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1、先进制造技术中的精益生产前言 制造活动是人类的主要活动之一, 社会的发展和进步, 离不开制造业的革新与发展。随着国际化市场竞争的日益激烈, 制造不再是单纯加工过程,还包括市场调研、产品开发、工艺设计、生产加工、市场营销等产品生命周期内一系列相关活动。制造是一个国家的支柱产业, 制造技术是支撑制造业完成产品生产、提高劳动效率、降低成本、满足环保型生产和保证质量的必要手段, 是国家经济持续发展的源动力。先进制造技术(AMT Advanced Manufacturing Technology) 是美国研究本国制造业衰退原因和振兴对策, 于90年代初提出的。 制造业的产品结构正朝着实用、高效、节能、质
2、量好、功能先进、环保型(所谓的绿色商品) 方向发展；生产方式则朝着多品种、小批量柔性化,生产周期大为缩短等方面发展。 社会需求的不断变化和市场竞争的加剧, 促进新的制造技术不断出现, 这些制造技术大多数与计算机技术息息相关, 同时也注重人因和制造活动中的管理技术。先后出现了数控(NC)，柔性制造系统(FMS)，计算机集成制造技术(CIM/ CIMS)，敏捷制造(AM)，智能制造(IM) , 精益生产方式(LP)，虚拟制造(AM)，健状设计(RD)，制造资源计划(MRP) 等多项先进制造技术与制造模式，其中最具影响力的就是精益生产方式, 它在实践中已取得了显著成效, 并被誉为改变世界的机器。精益
3、生产方式的来源及定义1 精益生产方式的来源精益生产方式来源于日本的丰田生产方式。它是美国麻省理工学院(MIT) 根据其在题为, 国际汽车计划( IMVP - international motor vehicle program) 的研究中总结日本企业成功经验后提出的一个新概念, 翻译为精益生产方式。在本世纪初, 由美国人Ford 和Sloan 开创的大量生产方式(mass production)揭开了现代化大生产的序幕, 引起了制造业的根本变革, 大量生产方式取代了单件生产方式, 也使美国战胜了当年工业最发达的欧洲, 成为世界第一大工业强国；时隔半个多世纪, 日本又以推行精益生产方式实现了赶
4、超欧美的愿望, 一跃成为世界经济大国。精益生产方式自以改变世界的机器一书公诸于世以来, 在世界范围引起了巨大反响。在美、德等国应运而生一批精益企业研究中心, 开展大范围的研究、示范、推广等工作。2 精益生产方式的定义精益生产方式既是先进制造技术, 从管理的层面上看, 又是企业的组织管理方法, 即企业生产要素的配置方式。精益生产方式就是指以整体优化的观点, 以社会需求为依据, 以发挥人的因素为根本, 有效配置和合理使用企业资源, 最大限度地为企业谋求利益的一种新型生产方式。精益生产方式的内涵由日本人丰田英二和大野耐一创立的丰田生产方式的内涵主要集中在生产制造领域, 精益生产方式的提出, 把丰田生
5、产方式从生产制造领域扩展到产品开发, 协作配套、销售服务、财务管理等各个领域, 贯穿于企业生产经营的全过程, 使其内涵更加全面和丰富。精益生产方式的核心思想在于“消除浪费、强调精简组织机构”和“不断改善”。前者指的是组织管理到生产过程侧重分析“产品流”、“物资流”和“信息流”, 及时暴露问题, 删繁就简, 杜绝流浪费, 从而使“价值流”连续流动起来。后者则强调充分发挥人的潜能, 力争精益求精, 追求尽善尽美。精益思想的关键出发点是价值。精确的确定产品的价值是精益生产的重要前提和根本保证。精益思想从一种自觉的尝试开始，通过与用户的对话，为具有特定功能以特定价格提供的产品定义精确的价值。价值流是使
