精益生产管理模式在智能制造时代的应用展望

精益生产管理模式在智能制造时代的应用展望

作者：丁大勇张琳

来源：《管理观察》2017年第33期

摘要：智能制造是精益生产管理与物联网结合的产物，也是制造行业发展的必然趋势。本文从精益生产模式分析出发，结合大数据、人工智能、云计算等物联网技术应用特性从内部资源管理和外部环境管理两方面为中国企业向智能制造模式转型进行了研究，并提出了相关的建议。

关键词：生产管理智能制造物联网模式转型

中图分类号：G931.6 文献标识码：A

1 精益生产管理模式分析

精益生产（LeanProduction）又称精良生产，是由麻省理工学院研究者基于日本丰田汽车公司的生产方式研究提炼而来，并被认为是最适合现代制造企业的一种生成组织管理方式。其核心思想是及时制造、消除浪费、消灭故障、追求零缺陷、零库存。

精益生产的核心是生产计划控制和库存管理，需要基于整体优化思想下合理配置和利用可用生产要素，达成消除不产生附加价值的劳动和资源使用，同时追求生产过程的尽善尽美。目标是增强企业的市场适应和应变能力，让企业生产取得更高的经济效益。准时制生产JIT（Just In Time）则是其管理目标的体现，JIT的分解目标则由追求零库存、快速反应、内外环境统一、人本主义等构成。

精益生产的实现基于多方面企业资源和能力的协调，与企业战略管理、企业组织行为管理、供应链管理、市场营销、财务管理和客户关系管理等环节紧密相连。精益生产模式不是一个只在生产运营管理层面就可以实现的生产模式，其实施和效能的发挥需要整个企业的全方位协同，也只有优秀的全方位协同才可能真正的实施精益生产，并取得精益生产模式的预期效果。

2 精益生产管理工具的应用

企业实现精益生产管理需要进行从企业员工管理到整个产业链融合的全方位配合，这些配合环节构成了精益生产技术的应用模块。精益生产管理模式应用按所涉及的组织层面和关键元素可分为管理思想层、生产执行层、生产决策层和员工执行层四个层面。

在企业管理层，其应用到的管理工具是准时化生产（JIT），这是精益生产管理的追求目标，也是需要在企业生产管理层统一的工作目标。作为企业管理层，只有认可并确认理解JIT 的技术要求，才可能在实际应用中做到按照JIT的要求去执行具体的管理措施。

在生产执行层则涉及到看板管理、标准化作业（SOP）、全面生产维护（TPM）、生产线平衡设计、拉动生产（PULL）等相关的技术规范的应用。这些应用技术的目标是实现精益生产与企业自身特性的协调统一。

在生产决策层则覆盖了快速切换（SMED、持续改善（Kaizen）等技术用于确保生产过程中保证生产目标不偏离精益生产的管理目标，并结合企业自身特点进行快速有效的调整。

在员工执行层的管理工具则包括了5S、目视化管理等，这些管理工具可以在员工和企业间的目标实现、流程管理以及员工价值实现中发挥作用。

在实际的企业生产运营管理过程中，精益生产管理工具需要根据企业自身情况进行选择。其选择的标准与企业的战略定位、规模、行业特性以及人力资源水平等紧密相关，不同的组织应用工具所取得的效果也不尽相同。因此精益生产管理工具的应用需要通过培训、磨合和调整来完成。企业所处环境是动态的并且在动态化趋势愈演愈烈的当代经济环境下，企业对精益生产管理工具的应用也需要不断优化和调整。

3 智能制造的生产特性分析

智能制造即人机一体化智能系统，其涵盖了制造技术和制造系统两个方面并通过物联网支持实现技术和系统的统一。在传统生产管理中，大部分的企业员工作为劳动者是技术应用人的角色，而生产管理系统的应用人则以企业管理人员为主，二者通过生产管理工具进行信息的交互共同推进精益生产管理目标的实现。

