董 鵬*,孔令夷
(1.卡萊(梅州)橡膠制品有限公司 計(jì)劃部,廣東 梅州 514759;2.西安郵電大學(xué) 管理工程學(xué)院,西安 710061)
中小型制造企業(yè)生產(chǎn)異常管理系統(tǒng)的應(yīng)用研究
董 鵬1*,孔令夷2
(1.卡萊(梅州)橡膠制品有限公司 計(jì)劃部,廣東 梅州 514759;2.西安郵電大學(xué) 管理工程學(xué)院,西安 710061)
針對(duì)中小型制造企業(yè)生產(chǎn)異常不能及時(shí)反饋和處理,以及生產(chǎn)效率和交貨期等難以管控的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了一套對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的可行性方案,構(gòu)建了一種可支持車間生產(chǎn)異常事件信息實(shí)時(shí)采集、快速分析、趨勢(shì)預(yù)判和綜合查詢的信息管理系統(tǒng),全面提高了中小型制造企業(yè)對(duì)生產(chǎn)異常情況處理的及時(shí)性、有效性,實(shí)現(xiàn)了處理的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
中小型制造企業(yè);生產(chǎn)異常;異常管理系統(tǒng);異常診斷;異常分析
企業(yè)管理包括對(duì)企業(yè)正常運(yùn)行的維持和對(duì)異常事件的處理。在理想狀態(tài)下,生產(chǎn)任務(wù)按照工藝流程及生產(chǎn)計(jì)劃平穩(wěn)有序進(jìn)行,然而在實(shí)際生產(chǎn)過程中,由于產(chǎn)品制造工藝控制的波動(dòng)、批量大小的差異、各工序的配合程度以及客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求等因素,增加了生產(chǎn)的復(fù)雜性和不確定性,導(dǎo)致生產(chǎn)過程中極易發(fā)生異常。這些異常若得不到有效的管控,最終會(huì)打亂整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃。對(duì)于大多數(shù)中小制造企業(yè)來說,物料異常、設(shè)備異常、人員流動(dòng)、生產(chǎn)計(jì)劃變更等情況均會(huì)造成生產(chǎn)停滯、生產(chǎn)計(jì)劃重排、交貨期延后、產(chǎn)品質(zhì)量下降、生產(chǎn)成本上升等不良后果,導(dǎo)致客戶滿意度下降,進(jìn)而影響正常的生產(chǎn)運(yùn)營。
本研究從中小型企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營和管理現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中所出現(xiàn)的生產(chǎn)異?,F(xiàn)象,基于AIP公司(Automated Precision Inc.)的生產(chǎn)管理應(yīng)用實(shí)踐,在較少的成本投入基礎(chǔ)上,以降低異常事件發(fā)生為導(dǎo)向,建立了一套實(shí)用高效、簡(jiǎn)便可行的控制系統(tǒng)來對(duì)生產(chǎn)異常進(jìn)行控制。該系統(tǒng)的構(gòu)建無需高昂成本,在國內(nèi)外中小制造業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用推廣價(jià)值。
對(duì)車間生產(chǎn)異常事件管理的研究主要包括:1)對(duì)設(shè)備異常事件管理的研究,如馬力等人提出了MES系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫在設(shè)備故障預(yù)報(bào)警方面的應(yīng)用[1,2];2)對(duì)質(zhì)量異常事件管理的研究,如Kim C和Nam S Y提出的決策支持系統(tǒng),能幫助收集分析質(zhì)量數(shù)據(jù),從而提供與質(zhì)量相關(guān)的決策支持[3];3)近年發(fā)展起來的過程監(jiān)控技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)大量實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集處理,為生產(chǎn)過程的異??刂铺峁┝诵畔⒓夹g(shù)支持[4-5]。但以上研究適用于大型企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營模式,且采用的技術(shù)比較復(fù)雜,軟件開發(fā)成本高;對(duì)于中小型企業(yè)而言,過高的軟件費(fèi)用讓其難以承受,且沒有能力自己開發(fā)軟件。因此,目前針對(duì)中小型制造企業(yè)生產(chǎn)車間異常事件的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)傳遞和快速分析處理等方面的系統(tǒng)性研究尚不多見。