1、精益制造一日本造船模式研究1、引言1995年5丿j,屮船總公司第二次縮短造船周期會議對現代造船模式做了如下定義：以統(tǒng)籌優(yōu)化 理論為指導，應用成組技術原理，以中間產品為導向，按區(qū)域組織生產，殼舸涂作業(yè)在空間上 分道、吋間上有序，實現設計、生產、管理一體化，均衡、連續(xù)地總裝造船。這-論述對現代 造船模式作了很好的詮釋。但是在將近十年的時間里，我國船廠與世界先進造船企業(yè)的差距依 然很大，在許多方面依然是形似不是神似，即在實現現代造船模式的方法、途徑和機理上 仍然有許多需要提高的地方。仔細觀察fi本制造企業(yè)，可以發(fā)現，兒乎所有的制造業(yè)，無論是汽車、飛機、化工、計算機、 家具，還是造船，其生產模式都驚人

2、地相似，運作原理也基木和同。許多國家的學者對日木制 造業(yè)(特別是豐皿汽車公司)的生產模式進行了研究，認為以豐皿汽車公司為代表的生產模式 是迄今為止世界上最先進、制造成本最低的生產模式，并把它定義為精益生產模式(lean production system)。精益生產模式是口前世界上最先進的生產模式z，它的成功掀起了精 益管理的熱潮，精益管理思想已經給各類制造業(yè)帶來了巨大的進步，精益生產理論適用于所有 制造企業(yè)。日木造船業(yè)比汽車業(yè)發(fā)展更早更快，汽車業(yè)在20世紀60年代才達到國際水平1, 而造船業(yè)早在1956年就已經成為世界第一2 了。在發(fā)展過程中，造船業(yè)的生產模式與其它制 造業(yè)相互取長補短，共同

3、發(fā)展了今天的13本精益生產模式。筆者認為，h本的造船模式是當今世界上最先進的造船模式，只要認真研究和學習日本造船業(yè) 的生產模式，一定會對發(fā)展和提升我國造船企業(yè)的生產力水平起到積極的推動作用。2、精益造船模式介紹35精益生產模式是滿足市場和客戶要求，獲取更高利潤的方法和途徑。它旨在通過全員的激勵和 努力，優(yōu)化生產組織結構，去掉一切無效(不增值)的生產過程和壞節(jié)，通過減少生產過程中 的一切浪費來縮短生產周期，提高生產效率，降低生產成本，保證生產質量，從而獲得好的產 品利潤。精益造船就是以精益生產模式造船。2. 1 產品價值鏈(product value chain)分析精益造船把產品生產全過程分成

4、兩大部分：一部分為有效時間(value added time)；另一部 分為無效時間(non-valuc added time)。傳統(tǒng)造船模式小的無效時間遠遠多于有效時間。產品生產的全部意義是為了滿足客戶的需要。從滿足客戶需要的角度考慮，有效時間是客戶需 要的，無效吋間是客戶不需要的。因此，任何生產過程屮產生無效吋間的現象就是浪費。豐田 汽車公司把生產過剩、次品、庫存、人和物移動、過度加工、運輸及人和物等工7種現象描述 為無效時間內產生的浪費。仔細分析船體制作過程(見圖1),可以清楚地看到，任何無效時間 都會造成生產停頓，產生浪費。傳統(tǒng)的造船模式往往注重捉高作業(yè)加工的生產效率，精益造船 模式更

5、注重于縮短無效時間，減少中間環(huán)節(jié)的浪費，從而大大縮短生產周期。這種主要通過縮 短無效吋間來縮短造船周期、提高造船效率、保證造船質量和降低造船成木的思想被稱為精益 造船思想。2. 2單件流水作業(yè)(one-piece flow)為了擴大生產，傳統(tǒng)造船模式追求設備利用率組織批量生產。生產準備時間長和在制品庫存多 是組織批量生產的特征，生產過剩就成為必然。造船主產的最大浪費就是生產過剩。精益造船 讓每一個部件和屮間產詁做到連續(xù)不斷地生產，按客戶(內部和外部)的要求按吋完成生產， 不提前，也不拖后。把相同類型的中間產品一件一件地連續(xù)不斷地組織傳送帶式的生產流程， 稱為單件流水作業(yè)。組織單件流水作業(yè)，做到

