精益管理在船舶產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用研究

甘 水 來

（上海外高橋造船有限公司，上海 201204）

1 精益生產(chǎn)方式內(nèi)涵

1990年，由詹姆斯·沃麥克博士等3人合著的《改變世界的機器》一書中，首次把日本豐田汽車公司的生產(chǎn)方式稱之為“精益生產(chǎn)方式（Lean Production）”[1]。此后，詹姆斯·沃麥克博士等人又在合著的《精益思維》一書中，對精益生產(chǎn)方式進行了更深的研究，對其內(nèi)涵歸納為：以最小的資源和投入，包括人力、設(shè)備、資金、材料、時間與空間，創(chuàng)造出盡可能多的價值，為顧客提供滿意的產(chǎn)品與及時服務(wù)。中國科學(xué)院路甬祥院士認為：精益生產(chǎn)是以準時生產(chǎn)（JIT）、成組技術(shù)（GT）和全面質(zhì)量管理（TQM）為支柱，并引入并行工程和整體優(yōu)化概念，在空間和時間上合理配置和利用生產(chǎn)要求，發(fā)揮以人為核心的整體制造系統(tǒng)效益[2]。張明華博士在《精益造船模式研究》一書中提出，精益生產(chǎn)模式是為了滿足市場和客戶要求而獲取更高利潤的方法和途徑。它旨在通過全員的激勵和努力，優(yōu)化生產(chǎn)組織結(jié)構(gòu)，去掉一切無效（不增值）的生產(chǎn)過程和環(huán)節(jié)，通過減少生產(chǎn)過程中的一切浪費來縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，保證生產(chǎn)質(zhì)量，提高產(chǎn)品利潤。

總之，精益生產(chǎn)方式的出發(fā)點是為顧客提供滿意的產(chǎn)品和及時服務(wù)；手段是通過優(yōu)化企業(yè)組織結(jié)構(gòu)；途徑是消除生產(chǎn)過程中一切不增值的勞動和資源；表現(xiàn)形式是看板管理；核心是準時生產(chǎn)；目的是為獲取更大的產(chǎn)品利潤。

2 精益生產(chǎn)方式在造船業(yè)中的應(yīng)用

上世紀80年代，我國開始有組織地推廣從日、韓引入的稱之為“現(xiàn)代造船模式”的造船生產(chǎn)設(shè)計技術(shù)。1986～1987年，廣船國際全盤引進日本石川島播磨重工生產(chǎn)設(shè)計和生產(chǎn)管理模式。新的造船模式在廣船國際的成功實施，更加堅定了造船界全面推行現(xiàn)代造船模式的決心。

1995年5月，中國船舶工業(yè)總公司第二次縮短造船周期會議對現(xiàn)代造船模式的內(nèi)涵做了如下定義[3]：“以統(tǒng)籌優(yōu)化理論為指導(dǎo)，應(yīng)用成組技術(shù)原理，以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向，按區(qū)域組織生產(chǎn)，殼、舾、涂作業(yè)在空間上分道、時間上有序，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、管理一體化，均衡、連續(xù)地總裝造船”。2004年，國防科工委在《關(guān)于加快建立現(xiàn)代造船模式的指導(dǎo)意見》中也進一步明確指出：現(xiàn)代造船模式是由統(tǒng)籌優(yōu)化的造船理念，面向生產(chǎn)的設(shè)計技術(shù)，均衡連續(xù)的作業(yè)流程，嚴密精細的工程管理，高效合理的生產(chǎn)組織等基本要素構(gòu)成。造船總裝化、管理精細化、信息集成化是建立現(xiàn)代造船模式的主要形式，體現(xiàn)建立現(xiàn)代造船模式的基本方向。可見現(xiàn)代造船模式充分體現(xiàn)了精益生產(chǎn)的思想，是精益生產(chǎn)方式在造船業(yè)中的實際運用。

