基于約束理論的分段制造質(zhì)量管控的前移

李甲兵

(上海交通大學(xué)，上海 200240)

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基于約束理論的分段制造質(zhì)量管控的前移

李甲兵

(上海交通大學(xué)，上海 200240)

在訂單充足、交船周期緊張的情況下，分段制造往往會(huì)成為造船廠高效生產(chǎn)的約束瓶頸。大多數(shù)船廠都會(huì)忽視提高自身產(chǎn)能而采取外包的方式緩解分段供給壓力。在分段的整個(gè)制造流程中，胎架利用率決定了有效產(chǎn)出，而胎架周期的長(zhǎng)短是決定分段能否高效生產(chǎn)的關(guān)鍵因素，也是分段制造的瓶頸。實(shí)現(xiàn)胎上與胎下時(shí)間最短化就是在給瓶頸松綁，而質(zhì)量管控前移正是松綁手段最有效的方法之一。

質(zhì)量管控前移；約束理論；分段制造；胎架周期

0　引　言

對(duì)于多數(shù)中國(guó)造船廠而言，不同船廠的制造瓶頸在不同時(shí)期不盡相同，但幾乎都在一定程度上存在分段交驗(yàn)難、返工率高、儲(chǔ)備量不足和產(chǎn)銷率低等情況。究其原因，除了工序配套造成的影響之外，最影響分段制造產(chǎn)銷率的是分段胎架利用率。由于空間資源有限，分段胎架與堆放場(chǎng)地對(duì)于每個(gè)造船廠而言都是稀缺資源，縮短分段的胎上和胎下周期對(duì)提高分段產(chǎn)銷率具有重要意義。國(guó)內(nèi)船廠普遍存在進(jìn)行后道工序時(shí)處理前道工序遺留的質(zhì)量問題的情況，使得分段制造的胎上和胎下周期過長(zhǎng)而無(wú)法大幅提升分段產(chǎn)銷率。尤其是在交船周期緊張的情況下，船廠為配合生產(chǎn)節(jié)奏而不得不通過分段外擴(kuò)來滿足合攏搭載的需求，這極大地增加了船舶制造成本，使得分段制造變成了整個(gè)船舶建造的瓶頸。為此，基于約束理論對(duì)上述問題進(jìn)行深入分析，提出以質(zhì)量管控前移的方法來松綁該約束瓶頸，實(shí)現(xiàn)分段產(chǎn)銷率的大幅提升。

1　約束理論

約束理論是由以色列物理學(xué)家、企管大師GOLDRATT[1]提出并發(fā)展壯大的，其以生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸為核心從高處著手找出影響整個(gè)有效產(chǎn)出的瓶頸，強(qiáng)調(diào)以在瓶頸上獲取最大利潤(rùn)為目標(biāo)。目前船舶制造業(yè)主要應(yīng)用的理論依據(jù)包括精益制造、6 sigma及約束理論等，其中：精益制造著眼于整個(gè)系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，通過找出并消除環(huán)節(jié)中的浪費(fèi)實(shí)現(xiàn)以最少的資源拉動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)流動(dòng)的目標(biāo)；6 sigma通過研究環(huán)節(jié)中的各個(gè)操作步驟不斷優(yōu)化和縮小系統(tǒng)的差異，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)；而約束理論則是站在最高處找出整個(gè)系統(tǒng)中最弱的一環(huán)(即瓶頸所在)，通過“五步聚焦法”實(shí)現(xiàn)對(duì)約束瓶頸的松綁[2]。對(duì)于主要依靠粗放型管理而非精益制造的中國(guó)造船廠而言，直接進(jìn)行精益制造或6 sigma管理是難以實(shí)現(xiàn)的，而約束理論的出現(xiàn)正好可以解決該問題。