大多數(shù)中小型制造企業(yè)未能及時(shí)有效采集信息,同時(shí)在對(duì)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、處理利用以減少生產(chǎn)異常狀況的發(fā)生方面,也未能形成一套系統(tǒng)、有效、實(shí)用的控制方法。因此,為降低制造成本、加強(qiáng)過程管控,中小型制造企業(yè)迫切需要提高對(duì)生產(chǎn)過程中異常事件進(jìn)行預(yù)警以及快速反應(yīng)和及時(shí)處理的能力,以實(shí)現(xiàn)對(duì)異常事件的數(shù)據(jù)采集、信息傳遞、及時(shí)監(jiān)控、分析評(píng)價(jià)和異常預(yù)警與處理等,從而規(guī)避運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn),推動(dòng)企業(yè)的良性發(fā)展。
生產(chǎn)管理系統(tǒng)是一個(gè)由輸入到輸出的轉(zhuǎn)換系統(tǒng),是使人、機(jī)、料、法、環(huán)、能、信息等相關(guān)生產(chǎn)要素均處于穩(wěn)定的可控狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)為目的的系統(tǒng)。生產(chǎn)管理者的主要職責(zé)之一就是通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及時(shí)掌握生產(chǎn)過程變化的信息,對(duì)異常情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并結(jié)合實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行科學(xué)的處理、改進(jìn),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)異常處理的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。
生產(chǎn)異常是指因生產(chǎn)流程、作業(yè)方法、機(jī)器設(shè)備、研發(fā)設(shè)計(jì)、材料及內(nèi)外環(huán)境等因素變化而造成的生產(chǎn)停滯、不合格品數(shù)量上升或生產(chǎn)效能下降等失控情況[7-8]。任何異常都是逐漸或臨時(shí)偏離標(biāo)準(zhǔn)而發(fā)生的,小的異常處理不及時(shí)或不當(dāng),就可能因多米諾骨牌效應(yīng)而按照幾何級(jí)數(shù)演變成大的異常。因此,對(duì)生產(chǎn)異常的分析與防范、及時(shí)響應(yīng)、規(guī)范處理,是每個(gè)企業(yè)都需要關(guān)注的焦點(diǎn)問題。
對(duì)車間異常事件準(zhǔn)確分類是預(yù)警和管理的前提。企業(yè)性質(zhì)或生產(chǎn)類型不同,分類也會(huì)有所不同。判斷標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性決定了異常原因分析的準(zhǔn)確性和有效性。依據(jù)中小型制造企業(yè)生產(chǎn)異常形成的原因,將其分為7種類型,即:人員異常、設(shè)備異常、物料異常、方法異常、生產(chǎn)計(jì)劃異常、質(zhì)量異常、其他不可預(yù)測(cè)異常(如安全、環(huán)境、水、氣、電、工藝、市場(chǎng)因素、政策性等導(dǎo)致的異常)。
以AIP公司為例。AIP公司是一家主要從事橡膠制品生產(chǎn)的美資企業(yè),有員工500余名,年?duì)I業(yè)收入1.2億元,屬于典型的中小型制造企業(yè)。該公司從2013年1月開始對(duì)生產(chǎn)異常情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總和分析,從2013年7月起,又由生產(chǎn)部和計(jì)劃部在原有異常分析表的基礎(chǔ)上對(duì)計(jì)算方式、原因分析、跟蹤方式等方面進(jìn)行全面升級(jí)改進(jìn),使其在管理方面更具針對(duì)性、專業(yè)性。2013年12月該項(xiàng)目完成,歷時(shí)5個(gè)月。
產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中,人員、設(shè)備、材料、質(zhì)量、工藝、技術(shù)等要素的不穩(wěn)定性,導(dǎo)致異常事件頻繁發(fā)生。
3.1.1 異常事件信息采集、傳遞、分析、處理相對(duì)滯后
AIP公司生產(chǎn)異常事件的處理是按照從發(fā)生到處理結(jié)束的串行方式進(jìn)行的,如圖1所示。主要依靠傳統(tǒng)的手工(如紙質(zhì)統(tǒng)計(jì)報(bào)表等)和電話方式采集車間生產(chǎn)異常事件信息并逐級(jí)簽核,處理流程冗長(zhǎng),導(dǎo)致傳遞時(shí)間較長(zhǎng)、信息滯后,處理速度緩慢,工作效率低、人為錯(cuò)誤率高,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真或者報(bào)表丟失的現(xiàn)象,不能及時(shí)、清楚地反映出車間實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況,從而難以做出及時(shí)響應(yīng)和處理,更無法作為有效預(yù)測(cè)依據(jù)。
