精益化、敏捷化维修生产运作系统

精益化、敏捷化维修生产运作系统孙春林刘蕾2007．11目录1.总论2.精益生产方式3.业务流程再造4.工业工程5.精益化、敏捷化、数字化维修研究内容6.计划协调技术7.工作分解结构（WorkBreakdownStructureWBS）技术8.基于认知过程心理学的飞机检查作业分析技术9.飞机排班模型和和优化技术10.航空维修生产运行自动化系统组成11.维修计划和调度模型方法12.维修策略13.航材计划系统优化模型1.总论1.1信息革命与维修二十一世纪是信息时代、汹涌澎湃的信息革命浪潮将对包括飞机、发动机在内的传统工业产生深刻影响，并将最终改变这些工业领域的面貌。然而，信息技术将通过一条怎样的技术途径对航空维修产生影响，或者说，信息技术在航空维修的突破口在哪里，这个问题将决定航空维修科学技术发展的方向。我们注意到，航空维修技术进步有一个普遍的现象，或者说，技术进步的规律，即维修技术进步的策源地并不是航空公司和维修单位，而是飞机、发动机的设计和制造厂商。维修技术是从产品的设计技术、制造技术转化而来的；技术进步首先是从航空产品的设计开始的，随后带动维修技术的进步；任何先进的维修思想、维修方式、维修技术、首先取决于航空产品的设计思想，设计特性。从纯学科意义上，从来不存在一种与制造技术截然不同的维修技术，维修技术从来就是制造技术的一部分。将来的航空维修新技术、可以直接从现行的飞机、发动机、部件的设计制造技术中寻找，通常维修技术滞后设计制造技术的十年左右（因为新一代飞机、发动机的研制周期大约十年左右）。如果我们将十年看作历史进程中的一天，则明天的维修新技术对应于今天的设计制造新技术、明天的设计制造新技术对应于后天的维修新技术。在50、60年代之际航空产品开始普遍用可靠性余度设计，在70年代中期航空维修形成并确立了以可靠性为中心的维修理论，相隔十多年的时间。以此类推，被称为现代工业工程的最高峰CIMS技术，即计算机集成制造系统，现已在B777的设计制造中部分地实现，预期在十年之后，航空维修的CIMS技术将要出现。如果说，信息技术通过CIMS技术将改变制造业的面貌，那么航空维修的技术进步也将遵循这条技术途径。自上世机80年代以来，以精益生产、柔性制造、计算机集成制造系统为代表的先进的生产方式正在改变传统的制造业的面貌。作为产品制造的延伸，维修业的生产方式必然会受到制造业的生产方式的强烈影响。1.2精益生产精益生产（LeanProduction，LP）它是美国麻省理工学院在一项名为“国际汽车计划”的研究项目中提出来的。它们在做了大量的调查和对比后，认为日本丰田汽车公司的生产方式是最适用于现代制造企业的一种生产组织管理方式，称之为精益生产，以针砭美国大量生产方式过于臃肿的弊病。精益生产综合了大量生产与单件生产方式的优点，力求在大量生产中实现多品种和高质量产品的低成本生产。精益生产方式综合了大量生产与单件生产方式的优点，力求在大量生产中实现多品种和高质量产品的低成本生产。因此，精益生产方式具有如下的特点：（1）以简化为手段去除生产中一切不增值的工作（2）强调人的作用，充分发挥人的潜力（3）采用适度自动化，提高生产系统的柔性（4）不断改进，以尽善尽美为最终目标从以上的特点可以看出，精益生产是一种适应现代竞争环境的生产组织管理方法。它有着极强的生命力，受到各国企业的极大重视。1.3敏捷制造敏捷制造（AgileManufacturing，AM）是美国为重振其在制造业中的领导地位而提出的一种新的制造模式。它的特点可概括为：通过先进的柔性生产技术与动态的组织结构和高素质人员的集成，着眼于获取企业的长期经济效益；用全新的产品设计和产品生产的组织管理方法，来对市场需求和用户要求做出灵敏和有效的响应。具体地讲，它有以下的特点：（1）从产品开发到产品生产周期的全过程满足要求敏捷制造采用柔性化、模块化的产品设计方法和可重组的工艺设备，使产品的功能和性能可根据用户的具体需要进行改变，并借助仿真技术可让用户很方便地参与设计，从而很快地生产出满足用户需要的产品。