1.15步聚焦法

“5步聚焦法”主要包含以下5步：

(1) 找到系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，即瓶頸；

(2) 挖盡制約因素的潛能；

(3) 其他一切遷就上述決定；

(4) 松綁制約因素，將其變?yōu)榛蚣訌?qiáng)至非瓶頸，甚至超過非瓶頸產(chǎn)能；

(5) 若第4步打破了原有的瓶頸，則返回到第1步[3]。

圖1　持續(xù)改善過程中出現(xiàn)的瓶頸轉(zhuǎn)移

對(duì)于瓶頸，不能片面地從量的角度來考核，還要從質(zhì)上加以提升。若瓶頸上損失了1 h，則整個(gè)系統(tǒng)也會(huì)損失1 h。因此，瓶頸資源必須100%利用以盡量增大其產(chǎn)出，讓整個(gè)系統(tǒng)具有生產(chǎn)力，從而實(shí)現(xiàn)平衡流動(dòng)?！?步聚焦法”正是通過不斷發(fā)現(xiàn)瓶頸、充分運(yùn)用瓶頸、遷就瓶頸、打破瓶頸及回到第1步再來的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)瓶頸環(huán)節(jié)的不斷發(fā)現(xiàn)和緩解。想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷率最大化，必須最大限度地利用約束瓶頸。而為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，要求系統(tǒng)的其他活動(dòng)必須服從于瓶頸生產(chǎn)，并盡可能地使約束瓶頸發(fā)生圖1所示的轉(zhuǎn)移，使其不再成為系統(tǒng)的瓶頸；對(duì)出現(xiàn)的新瓶頸進(jìn)行以上步驟的循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)改善。在系統(tǒng)未達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)時(shí)，約束瓶頸通常存在于系統(tǒng)之內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)后就會(huì)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)之外[4]。因此“瓶頸的充分利用原則”的終極目標(biāo)就是使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

1.2瓶頸的充分利用原則

產(chǎn)能小于需求即為瓶頸，約束理論認(rèn)為每系統(tǒng)都存在一個(gè)或多個(gè)瓶頸，這些瓶頸可能來自諸如工藝流程、加工設(shè)備、人力成本、營(yíng)銷市場(chǎng)、物料采購(gòu)、質(zhì)量控制及生產(chǎn)能力等多方面。瓶頸作為生產(chǎn)鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)，決定著企業(yè)的有效產(chǎn)出。若沒有這些瓶頸存在，系統(tǒng)將會(huì)無(wú)限產(chǎn)出。為提高產(chǎn)出，就必須采取對(duì)策緩解瓶頸環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)的約束。約束理論正是以生產(chǎn)系統(tǒng)的瓶頸為核心，從高處著手找出影響整個(gè)有效產(chǎn)出的瓶頸，強(qiáng)調(diào)以在瓶頸上獲取最大利潤(rùn)為目標(biāo)[5]。

因此，想要提高分段的產(chǎn)銷率，就必須遵從“瓶頸的充分利用原則”：

(1) 絕對(duì)不可以浪費(fèi)瓶頸的時(shí)間；

(2) 要想方設(shè)法減輕瓶頸的負(fù)擔(dān)；

(3) 改變質(zhì)量檢驗(yàn)程序，確定瓶頸只處理合格的零件；

(4) 確定優(yōu)先順序通過瓶頸。

2　分段制造的瓶頸分析

根據(jù)“5步聚焦法”的第1步尋找分段制造的薄弱環(huán)節(jié)。約束理論強(qiáng)調(diào)將整個(gè)分段制造系統(tǒng)視為1個(gè)整體，并將產(chǎn)銷率、庫(kù)存和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用作為考核標(biāo)準(zhǔn)，這就需要對(duì)整個(gè)分段制造流程進(jìn)行再梳理以尋找分段流水化制造過程中的瓶頸環(huán)節(jié)。船廠在規(guī)劃建設(shè)時(shí)幾乎都會(huì)將重點(diǎn)放在船臺(tái)或船塢的設(shè)計(jì)上，而將分段制造和堆放的場(chǎng)地放在次要位置。然而，船塢要想實(shí)現(xiàn)不間斷生產(chǎn)就必須實(shí)現(xiàn)分段快速生產(chǎn)，這就使得分段制造極易成為整個(gè)船舶建造過程中的瓶頸。很多大型船廠為減輕瓶頸的壓力不得不通過外包(甚至整船分段外包)的方式完成分段制造，這不僅會(huì)耗費(fèi)大量的人力、物力，而且會(huì)使質(zhì)量和生產(chǎn)周期無(wú)法得到保證。