圖1 傳統(tǒng)模式下車間生產(chǎn)異常事件管理流程
3.1.2 異常事件處理信息化支持平臺(tái)缺失
從信息論的觀點(diǎn)來看,生產(chǎn)過程的檢測(cè)數(shù)據(jù)和異?,F(xiàn)象是系統(tǒng)內(nèi)部表現(xiàn)出來的“信息”,對(duì)這些信息進(jìn)行運(yùn)用與分析意義重大。但在AIP公司,一方面,“信息孤島”造成信息無法共享。為了推卸責(zé)任,各班組各自為政,致使需要傳遞的信息被隱瞞,以致錯(cuò)過最佳的調(diào)整期。另一方面,異常事件的賬目處理紛繁復(fù)雜、去向不一,同一數(shù)據(jù)出現(xiàn)在不同表格的記錄中,相關(guān)責(zé)任認(rèn)定不清,造成管理混亂。
3.1.3 異常問題波動(dòng)處理緩慢
由于生產(chǎn)設(shè)備調(diào)整不恰當(dāng)、夾具定位不準(zhǔn)、員工違規(guī)作業(yè)、產(chǎn)品與要求不符、外界環(huán)境變化劇烈等系統(tǒng)性因素而導(dǎo)致的生產(chǎn)異常變化,稱為“異常波動(dòng)”,這種波動(dòng)直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量。異常波動(dòng)處理的速度緩慢或方法不恰當(dāng),會(huì)帶來停工待料、在制品增多、庫存積壓等問題,導(dǎo)致企業(yè)成本增加,直接影響經(jīng)濟(jì)效益。
3.1.4 相關(guān)部門之間協(xié)作不力
缺乏規(guī)范的生產(chǎn)異常事件處理管理系統(tǒng)。部門間不能及時(shí)有效協(xié)調(diào),這樣不但會(huì)降低生產(chǎn)效率,而且會(huì)造成資源浪費(fèi)、責(zé)任缺位和內(nèi)部矛盾,進(jìn)而影響綜合效率。另外,沒有對(duì)生產(chǎn)異常所導(dǎo)致的無法滿足客戶需求的后果進(jìn)行合理的追究與處罰,也沒有相應(yīng)改善措施的記錄表。
3.2.1 生產(chǎn)異常數(shù)據(jù)采集及原因分析
對(duì)異常問題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,結(jié)合對(duì)相關(guān)人員的訪談交流將能夠引發(fā)異常的各種原因總結(jié)出來,并定義判斷的標(biāo)準(zhǔn);同時(shí),確保這些判斷標(biāo)準(zhǔn)在生產(chǎn)過程中能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。生產(chǎn)管理人員在預(yù)計(jì)生產(chǎn)異常和確定現(xiàn)有生產(chǎn)問題的基礎(chǔ)上,對(duì)這些生產(chǎn)異常進(jìn)行分析,找出原因后向有關(guān)責(zé)任單位提出改善要求,變“事后補(bǔ)救”為“事前預(yù)防、事中管控”。
圖2 產(chǎn)量損失分析圖
如圖2所示,設(shè)備異常在各類異常中所占比重較高,其余依次是備料異常、工裝異常和人員異常。據(jù)統(tǒng)計(jì),各種異常導(dǎo)致準(zhǔn)時(shí)交貨率僅為75%,嚴(yán)重影響了公司的效益。
3.2.2 異常數(shù)據(jù)采集方案與處理流程
用EXCEL表格設(shè)計(jì)了一種能將信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、傳遞、處理與查詢等功能融為一體的生產(chǎn)異常實(shí)時(shí)管理監(jiān)控系統(tǒng),并可跟蹤異常發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),達(dá)到提前判斷、先期決策。異常響應(yīng)與信息化結(jié)合的方案設(shè)計(jì)如下:
1)建立一臺(tái)專門進(jìn)行數(shù)據(jù)采集處理的服務(wù)器,各生產(chǎn)計(jì)劃員的電腦通過局域網(wǎng)與服務(wù)器連接,保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集分析及存儲(chǔ),如圖3所示。用EXCEL表對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分類和分析。EXCEL表預(yù)先設(shè)定好公式和圖表模板,對(duì)異常進(jìn)行了定義,分成設(shè)備故障、備料不及時(shí)、模具工裝異常、人員緊張及其他等類型,并且對(duì)EXCEL文檔進(jìn)行共享,當(dāng)所有異常數(shù)據(jù)錄入“異常數(shù)據(jù)錄入表”時(shí),會(huì)自動(dòng)生成各類圖表。采集的數(shù)據(jù)通過EXCEL表匯總成數(shù)據(jù)庫,同時(shí)通過異常管理系統(tǒng)處理,形成異常檔案數(shù)據(jù)庫管理表,為生產(chǎn)管理的異常問題處理提供數(shù)據(jù)支持。
圖3 生產(chǎn)異常信息數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)流程