作為我國造船工業(yè)的龍頭企業(yè)的兩大集團公司，自成立后就加大了在集團內(nèi)部企業(yè)中推進現(xiàn)代造船模式的步伐。“十五”期間推進工作總體思路是：圍繞1個導(dǎo)向（以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向）；抓好2個重點（深化生產(chǎn)設(shè)計、強化工程管理）；堅持 3個創(chuàng)新（設(shè)計創(chuàng)新、制造創(chuàng)新、管理創(chuàng)新）；推進4個“化”（編碼化、標(biāo)準化、托盤化、信息化）；實現(xiàn) 5個可控（計劃可控、質(zhì)量可控、成本可控、效率可控、安全可控）。達到的目標(biāo)和要求為：骨干船廠初步建立以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的區(qū)域造船模式，部分骨干船廠主力船型建造周期處于國內(nèi)領(lǐng)先，接近國際先進水平，生產(chǎn)效率達到25～30工時/修正總噸。 “十一五”期間，要基本建立以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的兩個“一體化”區(qū)域造船模式，5大造船基地的主力船型的建造周期處于國內(nèi)領(lǐng)先，接近國際先進水平，生產(chǎn)效率達到 16～25工時/修正總噸。“十二五”期間，要全面建立以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的兩個“一體化”區(qū)域造船模式，5大造船基地的主力船型的建造周期達到國際先進水平，生產(chǎn)效率達到 10～16工時/修正總噸[4]。

目前，我國骨干造船企業(yè)，尤其是新建造船基地生產(chǎn)設(shè)計深度進一步提高；作業(yè)流程朝著以中間產(chǎn)品為導(dǎo)向的方向發(fā)展；工程管理注重精細；生產(chǎn)組織基本實現(xiàn)了按作業(yè)區(qū)域的工位管理；員工素質(zhì)一專多能；信息集成化越來越受到重視，引進或開發(fā)了一大批設(shè)計、管理軟件，企業(yè)內(nèi)部信息實現(xiàn)了資源共享；標(biāo)準化工作走向制度化。

3 精益管理思想在船舶產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用研究

進入 21世紀，我國船舶工業(yè)步入了高速發(fā)展時期，到 2015年力爭成為世界第一造船大國，達到“五個世界領(lǐng)先”，即經(jīng)濟規(guī)模世界領(lǐng)先，科技水平世界領(lǐng)先，管理水平世界領(lǐng)先，人才隊伍世界領(lǐng)先，盈利能力世界領(lǐng)先。

為了適應(yīng)我國造船形勢發(fā)展需要，必須改進創(chuàng)新機制，提升我國船舶產(chǎn)品的自主研發(fā)能力，同時，更加注重過程的科學(xué)管理，以管理求生存、靠管理要效率、向管理爭效益。由于船舶產(chǎn)品的成本70%～80%[5]是在產(chǎn)品設(shè)計過程中決定的。因此，企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)開展精益管理，實現(xiàn)精益產(chǎn)品開發(fā)。

3.1 船舶產(chǎn)品開發(fā)的基本流程

船舶產(chǎn)品開發(fā)一般要經(jīng)歷5個階段[6]，即：

1)產(chǎn)品規(guī)劃。新產(chǎn)品的開發(fā)計劃，是企業(yè)中長期規(guī)劃和年度經(jīng)營方針目標(biāo)的重要組成部分；

2)概念開發(fā)。設(shè)計要素輸入（技術(shù)設(shè)計），是對產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)、功能、特性等限制條件的描述；

3)要素驗證。是對產(chǎn)品目標(biāo)規(guī)格的模擬實驗，以驗證將要開發(fā)的產(chǎn)品各項指標(biāo)能否達到目標(biāo)要求，或要進行如何修正；

4)產(chǎn)品設(shè)計。以規(guī)范、規(guī)則為依據(jù)，以目標(biāo)規(guī)格為限制條件，對現(xiàn)有產(chǎn)品進行改進或進行創(chuàng)新設(shè)計；

5)投產(chǎn)制造。

3.2 精益產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃

產(chǎn)品開發(fā)是企業(yè)生存發(fā)展的重要支柱，對企業(yè)未來的經(jīng)營狀況和前景有重大影響。

精益產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃是利用精益理論和機會漏斗對各種產(chǎn)品開發(fā)機會進行認真篩選，最終形成既能真正滿足顧客要求，又符合企業(yè)發(fā)展方向的產(chǎn)品開發(fā)項目和市場推介時機。精益產(chǎn)品開發(fā)規(guī)劃要求企業(yè)做到以下兩點：

