家、学者，花费 5 年时间，耗资 500 万美元，以汽车工业这一开创大批量生产方式和精益生产方式 jit 的典型工业为例，经理论化后总结出来的。精益生产的基本思想是消除生产中的一切不必要的浪费，杜绝生产中一些多余的环节，也称“瘦型生产”。它是当前工业界最佳的一种生产组织体系和方式。 精益生产相关理论25,26精益生产既是一种以最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本为主要目标的生产方式，同时它又是一种理念，一种文化。实施精益生产就是决心追求完美的历程，也是追求卓越的过程，它是支撑个人与企业生命的一种精神力量，也是在永无止境的学习过程中获得自我满足的一种境界。其目标是精益求精，尽善尽美。5重庆大学硕士学位论文1绪 论精益生产的实质是管理过程，包括人事组织管理的优化，大力精简中间管理层，进行组织扁平化改革，减少非直接生产人员；推进生产均衡化同步化，实现零库存与柔性生产；推行全生产过程（包括整个供应链）的质量保证体系，实现零不良；减少和降低任何环节上的浪费，实现零浪费；最终实现拉动式准时化生产方式。精益生产的特点是消除一切浪费，追求精益求精和不断改善。去掉生产环节中一切无用的东西，每个工人及其岗位的安排原则是必须增值，撤除一切不增值的岗位。精简是它的核心，精简产品开发设计、生产、管理中一切不产生附加值的工作，旨在以最优品质、最低成本和最高效率对市场需求做出最迅速的响应。精益生产方式生产出来的产品品种能尽量满足顾客的要求，而且通过其对各个环节中采用的杜绝一切浪费(人力、物力、时间、空间)的方法与手段满足顾客对价格的要求。精益生产方式与传统生产方式的区别主要表现为：改变了品质控制手段；消灭(减少)了各种缓冲区；增加了职工的参与感和责任感；培训职工并与职工交流；仅在需要的地方采用自动化；精益组织结构。精益生产方式是围绕着最大限度利用公司的职工、协作厂商与资产的固有能力的综合哲学体系。这个体系要求形成一个解决问题的环境并对问题不断改进改善，要求各个环节都是最卓越的，而这些环节打破了传统的职能界限。精益生产方式的主要特征表现为：1) 品质寻找、纠正和解决问题；2) 柔性小批量、一个流；3) 投放市场时间把开发时间减至最小；4) 产品多元化缩短产品周期、减小规模效益影响；5) 效率提高生产率、减少浪费；6) 适应性标准尺寸总成、协调合作；7) 学习不断改善。 精益生产研究现状1) 精益生产定义及哲理的研究这是精益生产研究中基础的一部分，但也是很重要的一部分，对精益生产进行科学的归纳总结，为精益生产其他方面的研究作指导。这方面的研究，有很多研究己经深入到社会科学的层次，去讨论其产生的文化社会根源。文献25-27分析了精益生产产生的社会条件，论述了精益生产的历史和现代应用。文献28-29对丰田公司 jit 生产实施的形成过程进行深入的研究，介绍了精益生产方式组织与管理的特点以及与传统的大批量生产方式的区别。6重庆大学硕士学位论文1绪 论2) 精益生产模型的研究学者们对精益生产的系统理论、系统性能进行具有普遍意义的研究，为精益生产的应用与开发提供理论依据。在文献30-32中，学者们建立了装配型拉动生产系统的极大代数状态空间模型并进行了性能分析和扰动分析。北京航空航天大学倪伟英工程师等建立最终装配计划约束下的 jit 投产顺序的数学模型33。3) 对生产现场的研究对于生产现场的研究主要有几个方面：看板理论、5s 管理、车间设备布置、零部件装夹具更换方式等方面的研究。文献34结合看板管理减少生产中的在制品，实现目视管理。文献35具体结合 5s 活动的开展，使其精益、高效的理念得到全方位的体现，从而使生产现场的持续改善成为确保提升企业竞争力的一种关键要素。文献36把精益生产的思想引入了设施规划改进程序模型中，通过该模型对一个具体的实例(某变压器厂的箱体车间)进行的深入而系统的分析，对该车间的设备进行了重新布置，同时对操作人员也进行了相应的调整，改善设计后的生产车间。4) 精益生产与其他生产方式比较与发展研究通过对 jit、mrpii 和 opt 之间的比较研究，旨在寻求这些生产方式直接的联系与异同，并进一步发展完善精益生产。有学者认为，jit、mrpii 和 opt 是不相容的，三者分别适应于不同的生产环境；而另一些研究认为，jit 和 mrpii 是互补的，二者可以结合在一起，郭立伟研究并论证精益生产与 mrpii 的并行实施的可行性和合理性，刘飞提出一种将 mrpii、jit 与 toc 集成的生产管理模式，建立三者集成的生产管理模型，并开发车间制造过程信息系统37,38。另有学者却认为，带有有限缓冲器的推动和拉动系统之间没有差别，天津大学齐二石教授及其课题组对推动与拉动式生产系统进行建模及其性能分析30。5) 精益生产应用与开发研究这是精益生产研究最广泛的，通常是结合为企业开发生产管理系统，将精益生产的管理思想融入到管理系统软件中，解决生产进度的透明度，改进精益生产方式的闭环能力，实现生产全过程的数字化信息管理。从文献中了解到国内一些实施了 jit 的企业主要有西安飞机工业集团公司39、长春一汽、湖北东风汽车公司、上海易初摩托车厂等40。1.3 论文研究目的与课题来源本论文的研究目的在于，通过分析批次管理下我国多品种小批量制造企业生产管理流程的特点，及其存在的问题，结合流程优化相关理论和精益生产的思想，提出多品种小批量制造企业生产管理流程精益化方案。利用精益生产的思想对现有流程进行梳理和优化，对不增值环节进行取消、整合和简化，同时优化生产系7重庆大学硕士学位论文1绪 论统组织结构，规范流程和岗位职能职责，达到“人规范化，事流程化，物清晰化，管理系统化”的目标。以流程精益化为切入点建立基于流程的精益生产模式，从而达到消除浪费、降低成本和建立柔性生产系统目的。本课题来源于企业委托项目“app 公司精益生产管理方案规划与实施”。1.4 论文的主要研究内容围绕研究目标，论文主要进行了以下几方面的研究： 在对多品种小批量制造企业面临的挑战以