工廠在制品庫存管理的研究

趙宏鵬，陸 明

(天津一汽豐田生產(chǎn)管理部第三物流課 天津300456)

1 在制品管理概論

1.1 在制品管理的定義

在制品管理是指對在制品進行計劃、協(xié)調(diào)和控制的工作，它的主要作用是保證各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的銜接協(xié)調(diào)，按生產(chǎn)作業(yè)計劃有節(jié)奏、均衡、成套地進行生產(chǎn)，同時有效地控制在制品的流轉(zhuǎn)過程，縮短生產(chǎn)周期，減少在制品占用量，避免在制品積壓和損失。

1.2 在制品庫存分類

在制品庫存按照在生產(chǎn)中的作用分為4類：工藝在制品庫存，指生產(chǎn)線上處于加工或檢驗狀態(tài)的在制品庫存；周轉(zhuǎn)在制品庫存，指生產(chǎn)線中相鄰工程或相鄰車間由于生產(chǎn)節(jié)拍不同而設(shè)置的中間庫存；運輸在制品庫存，指相鄰兩生產(chǎn)節(jié)拍相同的車間之間處于搬運狀態(tài)的在制品庫存；保險在制品庫存，指應(yīng)對前后工程生產(chǎn)異常而設(shè)置的用于吸收生產(chǎn)進度差的額外庫存。

在生產(chǎn)物流系統(tǒng)中，在制品庫存由以上全部或部分組成，當前后工程的生產(chǎn)節(jié)拍相同時，可能存在工藝在制品庫存、運輸在制品庫存和保險在制品庫存；當前后工程的生產(chǎn)節(jié)拍不同時，可能存在工藝在制品庫存、周轉(zhuǎn)在制品庫存和保險在制品庫存。對于復(fù)雜的生產(chǎn)物流系統(tǒng)，可能出現(xiàn) 4類庫存的各種排列組合，如圖1所示。

圖1 在制品庫存分類示意圖Fig.1 Schematic of classification of WIP inventory

1.3 合理在制品庫存的積極作用

在制品庫存中工藝在制品庫存和運輸在制品庫存都是生產(chǎn)工藝和車間布局所要求的必要在制品庫存，一般是在工廠設(shè)計時就已經(jīng)確定而很難發(fā)生變化；而周轉(zhuǎn)在制品庫存和保險在制品庫存則是在生產(chǎn)過程中確定的，更多的是對應(yīng)前后工程生產(chǎn)進度差和生產(chǎn)異常情況，減少工程間的相互影響，減少因前工程原因欠件和后工程原因滿件的停止，是庫存管理的重點，設(shè)置在制品庫存主要有以下作用：①緩沖不確定因素的影響。在企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營實踐中，由于某些主觀或客觀原因(如預(yù)測、計劃不準確，生產(chǎn)事故，運輸事故等)，出現(xiàn)作業(yè)失誤，往往是難以完全避免的。在這個時候，如果在生產(chǎn)過程中設(shè)置一定的在制品庫存，便可以有效降低局部波動對整個生產(chǎn)系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的影響，從而保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，減小出現(xiàn)生產(chǎn)中斷的概率。②提高企業(yè)對生產(chǎn)需求的相應(yīng)速度，縮短供貨周期，提高客戶滿意度。當出現(xiàn)臨時緊急訂單時，由于加工工程期間在制品與成品的生產(chǎn)周期相對較短，這樣就可以提高企業(yè)對市場的響應(yīng)速度，避免出現(xiàn)延期交貨、客戶流失等問題。

所以說保持適當?shù)脑谥破穾齑?，對于調(diào)節(jié)生產(chǎn)過程、保證企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動的穩(wěn)定、提高客戶滿意度、提高生產(chǎn)管理水平等方面是十分必要的。

1.4 過量在制品庫存的消極影響

適量的在制品庫存是保證生產(chǎn)穩(wěn)定的前提，但過量的在制品庫存也會對企業(yè)帶來諸多不利影響，主要有以下4個方面影響：①生產(chǎn)環(huán)節(jié)中大量的在制品堆積，不利于生產(chǎn)過程中質(zhì)量問題的及時發(fā)現(xiàn)和處理。當前工程加工過的在制品進入后工程，并被后工程發(fā)現(xiàn)有品質(zhì)問題時，問題工位之后的在制品全部為不良品，因此在制品庫存量決定不良品的數(shù)量，很不利于品質(zhì)管理的實施。②在制品的堆積會妨礙和拖累企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)和老產(chǎn)品改進步伐。市場競爭的愈發(fā)激烈要求企業(yè)能夠快速應(yīng)對市場需求的變化，大量在制品庫存勢必會使產(chǎn)品變更反應(yīng)時間加長，即便在銷售部門成功預(yù)測市場趨勢，設(shè)計部門也成功設(shè)計新產(chǎn)品的情況下，也可能出現(xiàn)因在制品庫存過大而造成新產(chǎn)品下線延遲而錯失市場。③在制品堆積增加了制造成本，使企業(yè)在價格競爭中處于劣勢。一是在制品堆積會占用企業(yè)流動資金和工廠面積，直接影響企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場條件和生產(chǎn)效益；二是由于生產(chǎn)不可逆，當市場出現(xiàn)劇烈變化時，未交貨的完成品和在制品可能因無市場需求而報廢，產(chǎn)生額外的成本浪費；三是大量的在制品庫存需要大量的人員去管理，同時庫存的大幅波動也會對零部件供給有更高的要求，相應(yīng)地需要更大量的零部件庫存。④大量的在制品庫存會將各工程分割開來，每個工程只關(guān)心自身的生產(chǎn)和庫存，對其他工程不關(guān)注、不了解，導(dǎo)致出現(xiàn)生產(chǎn)異常時部門間協(xié)同作業(yè)能力差，同時也容易掩蓋自身存在的問題，各工程問題長期累積而不被重視和解決最終會造成工廠整體生產(chǎn)效率和生產(chǎn)穩(wěn)定性的降低。