STREMLER[5]將約束理論推廣到供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，構(gòu)建出了V型、A型和T型等3種物流模式(見圖2)，其中：“V型物流”是由一種原材料加工或轉(zhuǎn)變成多種不同產(chǎn)品；“A型物流”是由多種原材料加工或轉(zhuǎn)變成一種最終產(chǎn)品；而“T型物流”是“A型物流”的一個(gè)變形。比較3種物流類型，“A型物流”和“T型物流”企業(yè)的物流管理難度較大。分段制造屬于“A型物流”模式，其最顯著的特點(diǎn)為：

圖2V，A，T型物流模式示意圖

(1) 由多種類型的板材、型材和管材等裝配焊接成1個(gè)獨(dú)立的分段模塊成品；

(2) 每個(gè)分段的預(yù)制零部件、管裝件、電裝件的舾裝件其構(gòu)成都是多樣的，甚至是唯一的；

(3) 對(duì)于各個(gè)分段而言，其各種零部件的加工過程往往是不相同的。

該模式不僅物流管理難度大，而且一旦零部件的質(zhì)量管控出現(xiàn)缺失，會(huì)使工序缺陷出現(xiàn)累積，進(jìn)而使得瓶頸工序的產(chǎn)銷率大幅下降。通過分程梳理分段制造主要工序流程圖(見圖3)可知，分段主要由預(yù)制件、鐵舾件、電裝件及管裝件等4個(gè)部分組成，各部分的組裝又通過裝配、電焊和打磨等3個(gè)步驟完成。質(zhì)量控制的難點(diǎn)主要集中在該4部分的集配和質(zhì)量管控方面，其中尤以結(jié)構(gòu)件前道工序的預(yù)制件質(zhì)量控制最為重要，約占整個(gè)分段質(zhì)量管控的1/3，是工序產(chǎn)銷率和物料物流平衡的決定性因素，一旦出現(xiàn)大規(guī)模的預(yù)制件返工，勢(shì)必會(huì)造成分段胎架周期延長(zhǎng)、分段產(chǎn)銷率下降、制造成本增加。預(yù)制件的集配工序因涉及較多分支項(xiàng)目而存在較多質(zhì)量問題，從鋼材配料、鋼板預(yù)處理、鋼板切割、預(yù)制組件、構(gòu)件集配到分段裝配焊接的多個(gè)工序步驟，若過程質(zhì)量管控不得力，將會(huì)使大量不合格品流入瓶頸工序，進(jìn)而造成全廠產(chǎn)能的損失。

圖3　分段制造主要工序流程圖

通過梳理分段制造的主要工序流程可知，分段制造作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，質(zhì)量的連續(xù)是其最薄弱的環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)過程中，可通過產(chǎn)銷率、庫(kù)存及營(yíng)運(yùn)費(fèi)用等考核參數(shù)對(duì)分段制造系統(tǒng)的有效產(chǎn)出進(jìn)行對(duì)比分析。分段作為船舶制造的中間產(chǎn)品，其質(zhì)量合格就意味著銷售完成，因此其產(chǎn)銷率僅由產(chǎn)量和質(zhì)量2個(gè)關(guān)鍵因素決定。

(1)

由式(1)可知，想要提高產(chǎn)銷率就必須在質(zhì)量因素(分子)上多下功夫，減少不合格品進(jìn)入下道工序。對(duì)于分段制造而言，要減少不合格預(yù)制零部件進(jìn)入分段組裝工序，加快組裝效率，減少返工，縮短分段胎上胎下周期，提高胎架利用率，最終實(shí)現(xiàn)分段的高效產(chǎn)出。

圖4為產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量關(guān)系圖，從中可以看出在生產(chǎn)能力一定的情況下，產(chǎn)量不斷擴(kuò)大必然以犧牲產(chǎn)品質(zhì)量為代價(jià)。然而，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量下降到一定程度后會(huì)形成銷售問題(即分段交驗(yàn)無(wú)法完成)，進(jìn)一步修改缺陷會(huì)使返工量激增，使分段制造周期進(jìn)一步延長(zhǎng)，最終導(dǎo)致分段產(chǎn)銷率下降。由圖4陰影區(qū)域可知，以質(zhì)量警戒線(即合格線)為分界，合格品數(shù)量占生產(chǎn)產(chǎn)品的比率才是真正的有效產(chǎn)出，一旦超過質(zhì)量警戒線就需要花費(fèi)大量的人工去進(jìn)行缺陷修正。通過對(duì)船廠多艘64 000 DWT系列散貨船進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可得到在質(zhì)量管控后置的情況下分段平均返修耗時(shí)占分段平均制造周期的比例及每艘船平均返修分段數(shù)占船舶分段總數(shù)的比例(見圖5)。從圖5中可看出，質(zhì)量管控后置所產(chǎn)生的返修量嚴(yán)重影響了整個(gè)分段制造系統(tǒng)的有效產(chǎn)出。

