基于显现管理的嵌套环系统优化生产研究

何铁军，郭 睿，万 李，杨 琳，刘 贺

（首都航天机械公司，北京 100076）

0 引 言

近年来，航天企业面临多型号并举、任务量剧增的复杂局面，传统的航天企业零件生产模式已经不能满足多型号生产及快速响应的要求。冗长的生产管理链条、烦琐的信息反馈及收集手段，逐渐成为传统航天企业生产发展的掣肘因素。

某航天企业零件生产单位将看板作为显现管理手段，进一步整合了MRPⅡ、JIT与TOC三种管理思想，从而实现了快速响应。这种管理系统的应用是对传统需求拉动式生产的一次探改革。

1 理论基础

MRPⅡ、JIT与TOC是现代生产制造企业中较为先进的指导思想。MRPⅡ（Manufacturing Resource Planning）制造资源计划，是一种计划主导型管理模式，植根于批量生产方式，强调计划推动、资源合理利用、物料需求规划及计算机系统的整合。JIT（Just In Time）准时制生产方式，植根于重复性生产方式，追求的是在需要的时候准时地生产出所需的产品或部件。TOC（Theory of Constraints）瓶颈理论，即运用木桶原理，以瓶颈产能作为出发点，从而促使整个生产体系的协调发展。

显现管理，是利用看板将生产过程中的信息以直观形式显现出来。广义的看板是目视化信息传递的各类手段，无论是MRPⅡ、JIT还是TOC管理，都需要从每一道工序流程之间传递信息，这种传递信息的载体就是看板。作为生产过程中传递作业信号的工具，看板是企业中最容易实现和操作的显现管理手段，配合各项管理理论的统筹安排，起到了显著的拉动和链接作用。

2 嵌套环管理系统的设计实施

2.1 设计目的

基于快速响应的嵌套环管理模式,核心是追求三种管理思想通过显现管理手段实现集成，形成了一环套一环的管理系统，互相影响，可以实现根据系统中任意参数的变化进行相应调整,以达到优化生产的目的。

2.2 人员构成

嵌套环管理系统的实施需要生产单位组织成立管理工作组，日常进行管理推进和优化工作。组内成员依次划入嵌套环模式中的计划层、操作层、实施层，配合工作实施。计划层负责进行目标制定，操作层负责实施过程的细化和监管，实施层负责对具体的操作和信息的反馈。

2.3 显现管理对信息流的传递、收集和处理

显现管理在嵌套环系统起到链接各层、信息传递和收集的作用，主要通过看板作为一种关键的生产辅助手段。根据在实际生产中所起到的不同作用，可以将看板分5类，如图1所示。

图1 看板分类

（1）准备看板。准备看板是指生产活动开始前的一系列准备工作看板，包括物料、设备、工装、人员和瓶颈因素等信息，对计划层制订计划提供原始数据支持，是对生产基础信息的摸底。

准备看板针对不同工种制定了相应的作业标准，根据人、机、料、法、环等环节，明确关键控制点、作业与测量的手段、频次、控制标准和异常处理机制，尤为重要的是明确了生产过程中各阶段的责任人。在实际生产中要求操作人员完全按照作业指导看板进行生产工作，能够进一步杜绝违规操作等现象，实现标准化、安全化的生产，确保稳固可控。

（2）计划看板和工序看板。计划看板和工序看板是计划层对操作层、操作层对实施层以及实施层工序上下游之间传达生产指令的看板。看板中标明了每一作业步骤中的信息，包括数量、作业时长、等待时间以及转移时间，便于管理者实时掌握现场班组的生产进度，保证生产计划的有序实施。计划和工序看板是信息传递的正常管路。

当每项任务完成后，相应任务的工序看板数据将进行统一汇总。这样可以更加直观地处理生产交付产品总数据，便于统计分析正常生产中各工序用时，利于分析得出产品实际作业难点，发现数据背后的问题，在计划制定、物流协调、外部资源利用、车间现场调配等各方面对其进行一系列流程管控，缩短相应工序加工的周期。

图2 反馈看板处理流程

（3）反馈看板和调整看板。反馈看板是工作中进行问题反馈的看板，而调整看板是工作中实现计划更改、目标调整、措施改进等一系列的系统补充看板。现场问题通过反馈看板与调整看板及时处理调整，形成了嵌套环管理在生产第一线的闭环。可以说，反馈看板与调整看板是信息传递过程的调节器。

生产过程中难免会遭遇的异常情况，此时生产组长需填写反馈看板，现场监察员按规定巡查并对反馈看板进行收集，通知相关责任人进行及时处理。反馈看板处理流程示意如图2所示。

