实施精益造船是我国船舶工业建立现代造船模式的有效途径.doc

实施精益造船是我国船舶工业建立现代造船模式的有效途径。本文在系统分析精益造船概念的基础上，说明了精益造船技术体系，以案例研究的方式，研究了精益造船理论在美国和日本船舶工业的成效及未来发展趋势，最后，给出了我国实施精益造船的相关措施与建议。 精益生产模式来自对日本汽车工业的总结，丰田汽车公司是其典型代表，核心思想就是消除生产中的浪费和一切非增值环节，使企业同时具备大批量生产经济性和多品种生产灵活性的能力。 精益造船由精益生产概念引申而来，是精益生产理论在船舶工业中的应用，首先由美国造船界提出，指从造船合同签约开始到船舶完工交付使用的建造全过程中，通过对全体员工的激励和动员，不断改进和完善造船过程，减少船舶建造中的一切浪费，达到缩短造船周期、降低造船成本、提高造船质量的目的。 美国造船界认为，虽然精益生产是从丰田汽车公司这样特定环境中总结而来，但其思想和原则已升华到哲理高度，其基本理论，即在最短的时间内，以最小的浪费生产出顾客需要的产品，适用于任何生产过程，无论对大批量生产，还是个性化定制，均有指导作用，亦理所当然适用于船舶工业。 但与此同时，船舶工业与汽车工业之间确实存在一定差异，具有一些与众不同的特征，如产品总是先订货后建造;船舶建造过程具有制造(Production)与营造(Construction)的双重特点;船舶建造周期长等。为了能够将精益生产理论顺利应用于美国船舶工业，提高美国舰艇建造能力和商船国际竞争力，美国在1999年设立了国家造船计划(NSRP)，并在其主体计划先进造船企业计划(ASE)中设立了精益造船计-k1J(Lean Shipbuilding Initiative, LSI)，以便为那些希望取得更多成功、加速向精益生产方式转变、改善学习曲线的造船企业提供一个共享平台(见图1)。 在具体项目研究方面，精益造船计划已资助8项研究课题。其研究方向主要集中于价值链扩展基础上的精益生产技术在船舶工业的应用、基于快速响应市场需求的精益经营、5S理论在船舶工业的应用及精益生产仿真培训等，其中前两个方向，ASE投资力度较大，分别达到869万美元和729万美元。 在具体成效方面，2005年由英国MI对美国船舶工业基础能力评估结果显示，精益造船计划在过去5年内对美国船舶工业能力的提升起到了极大的推动作用。如采用价值流图方法对美国造修船过程中的非增值环节予以了确认，采取相关措施消除了生产过程中的浪费，通过试验项目的实施提升了学习曲线;将早期的精益项目效果推广到了整个美国船舶工业，为消除浪费提供了新的解决办法;对客户/船厂之间的交接流程进行了评估，消除了诸如检查、测试等非增值环节;为最佳造船实践在全行业的共享提供了素材。就具体取得的效益而言，统计表明，自1999年以来，美国船舶工业成本削减了约3.77亿美元，其中一半的成绩要归功于精益造船计划的实施。 为进一步扩大精益造船研究成果的应用，FM在其评估结论中建议加大有关精益生产方面的投资力度。1. 船舶工业实施精益生产的主要内容 具体到操作层面，精益造船内容主要包括:价值流管理、精益生产管理、精益质量管理、平稳生产流程管理和精益企业文化的建设(如图2所示)。在技术层面具体包括:价值流分析、供应链与物流、客户关系管理、均衡有节拍生产、单件流技术、拉式生产技术、精度控制、过程控制、标准化系统、合理生产布局、全员生产维护、工效学与安全、采购成本、设计成本、生产成本和物流成本、以人为本、作业团队、扁平化组织等。 (1)价值流管理 价值流是使一个特定产品通过任何一项商务活动的三项关键性管理任务时所必须的一组特定活动。这三项任务是:从概念设想，通过详细，到投产的全过程中解决问题的任务;从接订单到制定详细进度，再到送货的全过程中的信息管理任务;从原材料到制成最终产品，送到用户手中的全过程中的物质转化任务。 价值流图就是指从原料到成品的全部活动(增值与非增值两种)的表达(如图3)，其过程既包括信息流亦包括物流，是实施精益生产的关键。作为企业对全部流程(信息流、物流)实现可视化的一种有效工具，通过识别价值流中各种类型的浪费，并对他们采取相应的措施，能够从全局角度改善流程。 在传统造船模式当中，非增值活动时间远大于增值活动时间。精益造船模式注重于缩短非增值活动时间来缩短生产周期，大大减少中间环节的浪费。 (2)精益生产管理 精益生产管理包括精益生产计划、精益生产过程和现场管理等内容，是精益造船的核心。 