1)市場調(diào)研的最終結(jié)果應(yīng)能真正反映市場發(fā)展趨勢和體現(xiàn)客戶需要的真實意圖。市場調(diào)研提供了對市場規(guī)模的估計，產(chǎn)品的成長前景、分銷路線和市場定價；

2)市場調(diào)研時，應(yīng)明確調(diào)研目標(biāo)，設(shè)定調(diào)研對象，劃分信息范圍，設(shè)計調(diào)研方案，做出調(diào)研計劃，分析競爭標(biāo)桿，對比現(xiàn)有產(chǎn)品。

3.3 精益產(chǎn)品概念開發(fā)

概念開發(fā)是產(chǎn)品開發(fā)工作中重要一環(huán)，它將為后續(xù)的開發(fā)工作提供依據(jù)或作出限制條件。根據(jù)用戶需求、用戶意愿、用戶偏好等初期要素給出各種選擇方案。

對于船舶這樣的綜合性商品，要解決的問題很多，有些問題處理還相當(dāng)復(fù)雜，許多問題相互依賴、相互制約。在概念開發(fā)階段，可將復(fù)雜問題按區(qū)域、功能、專業(yè)劃分成子問題，提出解決問題的概念。概念可通過研究小組內(nèi)部獲取，也可通過外部資源獲取。研究小組內(nèi)部獲取的方式有：小組成員利用個人掌握的知識提出思路，通過討論共同形成概念。外部獲取概念的方式有：通過產(chǎn)品最終用戶提出建議或意見；查找已出版的文字資料、專利文獻；咨詢有關(guān)專家學(xué)者；對競爭標(biāo)桿的分析研究；或通過設(shè)備廠商協(xié)作等多途徑多渠道獲取概念。

對于一個問題的處理可能會產(chǎn)生很多概念，例如：為滿足船舶航速的要求，主機有多種方案；降低船體結(jié)構(gòu)自重可以采取多種型號的構(gòu)件，或盡可能地采用高強度鋼等。對于每個概念，要進行綜合分析比較，好中選優(yōu)，精益求精。

精益產(chǎn)品概念開發(fā)就是要求研發(fā)人員對各種概念進行全面的綜合分析比較，盡量做到在滿足用戶需要的前提下，選擇合適產(chǎn)品概念，以降低產(chǎn)品成本，增加產(chǎn)品利潤。要做到精益產(chǎn)品概念開發(fā)，需要企業(yè)的營銷、設(shè)計、生產(chǎn)等相關(guān)職能部門的通力合作，因為許多相關(guān)的概念必須得到相應(yīng)部門認可后才能成為產(chǎn)品開發(fā)的目標(biāo)。

3.4 精益要素驗證

要素是產(chǎn)品技術(shù)和特征的總稱。對船舶產(chǎn)品而言，船型、主尺度、載重量、艙室布置、主機型號、航速及產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本等都是重要的技術(shù)要素。要素驗證是在市場上進行的，驗證的主體對象是用戶，即船東。從概率學(xué)上來說，選擇的用戶越多越好，越能反映市場的真正意愿。但是，這對于開發(fā)一個新產(chǎn)品來講是不現(xiàn)實的，也是不經(jīng)濟的。要素驗證精益化，其一就是在產(chǎn)品概念驗證時，并不是海選潛在的用戶，而是按產(chǎn)品的目標(biāo)市場選擇那些在技術(shù)和理念上都具有前瞻性和引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的大船東，他們站在航運市場的最前沿，對市場的判斷有獨到之處，從而對提供驗證的產(chǎn)品要素提出的要求和看法基本上可以代表整個行業(yè)需求；其二就是和現(xiàn)有產(chǎn)品進行比較，選定的比較標(biāo)桿應(yīng)是當(dāng)前同一目標(biāo)市場上最具代表性的、船東最為偏愛的產(chǎn)品。將二者進行細致比較后可得出將要開發(fā)的產(chǎn)品是否具備新穎性、先進性，是否性能最優(yōu)、成本最低；其三是利用科學(xué)方法進行模擬測試，通過測試來證明將要開發(fā)的產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)定的目標(biāo)。

