打开生产现场管理的“黑箱”

钳工百段

打开生产现场管理的“黑箱”

　　（一）现实

　　中国是制造业大国，但在国际化分工方面，我们客观地被动地被放置在价值链的末端。作为制造业大国，我们赚取的主要利润在于中国自然资源价值和人力资源价值与国际上垄断集团所让出来的微小差额。这一基本事实在未来一些年不可能得到根本改变。在“中国制造”成为“中国创造”之前，企业减低一切损耗和浪费，提高生产效率和效益将是制造业提升竞争力的主要途径之一。

　　工业和信息化的融合可以体现在工业企业的各个环节上。对中国的装备制造业，“融合”应该体现在如何利用有限的资源发挥最大的产能，提高企业的生产效率和效益。这是因为我们是一个资源短缺的大国，因为我们习惯于不断重复投资盲目扩大规模，因为在工业生产领域存在的浪费和低效比比皆是，本应该感到触目惊心却已经司空见惯。人们在找不到解决方案的时候，似乎浪费是不可避免的。在人民币升值、提高劳动力价格的背景下，众多企业已逼到了生死边缘。而通过“融合”，通过量化的精益管理技术和工具，改变企业的管理水平提升竞争能力，这将可能使企业起死回生。

　　教科书中关于生产现场的“七种浪费”现象已经讲得很清楚了，精益管理咨询师也提供了很多改善的方法。可是问题始终不能得到有效地解决。各种问题总是“按下葫芦浮起瓢”。从IT技术和产品来说，在生产现场管理这个关键环节，企业信息化存在着一个断层，车间管理形成一个“黑箱”。而最影响企业效益的“七种浪费”大多发生在这个黑箱。对这个黑箱人们在努力期望撕开一个缺口，但是至今收效甚微。这个黑箱蕴藏着巨大的财富，等待人们去挖掘开发。

　　很多政府和企业习惯不断地实施工业企业的扩张，善于铺摊子。我们需要认真分析企业的生产能力到底还有多大潜力？能不能把投入产出比做大？因为，工业管理的固定成本基本不变，挖掘产能是可以实现效益最大化的。

　　我们对60多家工业企业的调研（包括钢铁、化工等流程型企业，以及装备制造企业），仅从定量化评估当前生产能力和生产能力潜在空间分析可以看到，流程型工业有0—20%的产能提升空间；装备制造业企业的产能普遍都有20%-100%的提升空间。以我国2009年GDP 33.5353万亿元来计算，我国工业企业有数万亿的产能尚未得到利用。其中装备制造业大约占1/4－1/5。如果能提升10%产能计算，仅装备制造业将增加七千多亿的产值。

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　　（二）理论

　　为什么生产现场管理吞噬了巨大财富而又如此坚固？的确，面对这一问题我们遇到了巨大的挑战。这需要一场从理论到实践的创新。事实上在当今经济和科学技术发展阶段，我们也有理由对传统的管理理论、方法提出质疑。

　　以“科学管理之父”Frederick W.Taylor、建立第一条流水线的Henry Ford为代表的管理思想完成了从科学管理到管理科学的变革，100多年以来也对全世界尤其是对西方成为工业国家产生了巨大影响。二战后，日本丰田公司在向美国福特全面批判学习基础上提出了JIT（Just in Time）这种卓有成效的管理革命，构建了丰田自己的生产体系（Toyota Production System TPS）。这一个管理变革使丰田公司最终成为世界主要汽车厂商之一，同时TPS也成为全世界工业管理的主流思想。

　　任何一种管理思想都是时代的产物，都会随着社会环境改变而暴露出其潜在的问题，都可能将成功的因转变为衰败的果。丰田汽车召回事件并不断扩大就令这个以高品质为形象的国际汽车制造业巨人，同样以严重的质量问题受到世人注目。

　　丰田汽车召回事件有深层次的背景，仅从技术层面分析这个事件，与丰田管理模式有确定的因果关系，也说明这不是偶然的事件。

　　JIT 是丰田管理的最重要理论，JIT仅仅对生产流程中存在的瓶颈资源具有意义，典型的就是丰田汽车流水线。丰田实施JIT要求所有的供应商满足“在正确的时间、正确的地点，使用正时送达的材料，生产合格的产品，不差分秒”这句话的前半句，而丰田公司只需要做“生产合格的产品，不差分秒”。丰田公司采用JIT使生产效率达到极限。丰田的供应商需要满足全球最低报价，同时如果无法满足前半句话也将被从丰田的合作伙伴中清除出去。

　　要满足丰田的条件一方面供应商必须有足够的库存保证及时供货，这需要增加的很多成本；另一方面供应商为了降低成本不得不牺牲质量。这就是丰田管理模式带来的结果，由此映照了丰田汽车召回事件不是偶然的（似乎类同资本家剥削工人如果太狠了，必然偷工减料）。

　　理论和实践都已经证明在离散型制造业实施JIT必定以牺牲产能为代价，以更大的库存为代价，从整个供应链来看使得整体效率更低。但是丰田管理的权威效应让人们盲从，忘记了质疑和思考，甚至，JIT已经成为“精益管理”的代名词。因此，TPS（JIT）不可能打开“黑箱”。

　　丰田管理取代福特模式是必然的。同样丰田管理模式的兴衰历史也证明，在全球经济一体化和信息社会的条件下，当一种管理系统不能适应环境的要求，具有生存能力的新一代管理系统很快就会破壳而出。如同从泰勒到福特到丰田，科学管理变革为管理科学，基于系统工程科学的新的管理模式必将取代前者。

