论文部分内容阅读
前言
本文论述了我国推进精益生产的历史沿革以及信息化在精益生产中的重要作用。以精益生产的理念为依据，在我国某航空企业进行了以精益生产的基本原则为方法，运行信息化技术手段，进行精益生产的重要实践。
1、精益生产发展的历史沿革
上世纪50年代至80年代，日本的丰田汽车借鉴美国福特汽车的生产经验，创造和实施了丰田生产方式TPS。TPS旨在达到零浪费、零缺陷、标准库存零调整和零故障。20世纪80年代至90年代，美国的麻省理工学院（MIT）在5年多的时间里，通过对十七个国家的九十多家汽车制造商的对比分析后，在1992年，发表了名为《改变世界的机器》的报告，把日本取得成功的生产方式称为精益生产（Lean Production）。精益生产的理论介绍在20世纪90年代初传入中国，直到90年代中期，这一时期的理论介绍以对欧美汽车、航空行业的精益思想的传播与介绍为主。进入2000年以后，随着信息技术的发展，精益生产与信息技术的结合也日益紧密。开始有学者和厂商研究如何利用信息技术来支持精益生产。除了学者的研究之外，面对着经济全球化、市场竞争、技术进步以及消费者主导市场等因素下，各种企业纷纷寻求先进的精益信息化技术手段，以提高企业生产效率。使企业在面对激烈的市场竞争环境下，有能力通过提高产品质量，更迅速地响应客户要求。一些国际著名的ERP软件系统供应商也看到了精益信息系统在未来的发展潜力，开始瓜分这个市场。针对于以上历史背景，本文拟针对精益生产的内在规律，总结和归纳精益信息化系统应具备的一些技术要求和特点。并以某航空制造企业的生产制造车间为示范点，实现了一精益信息化系统。
2、精益生产的核心思想和基本方法
精益生产的核心思想是消除浪费，创造价值。“浪费”是指不增加价值的一切生产活动。精益生产中的总共有共记七类的“浪费”。由精益生产的核心概念出发，决定了精益生产的五大原则：
1.正确地确定价值：企业生产的目的是为客户提供对其有用的产品和服务，因此，满足最终用户的需要和要求，是企业的最终使命。精益生产将企业和最终用户的利益统一起来，使企业的生产活动，一切以满足用户需要为前提。对不能为最终用户增加价值的活动，都可以视为浪费和多余。因此，在该层面上，精益生产将企业和最终用户的利益，有机地统一了起来。
2.识别价值流：价值流指的企业为最终用户提供最终产品和服务的生产过程中，对于满足客户需要的增值部分。价值流分析就是对企业生产活动的步骤和过程进行分析，找出对提高最终用户价值增值的步骤和活动，以及与此同时非增值的活动。
3.流动：是精益思想实现价值的中坚。精益生产的要求是生产活动的各个活动要能够流动起来。静止，即是一种浪费。当生产活动的各个步骤是流动起来的，那么生产效率是提高的，生产过程中停滞造成的浪费是减少的。
4.拉式生产：拉式生产意味着生产的需求是从最终用户的为起点开始的。这摆脱了企业生产按照规划设计排定生产计划。拉式生产减少了因为按照计划而过早地购买原材料，以及由此带来的仓储、库存而造成的资源浪费。间接地减少了生产过程中的浪费。
5.尽善尽美：精益生产是一个逐步趋向完美的过程。没有一触而就地完美式的生产方式。通过不断运用以上四个精益生产的基本原则，企业不断对生产流程做进一步的改进，逐渐趋向于完美。