6、連續(xù)不斷生產，實行零庫存管理，就可以減少生 產過剩。只要單件流水作業(yè)一出問題，就需要立即解決，否則生產就會停頓，直接影響后續(xù)生產。比如, 傳統(tǒng)造船的板材和型材加工都是成批量的。大量板材和型材加工完成后，存放在堆場里，然后 按進度進行理料，再分類分批提供給構件裝配、平面和曲面分段加工車間。精益造船模式的板 材和型材都是在工場直接按構件裝配平面和曲面分道切割加工的，然后再連續(xù)不斷地提供給構 件裝配、平而分段和曲而分段流水線，這樣不但節(jié)約了大量的堆放場地和理料時間，減少了在 制品庫存和資金占用，同時大大縮短了生產周期。由于連續(xù)不斷的作業(yè)要求，今天切割加工好 的材料，明天就用于裝配和分段制作了。一旦有

7、質量問題，也能馬上反饋解決。在批量加工情 況下，往往要一周后才會用到這批材料，才會發(fā)現質量問題。那時候，可能同樣的質量問題已 經在其它許多地方發(fā)生，后患無窮。單件流水作業(yè)的質量問題能夠迅速反饋，馬上解決，否則 就會彩響下道工序生產。這樣，作業(yè)者就學會了思考，捉高了發(fā)現和解決問題的能力，許多好 的預防措施、生產組織形式、工作標準也就應運而生，生產效率隨之大大提高。2. 3拉動計劃體系(pull system)傳統(tǒng)造船模式通常曲管理部門制定公司生產計劃，然后層層下達計劃，曲下面制定具體的實施 計劃。這樣的計劃要求縱向到底、橫向到邊，從上到下、從前向后地推動，是推動計劃體系(push system)

8、 o推動計劃體系要求計劃策劃人員必須熟悉全公司的情況和資源，否則計劃就難以落 實。一般情況下，計劃工作很難做得非常具體和細致。這樣，計劃執(zhí)行的隨意性比較大，執(zhí)行 過程的控制比較難。單件流水作業(yè)需要按照客戶需求建立從后向前、由下而上的拉動計劃體系。由后道工序向前道 工序提出訂貨計劃，前道工序則嚴格按照后道工序的交貨要求，不提前，也不拖后地安排生產。 在單件流水作業(yè)生產線上，每一道工序既是生產者，又是客戶；既需要滿足下一道工序的交貨 要求，同時乂需要向上一道工序提出訂貨要求。精益造船的單船生產是按照交船期和總體生產 安排的要求，制定大合攏計劃和分段制造計劃。然后從大合攏計劃和分段制造計劃出發(fā)，按平

9、 面分段和曲面分段、涂裝和預艄裝、板材和型材、管子加工等等，按照拉動原理從后向前一級 一級地由作業(yè)者制定各口的作業(yè)、物料和勞動力計劃。然后由生產主管部門綜合平衡，做到作 業(yè)與物料計劃、作業(yè)與勞動力計劃的統(tǒng)一，最后匯總成全公司的年度和月度生產計劃。2. 4 j1t 生產和無缺陷施工(just in time and built-in quality)jit生產(just in time)和無缺陷施工(built-in quality)是精益造船模式的兩個重要理 念，是保證質量、成本和周期目標實現的根本。jtt生產就是在需要的時候，按照需要的數量 生產需要的產品。組織jit生產的最大優(yōu)點是可以大大