2)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)化采集,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)異常實(shí)時(shí)反饋。各個(gè)車間計(jì)劃員對(duì)生產(chǎn)異常數(shù)據(jù)及時(shí)更新,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)采集、分析和統(tǒng)計(jì)處理。同時(shí),把實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)錄入歷史數(shù)據(jù)庫中,經(jīng)過對(duì)歷史數(shù)據(jù)的分析更好地減少甚至消除生產(chǎn)異常風(fēng)險(xiǎn)。
3)目視化現(xiàn)場(chǎng)管理界面。應(yīng)用超大屏LED看板使現(xiàn)場(chǎng)管理者對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的異常有更加清晰化和透明化的了解。通過建立信息化共享的支持平臺(tái),相關(guān)節(jié)點(diǎn)人員在發(fā)生生產(chǎn)異常時(shí),能快速應(yīng)對(duì),全體人員即可從信息系統(tǒng)中了解到生產(chǎn)異常的實(shí)時(shí)狀況,從而迅速采取措施,及時(shí)調(diào)整,促使生產(chǎn)盡快恢復(fù)正常。
異常問題主要集中在設(shè)備、備料、工裝、人員等方面,以自備料、工裝、人員為例說明對(duì)異常處理的改善及跟蹤的措施。
3.3.1 備料的改善及跟蹤
備料屬于成品前的準(zhǔn)備工序,由于備料不及時(shí)導(dǎo)致無法按照計(jì)劃組織生產(chǎn)和交付,進(jìn)而影響訂單的交貨期。對(duì)備料的改善措施如表1所示(僅列舉部分要點(diǎn))。
表1 備料不及時(shí)改善
3.3.2 對(duì)操作人員的選擇、培訓(xùn)及跟蹤
缺乏專門的高技術(shù)操作人員一直是困擾企業(yè)的問題。目前操作員工期望的工資水平越來越高且流動(dòng)性高,導(dǎo)致人員招聘困難。因此人員流失對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)也帶來了很大的沖擊。人員不足的改善措施如表2所示(僅列舉部分要點(diǎn))。
表2 人員不足改善
AIP公司生產(chǎn)異常管理信息系統(tǒng)投入運(yùn)行后,給企業(yè)帶來直接經(jīng)濟(jì)效益,整體提升了企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理水平,促進(jìn)了企業(yè)持續(xù)發(fā)展。
3.4.1 縮短了異常處理時(shí)間
新方案實(shí)施之后,生產(chǎn)異常降低了50%、數(shù)據(jù)輸入時(shí)間縮短了36%、交貨期提升了22%,簡(jiǎn)化了異常處理復(fù)雜的流程,實(shí)現(xiàn)了并行化的控制。以該異常控制策略為核心的生產(chǎn)過程異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng),使車間管理人員和現(xiàn)場(chǎng)操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的異常狀況,并盡快采取有效措施,達(dá)到了預(yù)期效果。
3.4.2 企業(yè)信息管理更加流暢及時(shí)
公司的生產(chǎn)、計(jì)劃、物流、采購等環(huán)節(jié)運(yùn)營都得到了有效的規(guī)范,企業(yè)的管理及生產(chǎn)相關(guān)人員能在第一時(shí)間了解到生產(chǎn)的第一手信息,杜絕信息傳遞的錯(cuò)誤及滯后,提高了對(duì)異常問題的反應(yīng)能力和反饋速度,提升了客戶服務(wù)水平。
3.4.3 企業(yè)產(chǎn)量、質(zhì)量明顯提升
通過實(shí)施信息化改造,提高了各類生產(chǎn)異常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與及時(shí)性,異常數(shù)據(jù)的維護(hù)和整理都有了很大的改進(jìn)。這些數(shù)據(jù)也為高層管理人員評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)的改進(jìn)效果、分析生產(chǎn)事故的原因、明確事故責(zé)任提供了可信的依據(jù)。管理者對(duì)全公司的生產(chǎn)異常數(shù)據(jù)有更加直觀、精準(zhǔn)的掌握,從而據(jù)此制定更加科學(xué)合理的產(chǎn)能計(jì)劃;生產(chǎn)管理人員由此編排生產(chǎn)計(jì)劃,提高了產(chǎn)能,提升了品質(zhì),減少了停線時(shí)間,增加了公司經(jīng)營運(yùn)作的有效性。