除了上述的核心思想和基本方法，精益生产还有可以运用到具体生产活动的工具和方法：（1）JIT：JIT又叫准时化生产，只按时按量生产和搬运需要的产品。准时化生产的核心是使库存达到最小的生产系统（2）均衡化生产：均衡化生产意味着企业将从原材料的采购，到生产计划的安排，生产活动的进行做好了同步和均衡。它减少了生产环节的停滞和等待，间接地减少了生产环节中的浪费。（3）全员提案：精益生产的实践证明，好的精益生产一定需要全员工的参与。只有提高了员工参与的积极性和参与感，才能为精益生产的开展和持续的提高，提供更广阔的平台。（4）并行工程：并行工程是一种缩短工程进度的手段。它将原本串行进行的工序，通过并行化，以缩短整个工期的时间。在将工程并行化的过程中要注意避免风险，防止返工，给工程造成更大的经济损失。（5）5S：就是整理、整顿、清扫、清洁、素养。就是要求员工每天都要进行清扫，保持清洁。通过不断的整理整顿，发现不合理，不断改善。将获得的经验固化，提高素质就是素养。随着5S的不断完善，又增加进了安全和环保的概念。（6）全员设备维护：全员设备维护要求公司的所有员工，积极投入到公司资产设备的日常维护过程中。和日常的由专员维护设备的作法不同。TPM提高了公司员工的参与感和责任感，使员工更积极地投入到设备的日常管理活动中。（7）全面质量管理：全面质量管理要求公司的全体员工参与公司质量的管理活动中。产品的不是由质量检测员或质量质保员等一两个质量专职人员参与的管理活动，而是公司各个部门相互配合，共同参与的集体性活动。全面质量管理要求公司员工各司其职，做好自己承担的部分工作，以全员参与来不断完善公司的管理。
3、精益生产的信息化支撑
3.1企业生产管理的信息流
在20世纪90年代，AMR（美国先进制造研究机构）在调查了大量生产企业之后，提出了由企业级、生产级、过程级三层组成的企业信息集成模型。
企业资源计划（ERP）管理系统是一个将企业的人财物集中组织和实施管理的管理系统。ERP将企业的业务流程以一个供应链的角度来看待，将企业内部的各个业务子系统，例如财务、营销、生产线制造、质量管理等。依靠IT系统的天然属性，ERP管理系统能够保证公司内部的业务信息能够是集成、实施和统一的。
制造执行系统（MES）是处于公司决策层和车间操作的中间层次。MES系统通过收集生产现场的物料、人员、操作指令、设施设备状态等在内的现场信息，通过在线生产管理功能，例如生产调配、文档管理等，对生产现场的作业进行管理和调度。 ERP管理系统将生产订单、生产计划、物料计划等需求信息发送至MES系统后，由MES按照订单要求，安排生产，以满足订单要求。生产现场的操作人员按照生产指令，从MES系统上调取文档信息，工艺文件操作流程，领取所需物料，按照工艺文件的操作指令，完成所需工作。整个过程中，MES系统记录从物料领取到工人刷卡操作等操作流程信息，从而将生产过程中的过程数据，统计下来，以便反馈至资源管理系统。
3.2精益生产信息化系统的技术特点和要求
精益信息化系统是利用信息计划来帮助实现精益生产，是精益生产在企业信息系统中的应用。通过前面的讨论和分析，可归纳总结出精益信息系统的如下特点。并且在进行精益信息系统设计时也需要考虑到精益信息系统的这些特点，设计出符合企业需求的系统。a）精益的根本目的在于消除浪费，精益信息化系统应该具备消除这些浪费的能力。b）准时性要求非常高。通过电子化的信息流保证了信息流动的迅速、准确无误，还可有效减少冗余信息传递，减少作业环节，消除操作延迟，这使得生产过程更加准时、准确、快速，具备高质量的特性。c）精益信息化系统处于企业级ERP和生产级MES之间。生产级MES主要负责生产管理和调度执行。企业级ERP对整个的人财物进行调配。精益信息化系统正好处于两者之间，起到承上启下的作用，为两者搭起了很好的沟通渠道。
由精益生产的方法和工具可知，精益生产的信息化实现的技术要求有：
1.拉式系统：实时捕捉供应链的供应能力和负荷，传送电子信号，形成电子kanban，更新ERP数据。
2.均衡生产：实时捕捉生产线的生产能力和生产负荷，分配生产线之间的生产计划，以实现生产线的均衡化生产。
3.库存的存放和搬运：获得库存货物的存放和搬运时间的基础数据，以辅助计算价值流中浪费点。
4.5S：电子化的生产环境的监控分析。
5.标准化工作：电子图像化的操作流程的示意图和生产流程控制。