通过相关研究文献分析和已有案例我们可以看到，人力资源的差异、软硬件自身应用缺陷等原因导致精益生产企业无法做到信息无缝化沟通，人力资源、组织架构以及环境变化等因素会降低JIT实现的功效，进而导致精益生产在实践中只能贴近JIT目标。这些跟劳动者个体、组织形式和环境等因素导致除了大批量的标准化工业生产模式，其他的尤其是劳动密集型生产企业难以真正实现JIT生产的目的。这也造成了以创意服务、个性化服务为特性的服务业难以真正实现精益化生产的困境。

智能制造以人机一体化的理念通过人工智能、大数据、云计算和机器学习等物联网技术实现生产过程的信息化和自动化。智能制造在企业内部通过人机一体化技术降低了精益生产中不可控的人为因素比重，同时在供应商、产业链、客户需求管理等领域实现信息的实时互通。

与传统的精益生产管理决策主要依靠专家建议和经验积累不同，智能制造决策拥有自我学习、自我验证和自我最优模型验证的大数据和机器学习等工具。这些物联网工具可以进行不断的自我学习、预警、调整并以最优模式应用于生产。

因此，智能制造就是追求JIT生产目标的精益生产管理理念与追求万物实时智慧互联的物联网理念的结合。精益生产管理理念为JIT生产目标实现提供理论指导，物联网为JIT生产目标实现提供了更加紧密的应用体系。

4 智能制造对精益生产应用的变革分析

精益生产模式是智能制造的基石。结合了物联网的智能制造对传统的精益生产管理思路、工具和调整准则等，具有相当的冲击，需要企业对已有精益生产管理模式进行系统性变革，以适应智能制造的新需求，相关的变革需求可分为内部和外部两个部分。

4.1内部管理变革需求

智能制造在生产环节中对精益生产追求的人本主义发起了挑战，并对企业内部管理提出了变革的要求。传统精益生产模式以人本主义为一大实现目标，在生产环节对员工的关注和培训投入了很大的精力和资源，以确保员工积极性的发挥。

在智能制造环境下，员工在生产环节的投入比重将大为降低，许多需要员工个人身体力行完成的工作将交由机器完成。机器没有个人情感也没有情绪波动等可能影响生产效率和效果的主观影响因素，这就导致传统的精益生产中对人本主义的追求比重降低，对员工情绪管理调节、主动性和积极性激励等管理环节都不复存在。智能制造系统内的无情感机器代替精益生产中有情感的个人接管了生产环节，一方面让JIT的实现概率更高，另一方面丢掉了企业在生产实践中可能获得创意创新的机会。

4.2外部管理变革需求

传统的精益生产管理注重外部环境的管理并通过敏捷制造、快速切换等技术实现对外部环境变动的适应以追求JIT生产目标的最大化。但因信息流速度、决策反应及执行时滞等原因，其外部管理结果与JIT预期存在一定的差异。在通过物联网体系构建的智能制造模式下，对外部环境的管理也因为信息的实时交互、人工智能技术的全面应用和处理模型的快速最优获得等因素的加入，对已有的外部管理模式提出了变革需求。

在传统的精益生产模式下，企业不得不投入相当大的人力资源对外部环境存在的风险和机会进行分析，并以此做出决策以追求JIT生产目标。但因个人自身的主观因素、外部信息的缺失等经常导致对外部信息的误判，并进而导致企业做出错误的生产决策。生产决策一旦错误则很可能给企业带来巨大的资源浪费，这种浪费与JIT生产目标背道而驰且完全不能满足精益化生产的管理目标。

在基于物联网体系的精益生产模式中，对外部环境信息的获取和决策将更多依靠大数据、人工智能等物联网技术来实现。通过对外部信息的大数据模型建立并结合机器学习等人工智能程序算法，可以在确保相关外部信息全面准确的基础上，依托决策模型快速有效为企业生产提