6、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：在从概念设想，经细节设计与工程到投产的全过程中的解决问题的任务；在从接受订单、制定详细进度到送货的全过程中的信息管理的任务；在从原材料制成最终产品，送到用户手中的物质转化的任务。价值流流动是精益生产中最精采的阶段，使保留下来的和创造价值的各个步骤流动起来。而现在的多数管理者仍然认为，各种活动都应该按照类型分组，以便能够有效运作也易于管理。精益的方法是要重新定义职能、部门和企业的作用，使他们能对创造价值做出积极的贡献，是要说明价值流上每一点员工的真正需要。因此，使价值流动起来才真正符合员工的利益。精益生产的
7、特征及解决问题的方案精益生产的实质是一种生产管理技术，它能够大幅度减少闲置时间、作业切换时间、库存、低劣品质、不合格的供应商、产品开发设计周期以及不及格的绩效。它是继大批量生产方式之后，对人类社会和人们的生产方式影响巨大的一种生产方式。精益企业使用精益生产方式生产出来的产品品种尽量满足顾客的要求， 而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。这就是精益生产方式的核心。精益生产方式与传统生产模式的区别主要表现为改变了品质控制手段；消灭（减少）各种缓冲区；增加职工的参与感和责任感；加强职工的培训与交流；仅在需要的地方采用自动化；精益的组织结构
8、。精益生产方式是一种理念，一种文化。实施精益生产既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获得自我满足的一种境界。其目标是精益求精，尽善尽美，永无止境的追求7个零的终极目标。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）产品多元化加快产品周期、减少规模效益影响；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、正和解决。解决方案是零库存、高柔性和零缺陷。1）零库存：一个充满库存的生产系统，会掩盖系统中存在的各种问题。日本人
9、称库存是“万恶之源”，是生产系统设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证明。所以“零库存”就成为精益生产追求的主要目标之一。2）高柔性：高柔性是指企业的生产组成形式灵活多变，能适应市场需求多样化的要求，及时组织多品种生产，以提高企业的竞争能力。面临市场多变这一新问题，精益生产方式必须以高柔性为目标，实现高柔性与高生产率的统一。精益生产者着眼于完美，目标是无不良品，排除一切不产生价值的工作（作业）。通过提高产品品质、取消库存、注重团队合作和沟通、扩展员工的技术、培养员工改善技能且不断使他们自我提高，从而实现“零”浪费的目标。在追求精益生产的过程中，精益生产者不断地建立一个更好的生产体系，允许
10、员工更富有挑战性的工作，允许他们更加迅速地对市场做出分析。为实现柔性和生产率的统一，精益生产必须在组织、劳动力及设备3方面表现出较高的柔性。(a) 组织柔性：在精益生产方式中，决策权力是分散下放的，而不是集中在指挥链上，它不采用以职能部门为基础的静态结构，而是采用以项目小组为基础的动态组织结构。(b) 劳动力柔性：当市场需求波动时，要求劳动力也作相应调整。精益生产方式的劳动力是具有多种技能的多面手，在需求发生变化时，可通过适当调整操作人员的操作来适应短期的变化。(c) 设备柔性：与刚性自动化的工序分散、固定节拍和流水生产的特征相反，精益生产采用适度的柔性自动化技术（数控机床与多功能的普通机床并
11、存），以工序相对集中，没有固定节拍以及物料的非顺序输送的生产组织方式，使精益生产在中小批量生产的条件下，接近大量生产方式中由于刚性自动化所达到的高效率和低成本，同时具有刚性自动化所没有的灵活性。3）零缺陷：传统的生产管理很少提出零缺陷的目标，一般企业只提出可允许的不合格百分比和可以接受的质量水平。而精益生产的目标是消除各种引起不合格品的原因，在加工过程每一工序都要求达到最好水平，追求零缺陷。精益生产要求不断取消那些不增加产品价值的工作。因此，可以认为精益是一种减少浪费的哲学。精益生产方式的生产关系是人和人互相承担义务的物质利益关系，这种关系包括：工人和雇主、协作厂和总装厂、协作厂之间及销售商和