4、精益生产信息化系统的应用实践
4.1背景
2002年3月，波音公司的精益制造专家黛布拉女士来到了某航空制造企业，为该企业带来了新的生产理念——精益制造管理。经过三年来的努力，该企业已经在转包项目上基本完成了从精益思想到精益制造的发展过程；建立精益企业也已成为企业的一项经营战略。与此同时，该航空制造企业，在基于自身对信息化系统的认识过程中，自主开发基于MES的企业现场制造执行系统。通过几年的努力，在市面上没有符合航空制造企业离散性特点的制造执行系统的情况下，自行开发并实施了企业级制造执行系统，目前该系统的应用从广度上已经覆盖了企业内全部的产品，从深度上实现了从零件制造、零件配送、部件装配、到飞机总装的全过程无纸化管理。通过该信息系统的应用，以无纸化的工艺文件为载体和核心，完全实现了数据的实时采集和分析，改变了过去生产现场的“黑箱子”状态，企业的生产、计划、质量及成本等方面的管理在真实可靠的即时数据的支撑下，实现了管理模式及管理有效性的巨大转变，同时为企业的精益制造在广度（全企业所有活动过程）和深度（企业内每一个工位）上的进一步推进奠定了基础。
4.2信息化系统的目标
借助于信息化系统，本项目希望以信息化的手段将精益化的理念和方法落到实处，以某车间为试点，切实帮助车间提升生产管理水平。借助于精益生产的推进步骤，本信息化系统拟将精益生产的常用方法（工具）电子化，定量监控车间现场的生产情况；尽可能消除生产过程中的浪费点，提高生产效率。随着该精益生产信息化系统的成功上线，本项目实现了项目设立之初的预定目标：对生产现场生产物资情况的实时监控；对生产进度的预测性分析；尽可能减少生产过程中的各种浪费；定量计算了因浪费而产生的滞留成本。
（作者单位：上海航空工业（集团）有限公司信息化中心）
作者简介
通讯作者：孙士杰，工程师，从事商业智能（BI）、企业级J2EE的设计开发工作。
本文论述了我国推进精益生产的历史沿革以及信息化在精益生产中的重要作用。以精益生产的理念为依据，在我国某航空企业进行了以精益生产的基本原则为方法，运行信息化技术手段，进行精益生产的重要实践。
1、精益生产发展的历史沿革
上世纪50年代至80年代，日本的丰田汽车借鉴美国福特汽车的生产经验，创造和实施了丰田生产方式TPS。TPS旨在达到零浪费、零缺陷、标准库存零调整和零故障。20世纪80年代至90年代，美国的麻省理工学院（MIT）在5年多的时间里，通过对十七个国家的九十多家汽车制造商的对比分析后，在1992年，发表了名为《改变世界的机器》的报告，把日本取得成功的生产方式称为精益生产（Lean Production）。精益生产的理论介绍在20世纪90年代初传入中国，直到90年代中期，这一时期的理论介绍以对欧美汽车、航空行业的精益思想的传播与介绍为主。进入2000年以后，随着信息技术的发展，精益生产与信息技术的结合也日益紧密。开始有学者和厂商研究如何利用信息技术来支持精益生产。除了学者的研究之外，面对着经济全球化、市场竞争、技术进步以及消费者主导市场等因素下，各种企业纷纷寻求先进的精益信息化技术手段，以提高企业生产效率。使企业在面对激烈的市场竞争环境下，有能力通过提高产品质量，更迅速地响应客户要求。一些国际著名的ERP软件系统供应商也看到了精益信息系统在未来的发展潜力，开始瓜分这个市场。针对于以上历史背景，本文拟针对精益生产的内在规律，总结和归纳精益信息化系统应具备的一些技术要求和特点。并以某航空制造企业的生产制造车间为示范点，实现了一精益信息化系统。
2、精益生产的核心思想和基本方法
精益生产的核心思想是消除浪费，创造价值。“浪费”是指不增加价值的一切生产活动。精益生产中的总共有共记七类的“浪费”。由精益生产的核心概念出发，决定了精益生产的五大原则：
