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航空制造行业标杆研究：波音精益生产体系
作者：陈习勇
最近在做航空制造企业的供应链管理项目，对应的主要业务部门是供应部和采购部。但最后发现，很多问题的根源不在这两个部门，而在于其落后的生产管理体系。与中国发展比较成熟的汽车制造行业相比，感觉该公司还停留在90年代的水平，足足落后20多年。
所以，特地从网上找资料研究了一下当前能代表航空制造标杆的波音公司的生产管理体系。通过对其精益生产体系和移动装配线的研究，基本上能对波音公司的制造体系有一个初步了解，因为这两个方面恰好能够代表当前飞机装配制造的主流模式。
1、 波音公司精益生产管理体系
1.1波音精益生产体系建设阶段
从1990年开始学习日本的精益生产管理理论到1999年基本建立飞机制造的精益生产体系，波音公司花了十年的时间。在这10年里，主要经历了这么三个阶段：
（1）第一阶段：基础性精益改进工作
1990年，为了提升质量管理水平，波音公司开始向日本学习有关精益的管理思想和理念，如准时交付、无故障生产和连续工作流等。之后首次在商业飞机公司提出并实施“5S”（sorting分类、simplifying简化、standardizing标准化、sweeping扫描和Self-discipline自律）项目。该项目旨在优化组织工作区域及工作过程，并使之标准化。波音公司付出了4年的巨大努力后才实现这一精益企业的基础性工作。
（2）第二阶段：精益生产体系建立
从1994年开始，航空制造业开始专注如何大幅度地降低产品成本、进一步提高产品质量，为此波音公司建立了若干个加速改进研讨会（Accelerated Improvement Workshops，AIW）。AIW是波音公司进一步实施精益原理的关键工具，它有力地促进了企业各级人员对他们各自的工作环境和工作流程的改进。管理人员使用一种称作精益制造评估（Lean Manufacturing Assessment，LMA）的工具去评估每一个工作单位的运作情况及环境，并指导各工作单位实现精益生产。
（3）第三阶段：精益生产体系推广应用
1998年，与波音商用飞机公司合作的其他单位也开始认识到精益生产的效益，这样，精益企业的开创性成果从波音商用飞机公司扩展到波音公司的宇航、通信、军用飞机和导弹系统等分部。
1.2波音精益生产体系成效
到1999年年底，波音公司在实施精益企业方面取得了如下重大成果：
1）由于实现了精益分发和使用点交付系统，波音商用飞机公司在顺畅而连续的零部件流运作方面获得长足进展，这一系统使波音能够依据制造飞机所需的硬件保质保量、及时地直接交付到使用它们的生产区域，大幅度地降低了库存量，仅零部件厂1999年1 年就减少库存达10 亿美元。
2）在波音777飞机机身最后总装配中，由于工作流时间大幅度地减少，仅取消了第2 条生产线这一项就节约了数百万美元。在桁条类零件制造厂，由于雇员把工作流时间由原来的9 天半减到5天，导致库存减半。同样，蒙皮类零件工作流时间由原来的11天减到7 天，库存减少了43%。
3）机械加工厂1999年库存量减少60%，而加工零部件出现的问题降低48%。同时由于实现了可视化控制、简化订货系统和减少连接标准件数量等精益措施，仅1999年就节约3 百万美元以上。
1.3波音精益生产体系构成
波音的精益生产体系启发于丰田汽车的精益生产，同时又结合飞机制造行业特点进行了发展和改进。波音的精益制造体系主要包括如下几个方面的内容：
（一）按节奏生产
按节奏生产是指在满足客户交付要求的前提下，按照一个合适的节奏生产产品，这个“合适的节奏”就是要处理好“生产单元追求生产批量”与“飞机按时装配交付”之间的矛盾。按节奏生产描述了工厂中装配工作的速率。精益生产并不是一味地加快工作的速度，而是以适当的“步伐”进行工作。其关键是根据客户需求来建立生产节奏，而不是简单地追求各生产单元的最大生产率。