10、減少人工和物資的浪費，沒有庫存，沒 有閑置勞動力。jit造船就是要組織單件流水作業(yè)生產線，運用成組技術和族制造原理，按照 造船作業(yè)的階段、類型和區(qū)域，組織柔性的相似的屮間產品分道或流水的作業(yè)生產線，真正形 成一件接著一件、按照生產節(jié)拍交付產品的傳送帯式生產。造船的板材加工、型材加工、管材 加工、構件裝配、平面分段和曲面分段的生產都可以組織單件流水作業(yè)，其屮間產詁可以按零 部件和組件來劃分，也可以按分段和托盤來劃分。無缺陷施工就是要把所有的質量問題都消除在源頭，這就需要實施造船精度管理和全員質量管 理。誰做誰檢查，誰做誰負責修復缺陷。要求作業(yè)者嚴格按作業(yè)標準一次作業(yè)合格，保證自檢 互檢后的產品質

11、量100%合格，決不允許次品流入下道工序。無缺陷施工的最大優(yōu)點是把質量問 題消除在源頭，可節(jié)約大量人工檢驗和缺陷返修成木。2. 5 均衡生產和生產節(jié)拍(level production and takt time)為了保證連續(xù)生產，同時又能滿足產品需求的節(jié)奏，需要組織均衡生產(level production), 讓生產處于一種穩(wěn)定冇序的狀態(tài)當屮，這就需要運用成組技術原理合理設計單件流水生產的作 業(yè)量，計算出生產節(jié)拍(takt time) 0生產節(jié)拍也稱為客戶需求周期(customer demand rate), 可以描述為總生產吋間除以客戶需求數量，表示生產客戶的一個產品所需的平均必要吋間：

12、生產節(jié)拍二總生產時間/客戶需求數量對于造船，生產節(jié)拍可以是每半小時交付一個托盤的管了，或者每天合攏兩個標準分段。生產 節(jié)拍是生產管理的一個目標，通過建立生產節(jié)拍組織均衡生產，讓生產更加流暢。生產節(jié)拍不 一定等于生產周期。比如，15個小時可生產交付一個托盤的管子，而下道工序每2小時需要 一個托盤的管子。這樣，生產周期就小于生產節(jié)拍。如果滿足生產節(jié)拍要求，生產能力就會放 空，造成人員等工或設備能力閑置；如果上一工序生產連續(xù)不斷，就會造成庫存積壓。這兩種 情況都造成浪費。反z,如果生產周期大于生產節(jié)拍，就需要加班或提前安排生產，儲備一定 庫存，以滿足生產節(jié)拍需要，無論加班或加大庫存都需要增加成本。因

13、此，在組織均衡生產過 程中，一定要使主產周期與生產節(jié)拍基本一致。理想狀態(tài)下，生產周期應該等于生產節(jié)拍。按照生產節(jié)拍組織單-件流水作業(yè)也可能出現不經濟現象。比如，a和it兩種類型的分段需要預舸 裝，a分段要安裝大量管子，b分段要安裝犬量結構件。按照大合攏進度，交貨次序分別為a, a, a, b, a, b, b, a, a,這種不規(guī)則的生產節(jié)奏可以滿足船臺大合攏耍求，卻給提供管了和結構 件的前道工序帶來忙閑不均。為減少浪費，使前道工序能夠實現連續(xù)不斷的均衡生產，可以在 不影響大合攏進度的情況下，適當調整分段裝配次序為a, a, b, a, a, b, a, a,氏這樣， 管子、結構件以及a、b兩

14、分段都可以組織起均衡有節(jié)拍的生產。同樣，按照精益生產理論，造船分段制造也完全可以組織節(jié)拍生產。組織均衡的節(jié)拍生產能夠大幅度減少浪費，提高勞動生產率，因此，要盡可能組織有生產節(jié)拍 的流水作業(yè)。為了適應造船流水作業(yè)，勞動組織形式也要按照階段、類型、區(qū)威來劃分，如內 業(yè)(切割加工)、構件、分段裝配，夕卜業(yè)(船體大合攏)、管子、機裝、船裝、電裝、內裝、 涂裝等。實行一工多能的崗位技能制度，以便于勞動力合理使用，也便于在組織節(jié)拍生產的過 程中合理調整作業(yè)量。2.6 4s 管理(4s control)好的工作場所應該清潔、整齊、穩(wěn)定而有序，且有一系列淺顯易見的工作標準，保證所有工作 都處于有標準的可控狀態(tài)