它对产品质量的概念是，保证在整个产品生产周期内达到用户满意；企业的质量跟踪将持续到产品报废，甚至直到产品的更新换代。（2）采用多变的动态组织结构21世纪衡量竞争优势的准则在于企业对市场反应的速度和满足用户的能力。而要提高这种速度和能力，必须以最快的速度把企业内部的优势和企业外部不同公司的优势集中在一起，组成为灵活的经营实体，即虚拟公司。所谓虚拟公司，是一种利用信息技术打破时空阻隔的新型企业组织形式。它一般是某个企业为完成一定任务项目而与供货商、销售商、设计单位或设计师，甚至与用户所组成的企业联合体。选择这些合作伙伴的依据是他们的专长、竞争能力和商誉。这样，虚拟公司能把与任务项目有关的各领域的精华力量集中起来，形成单个公司所无法比拟的绝对优势。当既定任务一旦完成，公司即行解体。当出现新的市场机会时，再重新组建新的虚拟公司。虚拟公司这种动态组织结构，大大缩短了产品上市时间，加速产品的改进发展，使产品质量不断提高，也能大大降低公司开支，增加收益。虚拟公司已被认为是企业重新建造自己生产经营过程的一个步骤，预计10年到20年以后，虚拟公司的数目会急剧增加。（3）战略着眼点在于长期获取经济效益传统的大批量生产企业，其竞争优势在于规模生产，即依靠大量生产同一产品，减少每个产品所分摊的制造费用和人工费用，来降低产品的成本。敏捷制造是采用先进制造技术和具有高度柔性的设备进行生产，这些具有高柔性、可重组的设备可用于多种产品，不需要像大批量生产那样要求在短期内回收专用设备及工本等费用。而且变换容易，可在一段较长的时间内获取经济效益，所以它可以使生产成本与批量无关，做到完全按订单生产，充分把握市场中的每一个获利时机，使企业长期获取经济效益。（4）建立新型的标准基础结构，实现技术、管理和人的集成敏捷制造企业需要充分利用分布在各地的各种资源，要把这些资源集中在一起，以及把企业中的生产技术、管理和人集成到一个相互协调的系统中。为此，必须建立新的标准结构来支持这一集成。这些标准结构包括大范围的通讯基础结构、信息交换标准等的硬件和软件。（5）最大限度地调动、发挥人的作用敏捷制造提倡以“人”为中心的管理。强调用分散决策代替集中控制，用协商机制代替递阶控制机制。它的基础组织是“多学科群体”（Multi-DecisionTeam），是以任务为中心的一种动态组合。也就是把权力下放到项目组，提倡“基于统观全局的管理”模式，要求各个项目组都能了解全局的远景，胸怀企业全局，明确工作目标和任务的时间要求，但完成任务的中间过程则由项目组自主决定。以次来发挥人的主动性和积极性。显然，敏捷制造方式把企业的生产与管理的集成提高到一个更高的发展阶段。它把有关生产过程的各种功能和信息集成扩展到企业与企业之间的不同系统的集成。当然，这种集成将在很大程度上依赖于国家和全球信息基础设施。1.4计算机集成制造系统计算机集成制造系统（CIMS）是一种基于CIM哲理构成的计算机化、信息化、智能化、集成优化的制造系统。它的内涵上借助计算机，将企业中的各种与制造有关的的技术系统集成起来，进而提高企业适应市场竞争的能力。关于CIMS的基本概念由两种不同的定义：狭义上讲，CIMS定义为应用计算机网络技术实现生产过程各个环节的集成化的系统。这仅仅上基于纯技术的定义，没有考虑经济的、社会的、和人大行为因素的影响。广义上讲，CIMS是一种在某种环境下为提高企业总体效益的全局性的哲理和方法，这种理念要求以集成方式组织企业的全部活动，从设计、制造到销售和售后服务各个阶段要尽可能利用各种方法和技术工具（计算机和自动化技术），以及时地提高生成率、降低成本、按期交货、提高质量，确保生产系统全局和局部的柔性等。后者说明经济的、社会的、和人的行为因素与技术有着同样的重要性。