12、生产厂同甘共苦。当这一体制正常运转时，就会是体制中的每个成员都产生积极参与和促进不断改善的愿望。正是由于科学技术的发展和生产力的进步，才有可能在精益生产方式的生产关系下组织生产。因此，只有在大量生产方式的环境下，精益生产方式才有可能发挥作用。精益生产的模式精益生产方式之所以在世界范围引起了强烈反响, 其革命性就在于它将近20 年出现的先进技术、思想集成化, 系统化, 理论化。其模式主要由以下几个方面构成:1) 全面质量管理全面质量管理( TQM) 是实现精益生产方式的重要保证。质量是企业生存之本。好的质量不是检验出来的，而是制造出来的。TQM 强调全员参与和关心质量工作, 体现在质量发展、质量
13、维护和质量改进等方面, 从而使企业生产出成本低, 用户满意的产品。2) 准时化和自动化准时化和自动化是支持精益生产方式的两大支柱。准时化(JIT - Just in time) 指的是在必要的时候生产必要数量的必要产品。超量生产是万恶之源，看板(kanban) 是保证准时生产的工具。看板的生产指令, 取贷指令, 运输指令来控制和微调生产活动, 使生产储备趋向于“零”。这种现场自律微调的“后补充”生产, 以多品种, 高质量、低成本, 零库存为目标, 很好地响应了市场需求。动字带人字旁的自“动”化(autonomation) ,是指赋予机器人的智慧, 出现故障就立即停机, 防止了错误的继续传递。这
14、种“防止失误装置”能够防止生产次品, 制止过量制造, 还能自动控制现场发生的异常情况。3) 并行工程并行工程(CE - Concurrent Engineering) 是精益生产方式的基础。这种方法要求产品开发人员从设计开始就考虑产品生命周期的全过程, 还包括质量、成本、进度和用户要求。CE 有两个特点: 一是开发各阶段的时间是并联式的, 开发周期大为缩短；二是信息交流及时,发现问题尽早解决, 产品开发的质量高。4) 成组流水线成组流水线是精益生产方式的集中体现。成组技术(GT) 已经成为生产现代化不可缺少的组成部分。当前流行的混流生产(MIX Flow) 就是CE、JIT、GT 的综合运用。
15、利用GT的相似性特点, 组织相似的零件在生产线上加工, 就成了成组流水线。其特点是制造对象多样化, 但仍保持着大量生产的速度, 而生产线则由刚性变成了柔性。5) 人的因素精益生产方式把人作为最重要的生产要素, 而取代过去那种“机器中心论”。以前提出的“全盘自动化”和“无人化工厂”的思想已超于消失。在精益生产方式中, 人是这个体系的中心。以人这个具有最大柔性和最大潜力的因素为中心是先进制造技术发展的必然。总的来看, TQM 强调精简机构, 优化管理, 赋予基层单位以高度自治权力；CE开展多功能多学科的协调小组, JIT 要求工人成为“多面手”, 强调集体协作, 注重“团队”精神的实现。在成组生产
16、线, 这种基于合作的伙伴间的信任与协作, 提高了整体的灵活性和竞争力, 使生产朝着更好、更有效的方向发展精益生产技术在汽车制造业中的应用从90年代开始,中国的汽车制造业如一汽等也开始吸收日本及欧美汽车业的精益生产的经验。而上海通用汽车作为中美最大的合作项目,更是精益生产实施的成功典范之一。从建厂之初,精益生产技术便在其采购、装配、物流、销售等各个环节广泛实施,从而确保了在短短几年内,便树立了其在中国汽车制造业的领先地位。1 精益原则精益生产的本质在于消除浪费,即一切消耗资源却不为客户创造价值的活动。为此,需要从客户的角度定义什么是真正的价值,识别整个价值流,推动价值的流动并由客户的需求进行拉动,并持续不断地推进整个价值流的改善。