圖4　產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量關(guān)系圖

a)平均單個(gè)分段返工量所占比例b)質(zhì)量管失后置單船分段返修數(shù)比例

圖5返修對(duì)整個(gè)有效產(chǎn)出的影響

圖6為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的分段制造過程現(xiàn)狀樹與沖突圖，由圖6可知出現(xiàn)大規(guī)模返修工作的原因。生產(chǎn)車間一般會(huì)以產(chǎn)量為目標(biāo)而忽視產(chǎn)品質(zhì)量，這就使得分段的有效產(chǎn)出大打折扣。以產(chǎn)量為目標(biāo)勢(shì)必會(huì)要求預(yù)制件產(chǎn)量最大化；而以質(zhì)量為目標(biāo)則強(qiáng)調(diào)預(yù)制件質(zhì)量盡可能維持在可控范圍內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化管控，二者無(wú)法找到平衡點(diǎn)。以產(chǎn)量為目標(biāo)的質(zhì)量管控后置勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致大量有缺陷的部件進(jìn)入到分段組裝這一瓶頸階段。各種缺陷的累積會(huì)使組裝工序花費(fèi)更多的時(shí)間在瓶頸工序上，進(jìn)而占用了瓶頸資源、打破了產(chǎn)銷率的均衡，最終降低了分段的胎架利用率。

圖6　現(xiàn)狀樹與沖突圖

只有深入了解產(chǎn)銷率決定公式的內(nèi)涵、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量的一致高效，產(chǎn)銷率才能實(shí)現(xiàn)均衡，而這就要求在分段建造前期加大質(zhì)量管控。通過質(zhì)量管控前移即可松綁分段制造瓶頸，從而實(shí)現(xiàn)圖7所示的未來樹。加強(qiáng)前道工序檢查力度不僅能使缺陷在生產(chǎn)過程中消除，更能縮短分段在胎周期、提高胎架利用率、盤活瓶頸資源，使得分段制造可以順利交驗(yàn)，最大程度地提高分段產(chǎn)銷率。因此，必須在零件到達(dá)瓶頸生產(chǎn)工序之前就進(jìn)行品質(zhì)管理(即質(zhì)量管控的前置)，從而減少不良品對(duì)流動(dòng)性帶來的沖擊，將全部精力放在加速流動(dòng)上，使生產(chǎn)更加高效。

圖7　現(xiàn)狀樹與未來樹

3　質(zhì)量管控前移

整個(gè)分段制造過程涉及到3次集配，其中管裝件、電裝件和鐵舾件的集配較為簡(jiǎn)單，主要以托盤的方式一次性完成供給。結(jié)構(gòu)件由于涉及范圍較廣(從內(nèi)外板、各種型材及肋板縱桁等大型構(gòu)件到三角板、補(bǔ)板及加強(qiáng)等各種小部件)，集配過程較為繁瑣。若每個(gè)構(gòu)件都存在質(zhì)量問題，則返工造成的損失將是巨大的。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在預(yù)制階段只要1個(gè)人即可獲得合格的結(jié)構(gòu)件，若流入到分段組裝階段，則因施工位置與空間的變換及施工工具的變換而至少花費(fèi)3倍的人力才能勉強(qiáng)合格，這充分體現(xiàn)了質(zhì)量管控杠桿原理的優(yōu)越性。若將大部分的質(zhì)量檢驗(yàn)置于最后的組裝階段，勢(shì)必會(huì)浪費(fèi)瓶頸的生產(chǎn)時(shí)間，進(jìn)而造成資源分散，而返工對(duì)生產(chǎn)流動(dòng)的影響更會(huì)使分段制造的瓶頸不斷擴(kuò)大。因此，必須在所有集配件到達(dá)分段組裝這個(gè)瓶頸之前完成品質(zhì)的良好管理，以保證瓶頸資源只處理合格的產(chǎn)品。