在當今以JIT(準時化生產(chǎn)方式)和“零庫存”為主流管理思想的背景下，保證生產(chǎn)必要的在制品庫存前提下消除過量的在制品庫存已成為大勢所趨，由此提高市場應(yīng)對能力，降低工廠整體在制品庫存量，降低生產(chǎn)成本，加強工廠整體性和問題解決能力，最終提高企業(yè)競爭力。

1.5 在制品管理的基本方法。

在制品管理主要基于 JIT(準時化生產(chǎn)方式)和TOC(約束理論)，這也是豐田現(xiàn)行的主要管理理論，具體的可以從 3個層面進行管理：①車間設(shè)計層面，各生產(chǎn)線設(shè)計得盡量精簡，減少工藝在制品庫存；車間布局盡量緊湊，減少工程間的運輸在制品庫存，保證保險庫存所需的空間；不僅要實現(xiàn)各生產(chǎn)線設(shè)計生產(chǎn)能力的一致性，也要實現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)拍可以根據(jù)實際的設(shè)備可動率進行調(diào)節(jié)，以達到實際生產(chǎn)能力的一致。②生產(chǎn)企劃層面，對一段時間的生產(chǎn)進行企劃時，根據(jù)各工程的實際情況設(shè)定各工程之間的保險庫存，再加上工藝庫存和保險庫存，制定各車間的基準庫存、最低庫存、最高庫存，作為生產(chǎn)過程中在制品庫存管理的基準。③生產(chǎn)管理層面，依據(jù)在制品庫存管理基準，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，調(diào)控各車間各工程的生產(chǎn)，應(yīng)對各種異常情況。

2 泰達3工廠在制品庫存基礎(chǔ)管理

2.1 泰達3工廠簡介

泰達 3工廠為天津一汽豐田汽車有限公司的主力生產(chǎn)工廠，生產(chǎn)緊湊型和小型家用轎車，設(shè)計產(chǎn)能20萬臺/年，由裝焊車間(用“○W”表示)、涂裝車間(用“○T”表示)、總裝車間(用“○A”表示)組成，車輛串行生產(chǎn)，白夜班雙班生產(chǎn)，在制車輛通過傳送鏈在各車間之間傳送。

泰達 3工廠的生產(chǎn)特點如下：①拉動式生產(chǎn)，泰達 3工廠是“A←T←W”方向進行拉動式生產(chǎn)，各車間獨立運行，按照后工程的需求進行生產(chǎn)，如圖 2所示。

圖2 拉動式生產(chǎn)方式示意圖Fig.2 Schematic of pull production process

2.2 泰達3工廠在制品庫存情況

泰達3工廠在制品庫存分為工藝在制品庫存、運輸在制品庫存和保險在制品庫存，其中運輸在制品庫存和保險在制品庫存因都在各車間、各工程之間的懸鏈上，物理區(qū)分較為模糊。根據(jù)現(xiàn)行的生產(chǎn)狀況制定了各車間的最低庫存、基準庫存、最高庫存，其中最低庫存為工藝庫存和運輸庫存之和，基準庫存為最低庫存基礎(chǔ)上加上保險庫存，最高庫存為在不影響正常生產(chǎn)的情況下各車間可以容納的最大庫存(在車間沒有特殊限制時可能和基準庫存相同)，詳細庫存情況如圖3所示。

圖3 泰達3工廠在制品庫存設(shè)置圖Fig.3 Layout of WIP inventory in TEDA 3 factory

2.3 各車間在制品庫存控制

在制品庫存控制的基礎(chǔ)是車輛位置的實時跟蹤和目視化，通過 G-ALC系統(tǒng)實現(xiàn)，原理為在需控制的工程入口設(shè)置掃描點，此時車輛數(shù)據(jù)進入此工程數(shù)據(jù)庫內(nèi)(同時在前工程數(shù)據(jù)庫刪除)，并按照通過的先后順序進行排列，掃描點及庫存如表1所示。

表1 G-ALC系統(tǒng)掃描點及庫存明細表Tab.1 Scanning points of G-ALC and list of inventory items