15、。只要系統(tǒng)岀現一點偏離工作標準的現象，這種偏離就會在系統(tǒng)屮迅 速暴露。同時，要求系統(tǒng)迅速排除這種不止常，恢復穩(wěn)定的工作秩序。精益造船模式將實現上 述要求的管理稱作4s管理，即整理（scie-日語，卜同）、整頓（sciton）、清掃（sciso） 和清潔（seiketsu）。整理就是徹底清理作業(yè)場所不必要物品。按照生產要求，定期把每天生產必需使用的物品和 很少用或不用的物品分開，且用標簽將后者標明放到遠離現場的合適地方，或者處理掉。整頓 就是將有用物品按照安全、方便、有利丁提高生產效率、保證生產質量的耍求，做好標識，定 位擺放。這樣，不僅便于取用，而且有利于及時發(fā)現物品的丟失或缺損，減少由于缺少

16、物品而 影響生產的問題。清掃就是天天打掃工作場所，做到日產日清，隨產隨清，誰產誰清。清潔 就是保持工作環(huán)境干凈整潔，在前3個s的工作成果前提下，持續(xù)地改進。4s是一個持續(xù)改進作業(yè)流程、消滅浪費的pdca循環(huán)過程。4s可定義為五個工作階段：（1）定 義產品（中間產品）價值鏈（明確有價值的生產環(huán)節(jié)）;（2）取消無效工作環(huán)節(jié)（制定改進措施）； （3）制定新的價值流（重組價值鏈）；（4）由客戶拉動價值鏈（組織jit生產）；（5）保證持續(xù) 不斷地改進（pdca循環(huán)）。因此，4s也經常用于流程再造。作業(yè)標準化是4s管理的重要內容。亨利福特說：作業(yè)標準代表了現時作業(yè)的最高水平。 作業(yè)標準包括工藝流程、作業(yè)方

17、法、工作內容、設備維護、作業(yè)質量和作業(yè)安全等。需要不斷 地改進和提高，還需要努力推進和執(zhí)行。4s管理是一種生產活動，也是一種企業(yè)文化。在船廠 不斷推進4s管理可以持續(xù)改進作業(yè)標準、改善作業(yè)環(huán)境，給工人創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，把所 冇操作設備和工具放在最方便作業(yè)的地方，讓工人能夠全神貫注地作業(yè)。2. 7 精度管理（precision control）精度管理是精益思想的重要特征。造船精度管理就是用數理統(tǒng)計的方法，通過對造船牛產過程 中的加工公差和焊接熱變形的精度控制，用補償量代替余量的辦法，減少造船加工、裝配和焊 接中的無效勞動。日本船廠一般都在制造部卜設精度管理班，負責組織和推進全廠的造船精度 管

18、理。冇關造船精度管理的范圍、方法、組織和標準，在許多著作屮都冇介紹，這里就不詳細 介紹了。精度管理可以極大地減少造船主產過程浪費，減少無效勞動，降低作業(yè)難度，實現高 效焊接，提咼產詁質量。2. 8 全員工廠管理（total plant control）船廠的4s管理和4s成果維護需要全體員工的努力；作業(yè)標準和工作標準需要作業(yè)者不斷完 善；物品需求計劃需要作業(yè)者提出；作業(yè)計劃需要作業(yè)者制定。事實上，作業(yè)者已經成了船廠 管理和生產計劃的制定者和決策者，作業(yè)者對生產質量和進度承擔了很大的責任。這種內在的 機制會促使作業(yè)者不斷地完善口己的工作標準，提高質量和工作效率。精益造船模式需要建立好的工作團隊。為了達到共同的目標，人與人之間更加相互依賴，團隊 工作精神非常重要。船廠應建立一種適合于團隊作業(yè)的組織結構，打破分工界限，互相幫助， 捉高迅速發(fā)現問題和解決問題的能力。女ii,為了組織均衡生產，解決勞動力負荷的不平衡，作 業(yè)者可以承擔不同區(qū)域、工種的作業(yè)，進行流動作業(yè)。這種生產組織結構要求作業(yè)者具有多種