1.正确地确定价值：企业生产的目的是为客户提供对其有用的产品和服务，因此，满足最终用户的需要和要求，是企业的最终使命。精益生产将企业和最终用户的利益统一起来，使企业的生产活动，一切以满足用户需要为前提。对不能为最终用户增加价值的活动，都可以视为浪费和多余。因此，在该层面上，精益生产将企业和最终用户的利益，有机地统一了起来。
2.识别价值流：价值流指的企业为最终用户提供最终产品和服务的生产过程中，对于满足客户需要的增值部分。价值流分析就是对企业生产活动的步骤和过程进行分析，找出对提高最终用户价值增值的步骤和活动，以及与此同时非增值的活动。
3.流动：是精益思想实现价值的中坚。精益生产的要求是生产活动的各个活动要能够流动起来。静止，即是一种浪费。当生产活动的各个步骤是流动起来的，那么生产效率是提高的，生产过程中停滞造成的浪费是减少的。
4.拉式生产：拉式生产意味着生产的需求是从最终用户的为起点开始的。这摆脱了企业生产按照规划设计排定生产计划。拉式生产减少了因为按照计划而过早地购买原材料，以及由此带来的仓储、库存而造成的资源浪费。间接地减少了生产过程中的浪费。
5.尽善尽美：精益生产是一个逐步趋向完美的过程。没有一触而就地完美式的生产方式。通过不断运用以上四个精益生产的基本原则，企业不断对生产流程做进一步的改进，逐渐趋向于完美。
除了上述的核心思想和基本方法，精益生产还有可以运用到具体生产活动的工具和方法：（1）JIT：JIT又叫准时化生产，只按时按量生产和搬运需要的产品。准时化生产的核心是使库存达到最小的生产系统（2）均衡化生产：均衡化生产意味着企业将从原材料的采购，到生产计划的安排，生产活动的进行做好了同步和均衡。它减少了生产环节的停滞和等待，间接地减少了生产环节中的浪费。（3）全员提案：精益生产的实践证明，好的精益生产一定需要全员工的参与。只有提高了员工参与的积极性和参与感，才能为精益生产的开展和持续的提高，提供更广阔的平台。（4）并行工程：并行工程是一种缩短工程进度的手段。它将原本串行进行的工序，通过并行化，以缩短整个工期的时间。在将工程并行化的过程中要注意避免风险，防止返工，给工程造成更大的经济损失。（5）5S：就是整理、整顿、清扫、清洁、素养。就是要求员工每天都要进行清扫，保持清洁。通过不断的整理整顿，发现不合理，不断改善。将获得的经验固化，提高素质就是素养。随着5S的不断完善，又增加进了安全和环保的概念。（6）全员设备维护：全员设备维护要求公司的所有员工，积极投入到公司资产设备的日常维护过程中。和日常的由专员维护设备的作法不同。TPM提高了公司员工的参与感和责任感，使员工更积极地投入到设备的日常管理活动中。（7）全面质量管理：全面质量管理要求公司的全体员工参与公司质量的管理活动中。产品的不是由质量检测员或质量质保员等一两个质量专职人员参与的管理活动，而是公司各个部门相互配合，共同参与的集体性活动。全面质量管理要求公司员工各司其职，做好自己承担的部分工作，以全员参与来不断完善公司的管理。
3、精益生产的信息化支撑
3.1企业生产管理的信息流
在20世纪90年代，AMR（美国先进制造研究机构）在调查了大量生产企业之后，提出了由企业级、生产级、过程级三层组成的企业信息集成模型。
企业资源计划（ERP）管理系统是一个将企业的人财物集中组织和实施管理的管理系统。ERP将企业的业务流程以一个供应链的角度来看待，将企业内部的各个业务子系统，例如财务、营销、生产线制造、质量管理等。依靠IT系统的天然属性，ERP管理系统能够保证公司内部的业务信息能够是集成、实施和统一的。
