(中国五洲工程设计集团有限公司,100053)
【摘 要】进入21世纪,“精益”的理念已从最初生产系统“精益生产”管理实践的成功,逐步延伸到企业的各项管理业务,直至上升到战略层面。笔者所属的兵器工业集团公司就提出了“围绕企业的研发设计、资源配置、供应链管理、生产制造、市场营销、售后服务这条完整价值链,制定全价值链体系化精益管理战略”的发展思路。作为兵器工业集团所属工程设计单位的一名设计人员,笔者参与了有关“精益新工厂设计”等课程的培训,本文就结合对相关概念的理解,探讨如何将“精益”的理念和方法运用到新工厂的规划设计中,供相关技术人员参考。
【关键词】新工厂;精益;规划设计
一、前言
“精益”,中文释义为“精益求精”的意思,在制造业内,精益这个词最早风靡于20世纪50年代,是总结自丰田汽车的“leanproduction ”,即“精益生产”组织管理模式。进入21世纪,“精益”的理念已广泛渗透至企业管理的各个领域,广义来看,企业只有真正将精益思想运用到产品设计、生产设计、销售设计等各阶段当中,才能最大程度构建一个完全精益化的企业,从而实现成本最低、效益最大。针对其中“生产设计”部分来说,生产设施及环境的规划设计,即新工厂规划设计更是实现企业整体精益管理的重要环节,如何在新工厂的规划设计中贯彻精益的思想,是工程设计人员需要认真思考和突破的地方,本文将就该问题进行分析探讨。
二、精益规划设计的概念及特征
a)精益规划设计的概念
20世纪90年代,在《改变世界的机器》一书中,美国学者第一次把丰田生产方式定名为“lean production”,即精益生产方式。精益生产不仅是一种生产模式、管理理念,更是一种在不断发展和推广的理论、方法体系,其核心思想是“消除浪费,持续改善”。进入21世纪,随着精益思想的广泛传播,“精益”这个词被赋予了更多的意义,精益思想逐渐跨出了生产制造这一狭小领域,作为一种普遍的管理学哲理在各个领域传播和应用,包括服务行业、软件开发行业,建筑设计和施工行业等,出现了包括精益研发、精益管理、精益营销等一系列的新思想和新理念。在新工厂规划、工程设计领域,也引入了精益的理念,出现了精益工厂设计、精益园区规划、精益生产线规划等一系列针对工厂建设的新理念。
精益工厂规划设计(lean design for factory)就是在新工厂的规划设计阶段,将精益理念、工厂设计、优化理论、并行工程等领域的知识进行融合,借助计算机辅助技术、优化仿真技术,在工厂布局、物流系统、工艺流程、土建及公用系统、信息系统等环节的设计阶段中导入精益理念,实现工厂的科学设计,实现从源头上消除企业的浪费,使系统资源得到最有效的配置和优化。
b)精益规划设计与传统工厂规划设计的区别
传统企业在新工厂规划建设之处,设计人员考虑较多的是如何满足预定的生产纲领要求,各生产区域以及配套硬件设施如何合理规划,而明确将“精益”理念融入规划设计全过程的却并不太多。从本质来看,精益工厂是“设计出来的”,“建造出来的”,而不是在后期生产管理中不断完善改造出来的。精益生产方式的核心是消除浪费“节省钱”,而精益规划设计方式的核心是合理投资“花好钱”,力争将生产环节中的“事后改善”转变为设计环节中的“事先设计”。
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三、精益化工厂规划设计的理念及内容
a)精益化工厂规划设计的核心理念
精益化工厂规划设计本质是在新工厂的规划设计阶段就尽可能消除企业将来运作过程中可能发生的浪费根源,避免带有明显缺陷的工厂设计方案被付诸实施。因此,要求设计人员不仅仅要对工厂布局、场地规划、设备平面布置等充分考虑,还要对设备加工能力匹配问题、物流成本问题、中间在制品问题及人员配备等问题给予足够的重视。在规划设计阶段,需要引入精益的理念,对规划设计方案应对外部环境变化的适应性以及持续改善的能力进行充分分析和评价,并通过科学的手段不断优化设计方案。
b)重点关注的内容
确定精益的建设目标
确定科学的生产目标和规模是工厂进行精益设计的重要依据,它是合理预测工厂所需空间、安排车间布局以及确定设备数量、布置方案及预留空间的重要依据,也是后续技术设计和经济分析的基础。精益的生产规模必须是在对企业内外部条件等各方面因素进行综合考虑并进行SWOT分析后确定的。
精益物流规划
对于一个企业来将,物流活动是不增值的环节,因此精益物流系统设计的目标是在满足生产要求的情况下尽量减少物流成本,努力将物流服务过程中的浪费和延迟降至最低程度。其中,重点关注的包括工艺物流(工艺路线策划、物流量平衡策划)、工厂物流(库存区域策略、物流转运路线策划)与社会物流(销售物流策略、采购物流策略)的合理规划。
精益工艺设备选择与系统平面布置
充分考虑工艺生产流程的需求,从设备选型、配置到产能计算,运用精益的思想,尽可能做到各生产单元产能均衡、班制平衡,尽可能采用单元式设备组合和流线化设备布局,设备选择不以最先进为标准,而是把体积小、投资少、具有柔性等指标放在重要位置。另外,运用系统规划设计的原理,科学优化各生产单元间的平面布置,达到布置最优。
系统化土建及公用工程设施规划
在土建方案的选择上以及配套公用工程的系统规划上,应依据工艺需求特点以及工艺后续技术改造的柔性需求,按照“一次规划、分步实施”的原则,在与市政等公共接口相关的设施一次规划并实施到位的基础上,根据实际需求分期建设相关内部配套公用工程设施,达到投入产出比最高。
设计方案仿真及优化
目前用于设施规划分析的软件主要包括Factory CAD、Proplanner、PlantSimulation、Flexsim等,用于布置路径分析、物流分析、生产线分析、系统仿真分析等方面,各有侧重,可以与精益理念相结合,现实工厂精益设计。特别是仿真分析软件,可以通过仿真分析提供的各方案的物流成本、中间在制品量、设备利用率等指标数据,结合人因、生产柔性等指标,运用各种优化评价算法,对设计方案做出科学分析和决策。
四、结论
将精益的思想运用到新工厂的规划设计中,开展方案的科学设计和优化评价是一件系统性的工作,其主要目标是使企业的人力、物力、财力和人流、物流、信息流得到最合理、最经济、最有效的动态配置。在新工厂的规划设计阶段综合应用工业工程和精益生产的多种方法、技术和手段,可以精益的思想贯彻到工厂建设之初,为企业全生命周期的精益管理创造坚实的基础,该思路和方法必将在未来得到更广泛的应用。
参考文献:
[1]《从精益生产到精益设计》 齐二石
[2]《工厂精益设计的框架及实施方法》 天津大学管理学院 齐二石、张洪亮
[3]《精益工厂设计在新厂区规划中的应用》 中南大学 江涛
[4]《3P精益工厂设计》唐道述精益战略顾问杨凯
[5]《精益化工厂建设》北京中瑞精益管理咨询有限公司 蒋南
作者简介:
龙英,出生年月:1977年12月,性别: 女,籍贯:四川绵阳,学历:大学本科,职称:高级工程师,研究方向:工程设计工艺专业
论文作者:龙英
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年12月供稿
论文发表时间:2016/4/14
标签:精益论文; 工厂论文; 规划设计论文; 物流论文; 理念论文; 企业论文; 思想论文; 《工程建设标准化》2015年12月供稿论文;