3.5 精益產(chǎn)品設(shè)計

精益設(shè)計就是在最短的時間內(nèi)設(shè)計出剛好滿足用戶要求，成本最低的產(chǎn)品。要做到精益設(shè)計，必須做到以下幾點：

1)剛好滿足技術(shù)規(guī)格書的要求。對于用戶來說，總是期望以最低的價格購買到最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)；而就企業(yè)而言，總是期望在利潤最大化的基礎(chǔ)上向用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。產(chǎn)品質(zhì)量高出技術(shù)規(guī)格書的要求就會增加企業(yè)的成本，降低企業(yè)的利潤。優(yōu)秀的設(shè)計就是要綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量又要考慮產(chǎn)品成本，在兩者中找到一個相對合理的平衡點。例如：在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，船體各部分的載荷是不同的，結(jié)構(gòu)尺寸也不相同，但如果據(jù)此設(shè)計結(jié)構(gòu)，將會導(dǎo)致船體材料規(guī)格和構(gòu)件尺寸過多，給采購和制造帶來麻煩和不便，增加生產(chǎn)過程中的成本，因此，在實際選取構(gòu)件尺寸時既要考慮合理用料，又要考慮減少材料規(guī)格的數(shù)量。

2)縮短設(shè)計周期。對于大型散貨船，最活躍需求期一般只有3～5年。作為船舶制造企業(yè)，總是希望縮短設(shè)計周期，加快新產(chǎn)品推向市場的速度，以盡早搶占市場先機，爭取更大的效益。要進一步縮短設(shè)計周期，應(yīng)做好以下幾方面的工作：

(1)改進設(shè)計手段。上世紀70年代，計算機技術(shù)開始應(yīng)用于船舶放樣和數(shù)控切割，促進了造船技術(shù)的發(fā)展，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。進入 21世紀，伴隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，各種性能優(yōu)異的專業(yè)軟件層出不窮，并得到了廣泛應(yīng)用和深化，如：總體性能計算軟件（NAPA）在各設(shè)計院所已得到廣泛應(yīng)用；結(jié)構(gòu)造型軟件（NAPA STEEL）也越來越受到人們重視并得到了推廣；三維實體建模軟件（TRIBON）已成為造船企業(yè)生產(chǎn)設(shè)計第一工具，有限元分析軟件和結(jié)構(gòu)規(guī)范計算軟件等性能優(yōu)秀軟件已成為詳細設(shè)計中不可或缺的工具。如今的造船業(yè)已離不開計算機，因此，要進一步縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量，必須加快軟硬件性能升級，改進設(shè)計手段。

(2)建立信息共享平臺，提高信息共享水平，減少重復(fù)勞動。在生產(chǎn)設(shè)計中，由于使用TRIBON軟件建立了三維立體模型，各專業(yè)之間達到了信息共享，而在詳細設(shè)計中，由于使用的是二維圖形，各專業(yè)表達構(gòu)件或?qū)嵨锊捎貌煌姆椒?，專業(yè)之間信息共享水平很低，產(chǎn)生了大量重復(fù)勞動。如：總體專業(yè)為計算船舶性能需要建立船舶模型，而在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，結(jié)構(gòu)專業(yè)不能利用這個模型，只得重新建模。其他專業(yè)在利用結(jié)構(gòu)圖作背景時，由于不了解結(jié)構(gòu)中構(gòu)件表達方法往往造成專業(yè)之間的矛盾，這些矛盾有些到生產(chǎn)設(shè)計時才能發(fā)現(xiàn)。如果在詳細設(shè)計時能使用三維軟件建模，這樣各專業(yè)之間的信息交換就非常直觀，可減少大量因信息交換不暢引起的重復(fù)勞動或錯誤。

(3)加強標(biāo)準化工作。標(biāo)準的建立和使用不僅規(guī)范了設(shè)計人員的設(shè)計行為，而且還可以提高設(shè)計效率，降低設(shè)計成本。標(biāo)準化工作是一項長期細致的工作，既要保證標(biāo)準的連續(xù)性又要使標(biāo)準不致落后于技術(shù)的發(fā)展。因此，標(biāo)準也要與時俱進，及時更新。做好標(biāo)準化工作，不僅要重視標(biāo)準的建立、更新，還要加強標(biāo)準的宣貫、實施、監(jiān)督和管理。