如图2可见，相关问题解决后，也会由监管人员进行收集分析，归纳出日常工作中易出现的问题事故，并积极寻找问题答案，切实有效地进行落实整改，将整改过程和结果体现在调整看板上，逐步起到减少反馈看板的目标。

反馈与调整看板是链接生产实际与数据收集的最重要环节，通过看板的分析处理作用，可以对现场问题进行直观暴露和有效解决。通过“问题反馈→处理→收集→分析→持续改进”一系列的管理行动，有效填补了传统生产流程中缺乏动态管理的问题。

2.4 嵌套环管理模式的运行与优化

嵌套环管理模式，是由生产数据的正常处理传递的外行闭环和内部不断根据现场看板反馈信息流进行微调的若干内行闭环组成。它的运行在生产准备、操作及实施的各个阶段分别体现出了MRPⅡ、JIT、TOC3种管理思想。

生产计划准备阶段，主要体现MRPⅡ思想，由计划层依据准备看板，实现计划明晰度和物资准确度，从而从客户订单需求出发，下达计划指令，形成嵌套环管理的开端。操作层作为生产环节中的“引路人”，依据计划层制订的相应计划目标，细化为带有时间节拍和工序链条的生产计划，在计划及工序看板上直观体现，作为现场生产的指导传递到实施层，并贯穿生产全过程，是嵌套环管理的自然延伸。

实施层是生产管理计划的具体实施者，其生产执行过程中产生的数据是整个看板系统的数据集成中心。在正常生产中，实施层上下游工序之间将数据信息通过填写计划及工序看板进行传递。生产完成后，由操作层负责收集和分析全部信息数据，形成下一循环的准备看板资料，提供给计划层，实现嵌套环的外环。

在加工过程中，出现由于故障无法开展工作时，工作人员可以通过反馈看板反馈工作中的异常问题。同时，由操作层收集反馈信息，将产品需求划分批次进行逆向迭代，从而对计划排产进行再次整合，重新细化排产，并将调整信息作为准备看板的补充资料，形成嵌套环的内环。

在嵌套环的内环中，通过反馈看板反馈的异常数据，不仅限于设备工装故障、加工能力不足等无法开展工作的一般故障，甚至当实施层下游出现“阻塞”或者“等待”等情况时，也可以通过反馈看板作业，将信息逆向传递。每一类反馈的问题会由操作层中相应处理该类问题的人员进行收集、处理并分析数据，结合JIT思想，不断对计划细分过程进行调试和制订，并依靠调整看板进行计划变更。

在不断的调整和纠错中，操作层还需要分析异常数据中的症结所在，发现生产链条中的瓶颈要素，通过瓶颈要素的识别、处理和再认识，从而使计划下达实现以瓶颈为核心的动态平衡，体现实现快速响应的TOC思想。每一类问题的处理和每一次计划的纠错，都各自形成了嵌套环的一种内环管理。

综上，不同的生产时期，MRPⅡ的最优路径将根据JIT不断依据即时信息而改变，是不断自我纠错、持续改善的过程，是生产中逐渐积累完善的过程，是不断实现快速响应的TOC模式的探索过程，从而最终形成不断优化的嵌套环管理模式。

3 嵌套环系统的应用效果

某航天企业零件生产单位在实施嵌套环管理系统的两年时间内，全面促进了设备管理、物流供应、生产流程和工艺质量的逐步优化，实现了更合理的计划安排、更透明的过程监控、更及时的故障处理、更快速的响应作业和更彻底的质量追溯。

随着嵌套环管理系统的不断优化应用，该生产单位计划与实际产品贴合率达97%，完成率达94%。团队作业类零件，受计划改善优化效果更加明显，产能峰值提高了57%。同时，随着系统的不断持续改善，优秀的建议不断得到印证，进一步调动了员工的工作积极性。

4 结 语

嵌套环管理模式的核心在于利用显现管理手段，集合MRPⅡ、JIT与TOC3种思想：采用MRPⅡ作为初始计划和投料的控制，将TOC作为约束识别，修订生产计划；生产现场运用JIT思想，负责计划的执行、控制和反馈；同时根据TOC理论，把重点放在瓶颈工序上，通过瓶颈因素制衡，保持物料流动均衡。基于快速响应的嵌套环管理模式，既是对计划动态管理的探索，也是对传统生产流程的革新。航天企业零件制造生产单位，能够通过进一步运用和依托嵌套环管理模式，解决生产中产生的实际问题，掌控物料、生产和管理等过程和综合信息，实现现场问题的快速响应和协调，从而提高了生产单位生产各层面的管理透明度，极大地提升了企业精益生产和精细化管理水平。

主要参考文献

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