在编制生产计划过程中需要注意保证生产同步化和生产均衡化，需要运用成组技术原理，合理设计单件流水生产作业量，计算出生产节拍(如图4)。 在生产过程管理中做到准时化生产、单件流水作业和拉动计划体系。让每一个部件和中间产品做到连续不断地生产，按客户(内部和外部的)要求按时完成生产，不提前，也不拖后，推行零库存管理，减少生产过剩。 在精益现场管理方面，建立“三为”现场管理体制，即以生产工人为主体，各类辅助人员主动服务于现场;以车间主任为首，在现场统一指挥协调，科室围绕车间现场提供准时优质服务;以现场为中心，要求全体人员把工作重点和精力放在现场，设备维修人员实现现场驻屯。尤其是现场管理中的5S管理，实施效果最为显著。 (3)精益质量管理 精益生产方式在质量管理方面的观点就是“质量是制造出来的，而不是检查出来的”。按照精益生产的要求，保证产品质量的职能应转移到操作人员，实行工序质量控制，做到全面质量管理。在造船精度控制、人员素质和防错措施方面均有严格要求。其中造船精度控制是精益造船的重要特征，就是用数理统计的方法，通过对造船生产过程中的加工公差和焊接热变形的精度控制，用补偿量代替余量的办法，减少造船加工、装配和焊接当中的无效劳动。 (4)平稳生产流程管理 要使船厂生产始终处于一个稳定的状态，既需要作业标准化，还需要有合理的生产流程、合理的生产布局、符合人体工程学的作业环境和全员参与工厂管理的文化环境。 (5)精益企业文化 精益生产方式强调发挥人的潜力，要把精益生产的思想灌输到每位员工的心里。每位员工在工作中不仅要执行上级的命令，更重要的是积极参与，起到决策和辅助决策的作用。通过团队工作方式、提案制度、质量控制小组、目标管理等一系列具体方法，调动和鼓励职工进行“创造性思考”，并注重培养和训练工人以及各级管理人员的各方面技能，最大限度地发挥和利用企业组织中每一个人的潜在能力，提高职工的工作热情和兴趣。2. 国外船舶工业精益生产模式案例研究 (1)精益造船理论在诺格船舶系统公司的应用 诺格船舶系统公司(NGSS)作为一家世界著名造船公司，不仅承担美国国防部的军船建造任务，同时在商船领域也有很好的口碑。近年来，NGSS在收购了一系列船厂和相关辅助性机构的基础上，通过实施精益企业计划进行集团内部的整合。 在精益原则指导下，NGSS在船舶建造的全过程贯彻了“创造有序的工作场所、从顾客的角度来确定价值并消除非增值环节、创造由顾客拉动的生产流”的原则，最大程度上对各项细节进行了精益实践。 在具体精益实践方面，NGSS完成了以诺格综合系统部牵头的精益管理试验项目，然后将其推广，先后对阿冯达尔船厂、英格尔斯船厂和纽斯波特纽斯船厂进行了精益生产实践，包括生产部门、管理部门和其它支持部门在内的所有部门、所有流程都采取了消除浪费、改善流程、优化运作方式的精益措施。 截至2003年，精益计划实施取得了预期效果，如缩短了57%的等待时间和41%的生产完成时间，减少了75%的员工行走时间;平均生产周期减少50%;生产库存减少41%;成本被有效控制，财务效用以每年超过10%的速度提高。 (2)精益造船理论在通用动力电船公司的应用 受军方需要及竞争环境的影响，电船(EB)从上个世纪末开始发起了过程改善运动，以求从生产周期、成本、质量以及顾客需求等方面提升自己的核心竞争力。作为其中最主要的一种手段和工具，精益生产战略在2002年被电船引入并广泛推行。 电船采取的具体措施包括:(1)加强培训，提高认识;(2)实施5S管理，创建可视化工作场所，使车间更清洁、有组织，提升员工的工作质量;(3)在强调节拍生产的基础上实现准时化生产;(4)实施Poka-Yoke纠错方法。 通过精益措施的实施，电船的竞争优势得到了很大提升:(1)增加生产量，缩短控制间隔;(2)整个流程的可视化操作有利于将员工的注意力同时聚集在内部和外部顾客满意度方面;(3)工作场所的高效率和生产流程的无差错、可预测性使船厂基本不会出现紧急意外，从而可以实现远距离计划控制;(4)降低设计与建造成本，缩短潜艇建造生产周期。 截至2004年12月，EB至少实现100项精益项目，60项精益6Sigma项目。部分定量效果包括:(1)使“弗吉尼亚”级潜艇成本大幅度下降。在2000年成本基础上减少设计与工程建造成本50%, 2003年再次减少25%0(2)“弗吉尼亚”级潜艇的直接劳动数量减少到87%,预计到2006年1月，其设计和建造图纸模板的成本将削减75%，只为2000年同期的25;工程返工量将减少50%.