制造执行系统（MES）是处于公司决策层和车间操作的中间层次。MES系统通过收集生产现场的物料、人员、操作指令、设施设备状态等在内的现场信息，通过在线生产管理功能，例如生产调配、文档管理等，对生产现场的作业进行管理和调度。 ERP管理系统将生产订单、生产计划、物料计划等需求信息发送至MES系统后，由MES按照订单要求，安排生产，以满足订单要求。生产现场的操作人员按照生产指令，从MES系统上调取文档信息，工艺文件操作流程，领取所需物料，按照工艺文件的操作指令，完成所需工作。整个过程中，MES系统记录从物料领取到工人刷卡操作等操作流程信息，从而将生产过程中的过程数据，统计下来，以便反馈至资源管理系统。
3.2精益生产信息化系统的技术特点和要求
精益信息化系统是利用信息计划来帮助实现精益生产，是精益生产在企业信息系统中的应用。通过前面的讨论和分析，可归纳总结出精益信息系统的如下特点。并且在进行精益信息系统设计时也需要考虑到精益信息系统的这些特点，设计出符合企业需求的系统。a）精益的根本目的在于消除浪费，精益信息化系统应该具备消除这些浪费的能力。b）准时性要求非常高。通过电子化的信息流保证了信息流动的迅速、准确无误，还可有效减少冗余信息传递，减少作业环节，消除操作延迟，这使得生产过程更加准时、准确、快速，具备高质量的特性。c）精益信息化系统处于企业级ERP和生产级MES之间。生产级MES主要负责生产管理和调度执行。企业级ERP对整个的人财物进行调配。精益信息化系统正好处于两者之间，起到承上启下的作用，为两者搭起了很好的沟通渠道。
由精益生产的方法和工具可知，精益生产的信息化实现的技术要求有：
1.拉式系统：实时捕捉供应链的供应能力和负荷，传送电子信号，形成电子kanban，更新ERP数据。
2.均衡生产：实时捕捉生产线的生产能力和生产负荷，分配生产线之间的生产计划，以实现生产线的均衡化生产。
3.库存的存放和搬运：获得库存货物的存放和搬运时间的基础数据，以辅助计算价值流中浪费点。
4.5S：电子化的生产环境的监控分析。
5.标准化工作：电子图像化的操作流程的示意图和生产流程控制。
4、精益生产信息化系统的应用实践
4.1背景
2002年3月，波音公司的精益制造专家黛布拉女士来到了某航空制造企业，为该企业带来了新的生产理念——精益制造管理。经过三年来的努力，该企业已经在转包项目上基本完成了从精益思想到精益制造的发展过程；建立精益企业也已成为企业的一项经营战略。与此同时，该航空制造企业，在基于自身对信息化系统的认识过程中，自主开发基于MES的企业现场制造执行系统。通过几年的努力，在市面上没有符合航空制造企业离散性特点的制造执行系统的情况下，自行开发并实施了企业级制造执行系统，目前该系统的应用从广度上已经覆盖了企业内全部的产品，从深度上实现了从零件制造、零件配送、部件装配、到飞机总装的全过程无纸化管理。通过该信息系统的应用，以无纸化的工艺文件为载体和核心，完全实现了数据的实时采集和分析，改变了过去生产现场的“黑箱子”状态，企业的生产、计划、质量及成本等方面的管理在真实可靠的即时数据的支撑下，实现了管理模式及管理有效性的巨大转变，同时为企业的精益制造在广度（全企业所有活动过程）和深度（企业内每一个工位）上的进一步推进奠定了基础。
4.2信息化系统的目标
借助于信息化系统，本项目希望以信息化的手段将精益化的理念和方法落到实处，以某车间为试点，切实帮助车间提升生产管理水平。借助于精益生产的推进步骤，本信息化系统拟将精益生产的常用方法（工具）电子化，定量监控车间现场的生产情况；尽可能消除生产过程中的浪费点，提高生产效率。随着该精益生产信息化系统的成功上线，本项目实现了项目设立之初的预定目标：对生产现场生产物资情况的实时监控；对生产进度的预测性分析；尽可能减少生产过程中的各种浪费；定量计算了因浪费而产生的滞留成本。
（作者单位：上海航空工业（集团）有限公司信息化中心）
作者简介
通讯作者：孙士杰，工程师，从事商业智能（BI）、企业级J2EE的设计开发工作。