我国自1986年成立863/CIMS主题，提出CIMS计划，经过20多年的CIMS哲理的具体实践，根据中国国情，赋予CIMS新的概念：CIMS是一种组织、管理与运行企业生产的理念，它借助计算机硬件及软件，综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术、工业工程技术将企业生产全过程中的有关人、技术、经营管理三要素及其信息流、物流和价值流有机集成并优化，以达到产品上市快、质量高、能耗低、服务好、环境清洁的目标，进而提高企业的柔性、健壮性、敏捷性，使企业赢得市场竞争。CIMS当初提出是针对机械制造业的并获得巨大成功。1986年，欧共体把CIMS概念扩展到流程制造业和包括维修在内的服务业。如果说，信息技术通过精益生产、敏捷制造和CIMS技术将改变制造业的面貌，那么航空维修的技术进步也将遵循这条技术途径。从某种意义上借鉴、移植和改造在制造业取得巨大成功的经验是维修业技术进步的捷径。但是与机械制造业有所不同，生产计划与调度的科学化是航空维修业实现一定限度的生产柔性的关键，由于维修要求的随机性、维修方式的多样性、飞机维修的地域和时空的复杂性，必须将以可靠性为中心的维修理论和生产计划的调度技术紧密结合起来，才能实现精益化、敏捷化维修。2.精益生产方式2.1概述精益生产方式JIT是战后日本汽车工业遭到的资源稀缺和多品种、少批量的市场制约的产物。它是从丰田相佐诘开始，经丰田喜一郎及大野耐一等人的共同努力,直到60年代才逐步完善而形成的。精益生产方式JIT既是一种以最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本为主要目标的生产方式，又是一种理念、一种文化。实施精益生产方式JIT就是决心追求完美、追求卓越，就是精益求精、尽善尽美，为实现七个零的终极目标而不断努力。它是支撑个人与企业生命的一种精神力量，也是在永无止境的学习过程中获得自我满足的一种境界。精益生产方式JIT的实质是管理过程，包括人事组织管理的优化,大力精简中间管理层，进行组织扁平化改革，减少非直接生产人员；推行生产均衡化同步化，实现零库存与柔性生产；推行全生产过程（包括整个供应链）的质量保证体系，实现零不良；减少和降低任何环节上的浪费，实现零浪费；最终实现拉动式准时化生产方式。精益生产方式JIT生产出来的产品品种能尽量满足顾客的要求，而且通过其对各个环节中采用的杜绝一切浪费（人力、物力、时间、空间）的方法与手段满足顾客对价格的要求。精益生产方式JIT要求消除一切浪费，追求精益求精和不断改善，去掉生产环节中一切无用的东西，每个工人及其岗位的安排原则是必须增值，撤除一切不增值的岗位；精简产品开发设计、生产、管理中一切不产生附加值的工作。其目的是以最优品质、最低成本和最高效率对市场需求作出最迅速的响应。精益生产方式JIT与传统生产方式的区别主要表现为：改变了品质控制手段；消灭（减少）了各种缓冲区；增加了职工的参与感和责任感；培训职工并与职工交流；仅在需要的地方采用自动化；精益组织结构。精益生产方式JIT是围绕着最大限度利用公司的职工、协作厂商与资产的固有能力的综合哲学体系。这个体系要求形成一个解决问题的环境并对问题不断改进改善，要求各个环节都是最卓越的，而这些环节打破了传统的职能界限。精益生产方式JIT认为，生产活动的真正起因是用户！大批量生产方式的成就，在于其极为强调满足制造和设计过程的要求，从而把用户放在次要地位，用户和制造者的关系也未能得到足够的重视。用户关系受到重视，是现代市场发展成熟、竞争异常激烈的结果。在非常成熟的市场竞争环境下，各企业产品在性能、质量成本等方面已经相差无几，竞争体现在交货时间、售后服务等项工作上，如何抓住用户，是各生产厂家关心的主要内容。而且，互联网的发展，进一步促使技术、价格、市场等构成成品的基本因素透明化，不同企业的同类成品之间的综合差距很小，服务、客户政策成为企业有特色竞争的重要基础。精益生产方式JIT的用户关系，是精益生产方式JIT的重要组成部分，用户（买主）被精益生产方式JIT厂商看成是生产过程的组成部分而常被称作主人，是实现精益销售的前提。2.2精益生产方式JIT的优越性及其意义与大批量生产方式相比，日本所采用的精益生产方式JI