(3)匡塞特角分厂过程改善的参与率在2004年1月达到75%，格罗顿分厂在2004年1月达到50%。 (3)精益造船理论在日本船厂的应用 日本造船业比汽车业发展更早更快。汽车产量在20世纪60年代才达到国际第一，而造船业的新船产量早在1956年就成为世界第一。在具体发展过程中，造船业的生产模式与其它制造业相互取长补短，最终形成了今天的日本精益生产模式。 对于精益生产界定5原则，即价值、价值流识别、流动、拉动式生产和追求完美、持续改进，日本造船业在实践中予以了体现。只是由于船舶工业与汽车工业之间行业特征的差异，在拉式生产的体现方面不同，前者体现在订单阶段，后者体现在生产阶段。但仍可以认为，日本造船业在实施精益生产方面，实践走在了理论的前面。 在精益实践中，日本精益造船的经验是:(1)不仅依赖于内部生产过程，而且要重视供应链的集成，在原材料和设备供应方面均应用精益价值链管理理论;(2)广泛采用单件流水作业模式，从而节约堆放场地和理料时间，减少在制品库存和资金占用，缩短了生产周期，改善了生产质量;(3)在主计划的基础上，对各项工作予以精确分解并按节拍生产，精细地确定组件、分段、总段的完成时间，并在规定时间内运送至指定区域;(4)通过目视管理的方式提高产品质量，将缺陷消灭于生产初期。3. 精益造船理论发展趋势 精益生产理论发展至今，在哲理层面已经取得极大成功，船舶工业也已经逐渐实施精益生产，但在具体操作层面以及效果评估方面仍显得较为粗糙。而6 Sigma管理法与世界级制造则能很好地弥补这些不足，故精益造船理论发展趋势就是分别与6 Sigma管理法、世界级制造理论的融合，且均已在美国造船企业得以初步应用。 (1)与6 Sigma管理法的融合 6 Sigma管理法与精益生产的融合具体体现在如下3个方面:其一，从对顾客价值(顾客满意)极大化及企业业绩改进角度而言，精益生产思想可在企业战略管理层面为企业的长期业绩改进提供战略指导，为6 Sigma管理法的具体实施指明努力方向，规划改进目标;其二，两种管理法均采用过程模式;第三，在具体工作中，6 Sigma管理法与精益生产的工具整合更加紧密。 在生产实践中，包括EB.NGSS在内的许多美国造船企业都在精益生产的基础上引入了6 Sigma管理法。据统计，截至2004年，NGSS质量与流程改善部门实施了94项精益6Sigma项目，获得3200万美元的收益，算上正在实施的项目，收益有望达到4600万美元;而电船方面，截至2004年10月，已经实施60项精益6 Sigma项目，在成本节约、人员培训方面取得了极大成效。 (2)与世界级制造的融合 世界级制造是美国学者施恩伯在1986年首创的一个术语。世界级制造企业是为客户提供高水平服务的组织，能够快速灵活地响应客户的需求，为客户提供质量更好、价格更便宜的产品和服务，并且能够持续不断和快速地改进这些能力。 世界级制造已经形成一个激励企业不断改进的体系，具体包括:一组以JIT和下QC为主的简化技术、库存周转分析和持续快速改进等改造传统管理模式的理论和方法;一套引导企业管理进步的准则矩阵;大量基于制造业最佳实践的标杆数据和一套企业业绩测评方法。 精益思想和世界级制造原则有两个最突出的共同点:客户的观点和持续改进的观点。 在船舶行业，其世界级制造的概念由英国从事造船与修船工业性能评估的专业化咨询公司FMI提出，其评估体系由7大类50个指标组成，每项技术分为5级，分别以1、2, 3, 4, 5分表示，对应于过去30年各个年代的最高造船技术水平。到目前为止美国已经借助于该指标体系对其造船业本身以及与世界的差距进行了多次评估，最近的两次发生于1999年和2004年。 如表1所示，美国大型造船企业2000一2005年在钢件生产、船体建造与栖装、船厂布局与环境等方面有较大幅度的改善，而其他指标变化较为缓慢，但设计、工程与生产工程、组织和运营系统两类指标水平已超过2005年美国船厂的平均水平;同世界顶级船厂2005年技术水平相比，美国的3.6级与世界顶级船厂平均水平的3.8级较为接近，在钢件生产方面甚至超过世界顶级船厂，但设计、工程与生产工程、组织和运营系统两类指标仍处于落后位置。4. 我国船舶工业实施精益生产模式的途径 现代造船模式融入了精益生产方式的各种要素，其本质上是把造船作为一个系统工程，并以科学的方法，在时间和空间上，对企业各种生产要素实现最佳配置和优化，达到消耗少、速度快地建造船舶的目的，从而提高造船业国际竞争力。国外先进造船企业普遍实施的JIT管理、