3.1質(zhì)量管控前置的時(shí)效性

質(zhì)量管控在分段制造的不同階段所起到的作用和發(fā)揮的效果是截然不同的，具有時(shí)效性。圖8為質(zhì)量管理杠桿原理圖，圖8中可以看出，在不同工序階段花費(fèi)同等人力和物力，其質(zhì)量管控所產(chǎn)生的效果是不同的，差距甚大。若進(jìn)行管控前置(即從第一道工序就進(jìn)行質(zhì)量管控)，則過程中出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷就會(huì)在本道工序內(nèi)全部消除，以合格中間產(chǎn)品的形式流入到下道工序。各道工序間只需消除自身生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的缺陷即可，不必為上道工序的缺陷耽誤生產(chǎn)時(shí)間，最后一道工序結(jié)束產(chǎn)品完工。質(zhì)量管控只有前移才能使分段的產(chǎn)銷率出現(xiàn)質(zhì)的提升，不僅避免了人力資源的過度浪費(fèi)，而且不會(huì)再出現(xiàn)分段堆場(chǎng)不夠用的情形，同時(shí)減少了生產(chǎn)過程中閑散現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖8　質(zhì)量管理杠桿原理圖

僅以目前各大造船廠的主力船型64 000 DWT散貨船為例，在分段制造過程中分別設(shè)置質(zhì)量管控的起始點(diǎn)如下：

(1) 將前期預(yù)制階段設(shè)為工序1階段；

(2) 將分段組合拼裝設(shè)為工序2階段。

分別對(duì)同一船舶所有人同一船型的2艘船舶分段制造的平均在胎周期、平均胎下周期、胎架空閑周期、分段平均制作周期及分段平均返修耗工量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到圖9所示的結(jié)果。

a) 　　　在不同工序階段施實(shí)質(zhì)量管控后對(duì)后續(xù)分段制造的耗時(shí)對(duì)比

b) 　　　在不同工序階段施實(shí)質(zhì)量管控后的平均分段制作耗工量與返工量對(duì)比

3.2質(zhì)量管控與產(chǎn)銷率、經(jīng)營(yíng)成本、庫(kù)存的關(guān)系

想要實(shí)現(xiàn)顧客需求與企業(yè)盈利的最佳契合，就必須把握好產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品產(chǎn)銷率、經(jīng)營(yíng)成本及庫(kù)存的關(guān)系。對(duì)于分段制造而言，產(chǎn)銷率即分段的準(zhǔn)時(shí)完工率，經(jīng)營(yíng)成本即單個(gè)分段的平均耗時(shí)，庫(kù)存即返工量；產(chǎn)品合格是前提，也是質(zhì)量管控的基本目標(biāo)之一。由于船舶類產(chǎn)品并非精工制造產(chǎn)品，因此質(zhì)量太高或太低都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)銷率降低，同時(shí)伴隨著經(jīng)營(yíng)成本的急劇上升。只有返工量是隨質(zhì)量管控的加強(qiáng)而不斷減小的，沒有質(zhì)量管控導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢或產(chǎn)品延期造成的經(jīng)濟(jì)損失時(shí)，常會(huì)比其單個(gè)產(chǎn)品的制造成本大很多。圖10為質(zhì)量管控與產(chǎn)銷率、返工量及經(jīng)營(yíng)成本的關(guān)系圖，從圖10中可看出客戶與船廠都有訴求找到可以讓雙方接受的質(zhì)量效果的平衡區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)，顧客既能獲得合格的產(chǎn)品又能使船廠的生產(chǎn)進(jìn)度按部就班地執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)互利共贏。