（二）拉式生产系统
以客户订单为需求源头，建立拉式生产体系，核心包括：生产计划体系、生产物资配送体系、零部件交付体系等。
1）生产计划体系
这里的生产计划包括装配计划和零部件的加工计划。拉式系统坚持后工序驱动原则，即后工序需求驱动前工序生产。由客户需求订单——〉装配计划——〉零部件加工计划驱动，要严格按照总装配计划驱动部装以及零部件加工。
2）生产物资配送体系
生产物资配送体系就是按照生产节奏和物料需求将生产所需物资（成品、材料、零部件、工具）齐套、按时、按量交付给生产地，既要满足现场生产物资需求，又不能在现场储备太多库存。生产物资配送体系要解决物资需求信息传递和物资配送方式的问题。波音主要通过生产物资配送系统和物资配送箱（板）予以解决。
3）零部件交付体系
由于波音主要是做总装，大部分零部件的加工生产都转包给其庞大的供应商网络。供应商只需要按照装配计划按时、保质、保量的完成零部件的交付要求。
（三）单件工作流
单件生产作业流与传统的批量生产恰好相反，它不是生产出大量半成品存放在库房里，然后再到下一道工序，而是在产品制造过程中，每一工位上每次仅有一件，生产过程不再被打断。这种每次生产一件的方法有利于连续改进产品质量，降低成本。
由于波音的生产主要是装配，所以通过其移动生产线，基本上可以实现单件流生产。
（四）准时制
准时制是精益生产系统的支柱。在生产系统中它意味着在恰当的地点和时间获得所需的东西。通过建立JIT生产模式，在整个生产系统中使物料能及时地到达工厂各生产部门，使公司的库存量保持在最低水平，无效成本降低到最小。产品的整个流动时间减少后，公司将会大幅度减少相关的生产成本，波音公司这一战略措施也有助于它更快更有效地满足各航空公司客户的要求。
（五）无故障生产
无故障生产是精益生产系统的另一个十分重要的组成部分，它意味着一次生产成功。波音公司进行了下述3方面的工作，实现了高质量的生产过程，制造出高质量的产品。
（1）一旦检测出问题就立即停止生产，防止“问题”对以后的生产环节产生更严重的影响。因为问题发现得越早，产生的原因越容易找到，问题也越容易解决。
（2）设计出可靠的生产工艺和制造装备，防止在生产系统中最先的位置上出现问题。
（3）分清员工该做的工作和机器应完成的工作，换言之，公司应恰当地使用企业的资源，用机械设备去完成那些重复性和具有危险性的工作，而企业员工去完成那些带创造性的以及需要技能才能解决问题的工作。
由于波音公司能够连续不断地发现企业内部存在的问题或不完善的地方，并逐一解决和完善，从而节约了大量用于返工和处理废品的时间与资金。
2、 波音公司移动装配线
2.1波音移动装配线介绍
2006年11月，波音开始启用一条移动装配线来制造717飞机。这条装配线仅用于飞机的最后组装，在生产过程中以每分钟1.6英寸的速度移动。这条单件流、连续移动式装配线共有2个用于机体对接的固定站位和6个总装的移动站位。移动式总装的直接效益是：将原来20架在制品飞机减少到8~10架，并缩短装配周期50%。
同年，波音开始建设世界上第一条精益脉动装配线——Apache脉动装配线。从1998年到2008年，波音不断改进这条装配线，从直线发展为U型，最后是J型。站位数从10变为15，再回到10，终于获得了减少装配工时85%的示范性效果。20005年Apache的精益脉动装配线获得了美国精益生产的最高成就奖——新乡奖。
脉动装配生产线是连续移动装配生产线的过渡阶段，不同的是脉动装配生产线可以设定缓冲时间，对生产节拍要求不高，当生产某个环节出现问题时，整个生产线可以不移动，或留给下个站位去解决，当飞机的装配工作全部完成时，生产线就脉动一次。整条生产线由4部分组成：脉动主体、物流供给系统、可视化管理系统、技术支持。