對于一些特殊的工序需要對在制品庫存進行特殊控制，以保證生產(chǎn)的正常進行。例如圖 4所示的○T前處理工程的生產(chǎn)，當車輛從頭工位預(yù)水洗開始到干燥爐作業(yè)完了、進入前處理待避(搬運和保險庫存區(qū))全部工序需要連續(xù)完成，若發(fā)生中斷則可能出現(xiàn)表面銹蝕、涂膜過厚、烘烤過度等原因的品質(zhì)不良甚至車輛報廢，這就需要前處理待避在生產(chǎn)結(jié)束前有足夠的空間容納此部分車輛(前處理工序滿量 58臺車，前處理待避滿量 24臺車)，以保證前處理工序中車輛順利進入。

圖4 ○T前處理工程生產(chǎn)流程圖Fig.4 Flowchart of ○T pretreatment engineering

中央控制室指示各班值的加班時間和產(chǎn)量時，會綜合考慮各車間庫存，通過不同的加班時間和產(chǎn)量的指示，達到全工廠生產(chǎn)結(jié)束時各車間庫存達到基準庫存。

2.4 特殊在制品庫存控制

這里所謂的特殊在制品包括報廢車、手修車和測定車，這部分車輛不屬于生產(chǎn)過程中任何一種在制品，對生產(chǎn)沒有作用卻占用工廠庫存空間，因此需要對它們進行特殊的管理，管理方法如下：①對于報廢車，需要及時地發(fā)現(xiàn)、判定和承認并進行報廢處理，同時盡快安排再生產(chǎn)以補充欠缺庫存；②對于手修車，需要及時發(fā)現(xiàn)并修理，對于修理困難的車輛，應(yīng)由生產(chǎn)管理部門持續(xù)跟蹤修理進度，需要時可以組織多部門協(xié)作修理，以減少車輛在工廠內(nèi)的滯留時間，對于此部分車輛泰達 3工廠有著完善高效的管理方法，并且在不斷地挑戰(zhàn)更高的管理水平；③對于測定車，需要明確測定用途和測定期間，以便生產(chǎn)管理部門合理調(diào)控，使實際在制品庫存處于合理水平。

圖5 空位及空位補充計劃圖例Fig.5 Vacancies and vacancy supplement plan

3 泰達3工廠在制品庫存特別管理

3.1 生產(chǎn)異常時的在制品庫存管理

由于現(xiàn)階段工廠生產(chǎn)任務(wù)重、負荷高，當某一車間出現(xiàn)生產(chǎn)異常并預(yù)計持續(xù)很長時間時，一般不會為保證基準庫存而全工廠生產(chǎn)停止，而是通過○T庫存的增減來特殊對應(yīng)直至8小時生產(chǎn)結(jié)束或T庫存超過最高庫存或全空，并通過生產(chǎn)異常的車間額外加班來消耗或補充○T庫存，這樣可以實現(xiàn)8小時工作時間內(nèi)產(chǎn)能的最大化，也減少了不必要加班造成的浪費。

3.2 車間空位時的在制品庫存管理

為了應(yīng)對各車間節(jié)假日生產(chǎn)停止時的設(shè)備維護、設(shè)備修理、設(shè)備變更等作業(yè)，在節(jié)假日前的最后一班生產(chǎn)時會實施相應(yīng)位置的在制車輛清空(簡稱為空位)作業(yè)，空位及空位補充實例如圖5所示。

3.3 車型切替時的在制品庫存管理

車型切替時會改變以往的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)均衡化原則被破壞，切替期間每天的車型比例都不同，各車間庫存車型比例一直在發(fā)生變化，為了滿足后工程投入車型比例要求，需要對車輛庫存情況進行實時把握和控制。

當○A新舊車型不可混線生產(chǎn)時，需要○W 和○T的全部舊車型向○A投入完了后再投入新車型，此時需要對舊車型的庫存進行實時監(jiān)控，并和生產(chǎn)現(xiàn)場聯(lián)協(xié)對應(yīng)，優(yōu)先修理舊車型，同時實時把握新車型的生產(chǎn)狀況，在○T向○A投入的前工程對新車型進行攔截保留，保證舊車型投入完了后再投入新車型，保證車型切替的順利完成。

4 結(jié) 語

在制品庫存管理是工廠的基礎(chǔ)管理之一，其核心目標就是在生產(chǎn)穩(wěn)定性和生產(chǎn)靈活性兩者之間找到一個完美的平衡點，高水平的在制品庫存管理就是要既有較好的異常抵御能力，滿足生產(chǎn)的穩(wěn)定進行，又能將在制品庫存水平維持在較低位置，保證良好的生產(chǎn)靈活性和較低的生產(chǎn)成本。

同時，在制品庫存管理水平又受到庫存管理系統(tǒng)水平和現(xiàn)場管理者能力的制約，只有提高庫存管理系統(tǒng)水平，對所有在制品庫存進行精確定位，才能保證生產(chǎn)管理者的高水平庫存控制：只有現(xiàn)場管理者能力提升至一定高度，能夠?qū)Ρ拒囬g的生產(chǎn)全盤把握，才能理解和執(zhí)行生產(chǎn)管理者所下達的指令，實現(xiàn)全工廠的高效運營。

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