圖10　質(zhì)量管控與產(chǎn)銷率、返工量、經(jīng)營(yíng)成本關(guān)系圖

通過對(duì)64 000 DWT散貨船進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可得，在不同工序階段實(shí)施質(zhì)量管控前后其產(chǎn)銷率、返工量及經(jīng)營(yíng)成本的對(duì)比關(guān)系圖(見圖11)。由圖11可知，質(zhì)量管控前置后分段的準(zhǔn)時(shí)完工率上升了37.1%，返工量下降為0，在胎周期縮短了22.6%，胎下周期縮短了45.6%，平均制造周期縮短了31.5%。由此可見，質(zhì)量管控前置對(duì)整個(gè)分段制造系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)出起到了決定性作用。

圖11　質(zhì)量管控前置與后置對(duì)分段產(chǎn)銷率、返工量、經(jīng)營(yíng)成本關(guān)系圖

3.3前期質(zhì)量管控與集配功能的結(jié)合

對(duì)于船廠而言，前期半成品的物流管理和質(zhì)量管理因涉及面較廣而較為困難。圖12為質(zhì)量與產(chǎn)量的共同利益點(diǎn)，從圖12中可看出船廠時(shí)常無(wú)法同時(shí)兼顧質(zhì)量和進(jìn)度。生產(chǎn)管理一旦與質(zhì)量管理相互碰撞，必然會(huì)走向各自訴求的極端，只有鎖定質(zhì)量與產(chǎn)量的共同利益點(diǎn)(即產(chǎn)銷率最大化)，才能使生產(chǎn)和質(zhì)量不再成為矛盾共同體而變成利益相關(guān)者。為更好地提高產(chǎn)銷率，船廠可以將前期的質(zhì)量管控與集配功能合并，讓生產(chǎn)車間既是生產(chǎn)的組織者又是質(zhì)量的責(zé)任人。在集配前期通過巡檢發(fā)現(xiàn)問題，在集配過程中通過篩查每個(gè)零件號(hào)的質(zhì)量完成二者的完美結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷率最大化。

圖12　質(zhì)量與產(chǎn)量的共同利益點(diǎn)

預(yù)制件集配的主要作用除了按照分段的組裝計(jì)劃實(shí)現(xiàn)零部件的及時(shí)性供應(yīng)之外，還要保證零部件供應(yīng)的完整性，以及確保所供應(yīng)物料的質(zhì)量不會(huì)成為分段流水化制造瓶頸充分利用的障礙。在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中，配錯(cuò)物料、集配不全及返工嚴(yán)重既是預(yù)制件集配面臨的三大難題，也是阻礙分段流水化制造實(shí)現(xiàn)的最大障礙。

為解決上述問題，部分船企采取了多種改進(jìn)措施，但幾乎都是將前期預(yù)制集配置于最次位置對(duì)待，只能解決部分問題，收效甚微。分段預(yù)制階段的集配與質(zhì)量控制要點(diǎn)見圖13。在鋼材下料階段，集配的重點(diǎn)是進(jìn)行件號(hào)標(biāo)識(shí)和鋼號(hào)轉(zhuǎn)移，質(zhì)量控制的重點(diǎn)則對(duì)料件進(jìn)行精度控制，檢驗(yàn)均采用抽樣檢驗(yàn)；在部件預(yù)制階段，集配的重點(diǎn)是一一清點(diǎn)件號(hào)和打包發(fā)放配盤，質(zhì)量控制的重點(diǎn)則是保證裝配精度、焊接質(zhì)量和打磨質(zhì)量，集配與質(zhì)量控制的檢驗(yàn)頻率皆為100%。通過分析圖13可知，由于在鋼材下料階段檢驗(yàn)均采用抽樣檢驗(yàn)，因此集配和質(zhì)量管控的功能完全可以整合在一起，將件號(hào)標(biāo)識(shí)和鋼號(hào)轉(zhuǎn)移全部納入到質(zhì)量管理中，工作的重點(diǎn)不僅僅是集配，還包括質(zhì)量控制。在部件預(yù)制階段，集配的完整性和質(zhì)量管控同等重要，既要保證輸送到分段組裝工序的預(yù)制件的質(zhì)量完全合格，又要保證預(yù)制件供應(yīng)100%正確完整，其中任意一項(xiàng)未能達(dá)到要求都有可能造成分段組裝中斷，從而影響整個(gè)分段的流水化制造。圖14為質(zhì)量與完整性可控的分段制造流水線，圖14中灰色的小圈代表分段流水化制造過程中的瓶頸環(huán)節(jié)(即分段組裝階段)，只有實(shí)現(xiàn)預(yù)制集配件合格且完整的按時(shí)、按需供給，整個(gè)流水線才會(huì)像圖14中的鏈條一樣松緊有度不會(huì)中斷。