（1）脉动主体：站位设施、对接定位设备、可移动的装配设备等。
（2）物流供给系统：AGV车、完备的配套和配送系统。
（3）可视化管理系统：现场可视化系统、ERP与MES无缝融合的信息管理系统、工作现场的固定和移动终端。
整条脉动装配生产线分为5个工作区（0~4号工作区），一个机位就是一个工作区。0号工作区是预装配区，停放主要的大部件；1号工作区完成前机身，中机身，后机身，左、右机翼和尾段6大部件的对接总装配；2号工作区安装起落架、发动机等，还有地板、绝缘毯、次结构件安装及管路、液压系统的收尾工作；3号工作区主要工作是内装饰、辅助动力设置APU安装及动力装饰的初步试验；4号工作区主要进行各种各样的测试工作，总装生产线的右侧，是装配支持人员的办公室区域，左侧安放着待安装的各种物件，如座椅、洗手间和厨房用具等。
2.2波音移动装配线与精益生产
与汽车行业的流水线生产一样，飞机移动式装配已经成为飞机制造行业的标准生产模式。是因为该模式能够产生如下效益：
Ø 缩短了周期和装配工时；
Ø 缩小了飞机总装厂房所占用的面积，并且减少了飞机生产中的投资
Ø 改善了装配工作地的环境，使作业标准化，更易保证质量和生产安全。
Ø 对整个企业和整个飞机生产供应链起着规范和拉动作用；
精益生产是成功建立飞机移动装配线的基础，移动装配线的运行又是对整个波音生产模式的巨大推进。波音从在建立717移动线时开始，就强调实现精益制造的3个基本原则：客户同步节拍生产、单件流和拉式系统。
波音还认为构建移动装配线的最大挑战是从传统的推式计划管理向精益的拉式计划管理模式的改变。因此，波音特别关注几个成熟的精益生产方法：
（1）生产线的均衡性；（2）工作过程标准化；（3）现场可视化控制；（4）零件和工具派送到使用点；（5）建立供给线
2.3波音移动装配线下的物资配送
波音的移动装配线，需要建立高效的物资供应体系。该体系包括如下几个关键部分：
1）物资存放区设计
在波音的移动装配模式下，一般设置两级的物资存放点，一级是物资仓库，二级是靠近装配区的零件暂存区（也叫零件超市）。从零件超市到装配区，通过零件箱（板）成套（以装配区为单位）装载，推送到工作区。
物资仓库是根据物资的存储策略进行物资的存放和补货，关注点是需要考虑合理库存和补货机制；零件超市是根据配送周期和现场物资需求，暂存物资，并负责现场配送，关注点是存放区域设计时需要考虑成套装盘的便利性以及物资暂存量的大小。
2）装配需求拉动
移动式装配线是一个单件流过程，要求连续的物流供给。总装配的移动节拍将拉动整个企业和供应链的生产步伐，其中也包括内部生产物资的配送，严格按照装配需求进行现场物料配送。这里物资包括零部件、成品、材料、工具等。
3）齐套准时供应
从零件仓库到零件超市，特别是从零件超市到装配现场，要根据现场装配的物资需求，准时、成套供应，实现JIT配送。
4）信息化支撑
需要建立完整的信息化系统以支持物资配送业务的开展，实现信息传递的实时化和管理的可视化，使得需求、供应、作业执行都在可控状态下进行。

3、 总结
通过上述对波音公司精益生产体系以及移动装配线的分析，可以发现HD的飞机制造管理水平与国际巨头相比，无论是生产技术基础，还是管理手段和模式，还存在非常大的差距。主要体现在以下几个方面：
1）业务管理者思想和技能不能满足新环境下的业务管理要求
军工企业是相对封闭的行业，在过去几十年的业务管理实践中，很少有效率、成本、科学管理的概念，也很少会站在一个大局的角度去审视自己的业务职能和管理决策。
新环境下要求我们的业务管理者，能够增强合作、协同、整体利益最大化、科学决策意识，提升客户科学管理水平。
在现代信息社会，信息化已经成为现代业务运营与管理必不可少的工具与手段，要求各级业务管理者甚至业务人员能够掌握、运用现代信息工具，具备基本的系统工具应用能力。
2）生产管控能力还是比较弱