3)提高設(shè)計質(zhì)量，減少設(shè)計差錯。追求卓越是企業(yè)精細化的奮斗目標(biāo)。卓越的品質(zhì)將給企業(yè)帶來良好的效益；相反，質(zhì)量問題不僅會損壞企業(yè)形象，而且會增加產(chǎn)品成本，降低產(chǎn)品利潤。追求卓越需要企業(yè)全體員工的投入和努力，從細節(jié)做起，細節(jié)體現(xiàn)功夫，細節(jié)創(chuàng)造品味，細節(jié)決定成敗。應(yīng)做好以下幾方面的工作：

(1)提高開發(fā)小組成員整體素質(zhì)。個人素質(zhì)包括：對規(guī)范、規(guī)則的掌握程度、基礎(chǔ)專業(yè)知識應(yīng)用能力、外語熟練程度、軟件使用能力、對本專業(yè)發(fā)展趨勢和水平的了解及設(shè)計工作經(jīng)驗以及人際之間的協(xié)作能力等，這些素質(zhì)決定了設(shè)計者個人能力。事實證明，只有高素質(zhì)的團隊才能開發(fā)出高品質(zhì)的產(chǎn)品。要提高整體開發(fā)水平，除了加強個人學(xué)習(xí)外，還要加強繼續(xù)教育，先進技術(shù)的掌握和項目的實踐等。

(2)積極應(yīng)用新技術(shù)、新工藝。當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)日新月異，傳統(tǒng)的造船管理逐漸被新的造船模式所取代，精益造船、精細化管理逐漸深入人心，新技術(shù)、新工藝、新能源、新設(shè)備不斷涌現(xiàn)，進一步解放船舶設(shè)計人員的思想，催生許多新的設(shè)計理念，帶來許多新的變化。如：散貨船（JBP）和雙殼油輪（JTP）共同規(guī)范的實施，給船舶設(shè)計帶來了全新的變化；隨著人們對環(huán)境保護和能源危機認識的不斷提高，環(huán)保技術(shù)乃至環(huán)保船型，節(jié)能技術(shù)乃至節(jié)能船型將成為主流發(fā)展方向，在現(xiàn)階段的船舶設(shè)計中已越來越廣泛地應(yīng)用了這些技術(shù)，如：壓載水交換處理、涂層性能標(biāo)準（PSPC）、主機NOx排放等。

(3)嚴格把好圖面質(zhì)量關(guān)。圖紙是用工程語言表達產(chǎn)品有關(guān)信息和要求的載體，它包含了產(chǎn)品所有細節(jié)和信息，涵蓋了工作原理、性能數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、尺寸大小等主要要素，還包括了圖面線型、文字大小和整體布局等次要要素。提高圖面質(zhì)量，不僅要加強設(shè)計人員良好工作作風(fēng)的培養(yǎng)，更重要的是，要加強規(guī)章制度的建設(shè)和監(jiān)督力度，落實好各級人員的崗位職責(zé)，強化各級檢查、會簽、審核的責(zé)任。

(4)加強經(jīng)驗交流，提高協(xié)作水平。任何一項設(shè)計工作，不可能完美無缺，總會有這樣或那樣的問題和不足。這些問題和不足就是實踐中的寶貴經(jīng)驗和教訓(xùn)。要加強這些經(jīng)驗的交流和共享，不犯或少犯同樣的錯誤。另外，還要加強資料和檔案管理工作，為以后開發(fā)同類型船提供參考。

3.6 結(jié)語

產(chǎn)品開發(fā)是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中的重要組成部分，是企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力。企業(yè)走精益化道路，離不開精細化的產(chǎn)品開發(fā),實施精益化的產(chǎn)品開發(fā)，是時代的需要，是發(fā)展的需要。

[1]張明華. 精益造船模式研究[M]. 北京：中國經(jīng)濟出版社，2005.12.

[2]應(yīng)長春. 精益生產(chǎn)與造船信息化[A]. 2004·SWS 第四屆發(fā)展論壇. 2004.11.

[3]高介祜. 加快建立現(xiàn)代造船模式的思考[J]. 上海造船，2008, (3)∶ 39-43.

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[5]陶 穎，劉建峰，李高興，彭 程等. 關(guān)于SWS企業(yè)精益化和精益設(shè)計的思考[A]. 2004·SWS第四屆發(fā)展論壇，2004.11.

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