圖13　分段預(yù)制階段集配與質(zhì)量管控要點(diǎn)

圖14　質(zhì)量與完整性可控的分段制造流水線

無(wú)論是預(yù)制件的質(zhì)量還是完整性，只要出現(xiàn)問題就會(huì)使整個(gè)分段流水線出現(xiàn)圖15所示的情形。所以集配與質(zhì)量管控結(jié)合是消除前期預(yù)制件對(duì)瓶頸工序影響的唯一措施。分段預(yù)制件的集配和質(zhì)量管控有機(jī)結(jié)合，二者間不存在相互妥協(xié)的情況，因?yàn)槿魏我环酵讌f(xié)都會(huì)造成分段流水線的中斷。

a) 預(yù)制件供應(yīng)不完整造成的中斷

b) 預(yù)制件質(zhì)量問題造成的中斷

實(shí)踐證明，前期質(zhì)量管控與集配功能的結(jié)合使得分段組裝階段的中斷頻率出現(xiàn)了大幅下降。圖16為質(zhì)量管控與集配功能結(jié)合后預(yù)制件集配完整性供貨率與返工率的對(duì)比，可看出結(jié)合后，分段各類預(yù)制件的供貨完整性由不足72%提高到了95%；同時(shí)，一直困擾分段制造的返工量也由單艘船43%的返修率下降到了不足1%。由此可見，預(yù)制件集配與質(zhì)量管控的結(jié)合為提高分段胎架的利用率、縮短分段制造周期及消除由預(yù)制集配件供應(yīng)不完整或質(zhì)量不過關(guān)造成的分段胎架周期的延長(zhǎng)提供了便捷路徑。

a) 供貨完整率對(duì)比

b) 單船分段返工率對(duì)比

4　結(jié)　語(yǔ)

為解決目前多數(shù)造船廠面臨的分段產(chǎn)銷率低的生產(chǎn)瓶頸問題，在引入約束理論的“5步聚焦法”和“瓶頸的充分利用原則”的基礎(chǔ)上，對(duì)分段制造工序流程進(jìn)行了再梳理，找出了影響分段高效產(chǎn)出的約束瓶頸(即分段制造前期質(zhì)量管控的缺失)；此外，對(duì)質(zhì)量管控的時(shí)效性、分段產(chǎn)銷率的決定公式及質(zhì)量管控與分段產(chǎn)銷率、返工量和經(jīng)營(yíng)成本的關(guān)系進(jìn)行了深入分析。通過對(duì)64 000 DWT系列散貨船質(zhì)量管控前置與后置進(jìn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證了結(jié)論的可靠性，不僅使生產(chǎn)部門加深了對(duì)質(zhì)量的重視，更使其充分意識(shí)到無(wú)論何時(shí)都是瓶頸主導(dǎo)著有效產(chǎn)出，只有使流量與需求保持平衡才能達(dá)到目標(biāo)。對(duì)于分段制造而言，只有實(shí)現(xiàn)質(zhì)量管控前置，才能使瓶頸資源得到充分利用，才能從根本上實(shí)現(xiàn)分段的高效產(chǎn)出。

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[5]STREMLER D J，Risk Management Infrastructure[J].International Journal of Project Management，1993，11(1)：5-13.

Forward Quality Control of Block Making Based on Theory of Constraints

LI Jiabing

(ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240，China)

Block making is usually the constraint on the efficient production of shipyards under the condition of ample order and short delivery cycle. Most of the shipyards would rather find more subcontracts than to improve their own production capacity. The jig cycle is the key to improve the bottle neck of block making, hence, the production capacity of the shipyard. The forward quality control is the best way to shorten the jig cycle, therefore, to remove the bottle neck.

forward quality control; theory of constraints； block making； jig cycle

2015-06-16

李甲兵(1983—),男,山西文水人，工程師，碩士生，主要從事船舶質(zhì)量管理研究。

1674-5949(2016)01-021-08

U661

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