在一个以制造为核心的企业里，供应部门存在的价值是为生产体系提供专业的生产物资供应服务，而其价值的大小与生产体系的管控能力息息相关。例如，如果生产计划形同虚设，那么供应部门就掌握不了工厂的生产节奏，也就无法预知物资的需求，结果就是是只能通过维持高额库存来保证物料的供应；如果生产管理部门对各用料单位的材料使用没有管制，对各种报废没有责任追溯，那么材料使用就会陷于紊乱，对供应部门的物料保障就会产生很大影响；目前HD生产管理部门在生产计划的有效性、生产节奏的均衡性管理方面，比较弱；在对工厂的精细化管理方面，与先进单位比，差距还是比较大。这些不足已经从很大程度上影响到供应部的运营绩效。
3）基础信息不规范
生产的基础信息包括：物资、制造BOM、材料定额、工艺路线、提前期以及物资存储策略等。HD在这些方面的不规范和完善，已经影响到了物资供应业务的开展了：
（1）统一物资编码体系还未建立。物资统一编码、唯一识别是整个生产业务中最基础也是最重要的基础信息，但目前HD的物资还没有统一编码，很多甚至没有编码，甚至同一个物资存在好几个编码的情况。物资编码工作亟待推进完善。
（2）制造BOM还不完整。目前HD还没有一个完整的零部件制造BOM信息库，尽管有材料BOM，但不全，不完整。不全就是有的零部件有，有的没有；不完整就是目前BOM都是单层的，对于组合件，则没有进一步的进行拆解。BOM信息直接关系到物料需求的计算，必须要完整。
（3）材料定额不全或者不准。材料定额属于制造BOM的内容之一。目前很多零部件还没有对其材料设置定额，导致物资需求测算时需要走额外的审批流程，需要补充完善定额。另外，很多定额不准，对物资配送也会带来影响。
（4）提前期缺失。包括制造提前期（制造周期）、配送提前期和采购提前期。这些都是很基础的业务信息，如果没有会直接影响到材料需求时间的推算。
4）业务体系还不够完善
（1）供需还未真正打通
目前不管采购计划制定，还是生产物资供应配送，都是依据科生部的单架次计划和零部件交付计划，而各个工厂并没有严格按照科生部的这些计划进行生产加工。因此，物料采购、供应和工厂生产物料需求并未真正衔接上，供需出现脱节。
供需未打通带来的直接后果就是供应部在储备大量物资库存的同时，还出现物资缺货，并最终影响到最后的总装。
（2）科生部生产计划未有效协同生产和供应
科生部的生产计划应该是整个飞机制造体系的“指挥棒”，需要有效协同生产、供应和物资采购。为了保证计划的有效性，它需要在飞机的生产批量和零部件的加工经济批量之间做出权衡，需要考虑生产计划的均衡性。各个分厂在制定厂级生产计划时，要克服盲目追求厂级产出效益最大化的心理，避免超量合批生产。而应以保证飞机交付为最终目标，合理安排各自生产计划。同时，分厂制定好厂级生产计划后，需要将这些计划共享给供应、采购部门，便于制定采购计划和配送计划，以满足生产需要。
（3）金属物资全面集中下料还未实现
目前尚未实现金属物资的全面集中下料。集中下料除了在经济效益方面的优势外，另一个对整个生产供应链的影响就是，它处在飞机制造工艺流程的最前端，下料的节奏直接影响到后续零部件加工的节奏，乃至最终影响到飞机装配的节奏。
（4）物资仓储管理还不够专业
目前HD缺料的一个很重要的原因，就是对于常用物资，没有制定合理库存，以及缺少库存补货预警机制。在缩减库存的考核压力下，供有部门不敢多采购，而是需要多少采购多少，而目前的管控能力又做不到按需采购，所以经常出现仓库缺料。事实上，对于大量的通用件和常用件，应该保留一定的合理库存。如何确定合理库存以及采用哪种存储策略，需要应用一些专业的库存控制管理办法。
（5）供应商管理体系还不够健全
供应商是企业的宝贵资源，我们要确保供应商供货的稳定性、可靠性和质量安全性，同时还要控制供货成本。因此必须建立完善的供应商管理体系。
完备的供应商管理体系包括：供应商资质管理体系、供应商考核体系、供应商发展体系。