　　所谓“企业管理”，根本上说是对人的管理。从管理理论的发展史看，各个阶段对于劳动者所处位置是不同的。

　　古典的管理理论——工人就是设备（泰勒、福特）
　　经典的管理理论——工人开始有思想（丰田）
　　当代的管理理论——工人智慧的集成（谁？时代在呼唤）

　　从小作坊过渡到规模化工业便有了工业管理理论。理论一定是时代的产物。在泰勒时代不可能有丰田管理模式，那么在社会和科学技术日新月异的当代，丰田管理模式的缺陷已经显现，时代呼唤一个新的管理理论，这将是打开生产现场管理“黑箱”的方向。而打开“黑箱”是时代的选择，对于资源短缺又渴望崛起的中国来说更为迫切。中国处在一个伟大的变革时代，中国正在从一个制造业大国向创新型国家转型，我们有理由预测，当代最先进的工业管理理论将从中国诞生。

　　所谓“黑箱”也就是生产现场管理问题。在系统工程学科分类中这属于大系统、复杂系统问题。能打开吗？实际上任何一个专业科学问题的解决，需要科学技术整体的支持。我们仅仅从应用数学的角度来说，在泰勒时代线性规划尚未建立，不可能思考和解决生产计划的优化问题；而在解决复杂的生产计划调度优化问题又是线性规划远远不能胜任的。“黑箱”问题在数学上是一个“维数灾”的问题，尽管计算机技术发展到今天，超级计算机超越了每秒千万亿次的速度，要解决“黑箱”问题也显得力不从心。在解决“黑箱”问题中，管理理论的创新，以及利用当代最先进的运筹学成果，集成专家（工人）经验是唯一的途径。在这方面，国际著名的系统工程学家、数学家侍乐媛（国家“千人计划”引进，现任北京大学工业工程与管理系主任）发明的“NP”方法论是当代运筹学最伟大的成果之一，已在一些工程技术和工业管理中得到成功应用，对于打开“黑箱”已经取得突破性的进展。

　　一个先进的管理理论也需要其他科学（例如运筹学）的支持。以色列物理学家、企业管理顾问戈德拉特博士创造的约束理论（Theory of Constraints, TOC）是一个伟大的思想。但是，受到运筹学已有成果的限制，无法处理复杂系统问题，最后形成鼓-缓冲-绳法(Drum-Buffer-Rope Approach，DBR法)和缓冲管理法(Buffer Management) 。简单说，就是头道工序和其它需要控制的工作中心如同用一根传递信息的绳子牵住的队伍，按同一节拍，控制在制品流量，以保持在均衡的物料流动条件下进行生产。瓶颈工序前的非制约工序可以用倒排计划，瓶颈工序用顺排计划，后续工序按瓶颈工序的节拍组织生产。这与JIT异曲同工。“节拍”、“缓冲”的概念让工业生产现场管理容易理解、接受、实施，在数学工具的使用也没有障碍。但是，它在消除某个瓶颈的同时，可能制造了新的瓶颈，与约束理论自身矛盾。鼓-缓冲-绳法与JIT同样，在复杂的生产现场管理中，必定以牺牲产能为代价，但比JIT又前进了一步。鼓-缓冲-绳法使这一伟大思想的应用范围受到很大的限制，因为市场（订单）在变化, 所以必然会造成生产瓶颈不确定。这样的不稳定现象是装备制造业的常态。虽然鼓-缓冲-绳法对打开“黑箱”无济于事，但约束理论指明的是一条正确方向。

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　　（三）挑战

　　“黑箱”埋藏着巨大的财富，当然也需要巨大的智慧去挖掘。这是工业管理软件发展的突破口。打开“黑箱”也蕴藏着极大的商机。纵观目前主流的工业管理软件，不论是ERP（企业资源计划）还是MES（制造执行系统），这种信息化工具相当于企业已经具备了健全的五官和灵巧的四肢，但就是缺乏一个聪明的头脑（可以实时优化的决策系统）。这也是很多企业上了ERP还在抱怨的主要原因。

　　“黑箱”在生产现场到处存在。生产计划的“黑箱”，生产调度的“黑箱”，生产成本的“黑箱”，生产质量的“黑箱”，供应链的“黑箱”，库存的“黑箱”，人力资源的“黑箱”等。如果仅仅从信息的采集、传输来说，把“黑箱”打开并不难。假设，我们利用物联网技术，在所有的环节都设置RFID，但是这一技术又把我们推进了一个更大的“信息爆炸”的漩涡。打开“黑箱”需要从工业管理学、系统科学、运筹学、工业工程科学等一系列理论创新，也需要利用飞速发展的计算机科学的全面支持，更需要一大批致力于打开“黑箱”的科学家、工业界、IT界的通力合作。由于“黑箱”吞没了巨大的财富，挖掘他们本身就有巨大的诱惑。

　　通过工业管理创新和软件工具，如果能实现挖掘企业产能的10%，如果软件产品销售额度为年产能增值的十分之一计算，将产生一个市场规模达700亿至数千亿的工业软件产业。这是一个保守的估计。事实上，打开“黑箱”对企业将产生一系列的影响，比如，资金周转、库存周转、客户关系等多方面的改善。特别要指出的是，这种工业软件的发展除本身带来的巨大市场规模以外，还会建造一个新的产业链其中包括系统集成商，物联网硬件配套，云计算服务中心，服务外包中心，专业咨询服务等。

　　我国提出“科学发展观”、“转变增长方式”、“建设节约型社会”的发展模式，我国在降低碳排放方面存在着巨大的压力。在这种形势下，我们必须回答提出一个问题：如何实现“绿色GDP”？企业浪费的产能有多少？制约产能的关键在哪里？因此，努力实现工业化和信息化的融合，把制造业信息化的焦点放在生产现场管理，用同样的资源，生产更多的产品，降低生产成本，这是我国工业发展的必然之路。