該生產(chǎn)異常管理系統(tǒng)以降低異常事件的發(fā)生為目標(biāo),對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行快速響應(yīng)、及時(shí)處理,增加了生產(chǎn)運(yùn)營要素控制的有效性,提升了企業(yè)管理水平,提高了生產(chǎn)效率,并實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)處置的持續(xù)改進(jìn)與完善。主要表現(xiàn)為:1)構(gòu)建了一種能夠支持異常事件的信息動(dòng)態(tài)采集、實(shí)時(shí)傳遞、快速處理以及綜合查詢分析車間生產(chǎn)異常事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)。通過系統(tǒng)提供的生產(chǎn)異常數(shù)據(jù)庫,能對(duì)生產(chǎn)異常事件進(jìn)行系統(tǒng)分析和預(yù)測(cè)。2)創(chuàng)造了生產(chǎn)異常事件管理系統(tǒng)及流程,可對(duì)各種生產(chǎn)異常事件的相應(yīng)影響因素進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)采集,并將決策處理者的經(jīng)驗(yàn)判斷進(jìn)行量化,最后以預(yù)警信號(hào)圖的方式將預(yù)警結(jié)果直觀形象地輸出,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)異常事件的預(yù)警。
實(shí)踐證明,制定一套先進(jìn)、科學(xué)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)是解決生產(chǎn)異常問題行之有效的途徑,也是提升中小企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的可行方法。
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Application and Research on Abnormal Production Management System for Small and Medium-sized Manufacturing Enterprises
DONG Peng1*;KONG Lingyi2
(1.Dept of Carlisle(Meizhou)Rubber Manufacturing Co.,Ltd,Meizhou 514759,China;2.School of Management Engineering,Xi’an University of Post and Telecommunications,Xi’an 710061,China)
In view of the situation that small and medium-sized manufacturing enterprises can’t feedback and deal with abnormal production as soon as possible,as well as production efficiency and delivery date is difficult to control,the authors design a set of schemes to control the production process,
build a kind of abnormal events management procedure to support the workshop production information real-time collection,fast analysis,trend forecasting,and comprehensive query information system,which improves the production of exceptional handling timeliness,validity for small and medium-sized manufacturing enterprises to realize the standardization,standardization and informanization of processing.As a result,good economic benefit is attained.
small and medium-sized manufacturing enterprise;abnormal production;abnormal management system;fault diagnosis;abnormal analysis
F406.2
A
2095-5383(2014)02-0101-04
10.13542/j.cnki.51-1747/tn.2014.02.032
2014-03-03
教育部人文社會(huì)科學(xué)基金“外資技術(shù)擴(kuò)散與國內(nèi)企業(yè)研發(fā)投入的交互影響研究:基于演化博弈的視角”(12YJC790084)
董鵬(1980-),男(漢族),陜西安康人,研究員,研究方向:精益生產(chǎn)、企業(yè)戰(zhàn)略管理,通信作者郵箱:xidadongpeng@gmail.com。
孔令夷(1977-),男(漢族),山東煙臺(tái)人,副教授,在讀博士研究生,研究方向:技術(shù)創(chuàng)新管理、運(yùn)營管理、戰(zhàn)略管理。