北京科技大学

精益管理与系统仿真实验室

服务案例:

某制造车间数字化建模及运行仿真

某轨梁万能生产线仿真系统开发及应用

某电子产品制造企业的精益生产模式

某公路设计项目管理系统开发及应用

某制造企业战略管理咨询

· 某制造车间数字化建模及运行仿真

      该车间是一个典型的多产品混流离散制造车间。其特点包括:混流特征——同时生产工艺路线不同的多种零件;重入特征——工艺路线存在“回路”;批量特征——订单可分批次投入生产;柔性特征. ——工艺路线、订单批量、作业分配具有较大灵活性性。由于其运行管理的复杂性,迫切需要识别生产瓶颈,优化计划调度,控制制造成本和制造周期。本项目的目的就是从这四点出发寻找车间运行优化的空间。所提供的技术解决方案包括:
        (1)建立数字化车间模型:车间制造过程基础模型是仿真运行的基础,利用仿真模型的重复性和随机性可以模拟生产车间的实际运作过程。所建立的制造车间数字化仿真模型包括车间与设备布局模型、设备模型、物流模型、工件模型、工艺流程模型。

                                   
        
        (2)在仿真模型中定义柔性生产控制策略,包括批量混合规则;重入规则;设备分配规则;工序可替换规则
        (3)基于数字化车间模型与柔性策略,通过车间生产过程仿真,进行生产瓶颈分析、优化车间布局、优化产品批量、优化资源配置、优化调度计划。
        (4)优化效果分析
        a. 通过改变车间布局,物流密度明显降低。该功能尤其适用于对车间进行改建或者重新设计新车间的情况;
        b. 通过优化订单批量组合,明显缩短订单完成周期;
        c. 通过调整设备分配方案,优化设备利用率;
        d.通过改变设备任务的分配(将高负荷设备任务转移至较空闲设备)优化设备利用率,并且使同类设备利用率保持平衡状态;通过局部增加高负荷设备的工作时间再次提高整体生产过程的效率。

                                  

                                   

· 某轨梁万能生产线仿真系统开发及应用

        该项目在仿真分析的基础上开发了针对万能生产线的集成仿真与示教系统,制定了适用的物流管理制度。所提供的技术解决方案包括:
        (1)系统采用功能强大的制造系统仿真软件建立了一系列万能生产线的数字化模型。所建立的仿真模型分设备模型、工艺模型和整线模型三大部分,其中设备模型包含了加热炉、BD1、BD2、U1E1、U2E2及UF、打印机及热锯、冷床等关键设备模型;工艺模型包含了50Kg/m重轨、60Kg/m重轨、以及H型钢等系列产品的工艺流程模型;整线模型包含万能轧线,重轨精整线、型钢精整线生产模型。所建立的模型基于大量的生产现场数据采集与工艺调研,数据准确、参数齐全、运行正确,实现了整线生产过程的数字化,直观、形象地反映了生产的真实情况。

                                 

        (2)基于仿真模型实现了生产物流的仿真运行和优化分析。万能生产线的仿真运行可动态、灵活地模拟各种工艺条件下的生产过程,并同步获取各种生产条件下所有关键设备的设备负荷、整线生产能力、生产线瓶颈等重要生产信息。通过对50Kg/m重轨、60Kg/m重轨、以及H型钢等系列产品生产过程的仿真分析,发现了加热炉、冷床等关键设备存在生产瓶颈,该分析结果与实际生产情况吻合,为增建加热炉等决策提供了科学和量化的依据。
        (3)开发了万能生产线物流仿真系统,建立了设备信息与生产流程数据库,实现了仿真初始化、仿真运行、仿真结果统计、生产分析、三维仿真示教、远程协同、物流制度、用户管理等八大功能。经过测试,所建立的仿真系统符合轨梁厂万能生产线的生产特点和运行流程,具有功能齐全、运行稳定、操作简便、实用性强、易于扩充等优点。该系统结合所建立的生产线集成模型以及万能线的主要生产任务,以50kg/m重轨、60kg/m重轨和H型钢为仿真对象,运用参数化动态仿真、Visual Basic仿真编程、数理统计与数值分析、可视化图表等技术,在一定程度上从生产线的生产能力分析关键设备生产负荷分析、生产线的瓶颈分析、故障情况分析、新产品投产调试分析、立体演示培训等六个方面促进了万能生产线生产管理水平的提高。

                                 

                                 

        (4)项目规划和细化了轨梁厂万能生产线的物料管理制度及操作规范。应用了传统工业工程的技术方法对万能生产线的物流进行了分析与优化,所制定的物流制度涉及原料库、成品库、中间库、轧辊库等多个物流结点,应用面广,具有一定的实用性和可操作性,使万能生产线的物流管理制度更加规范化、科学化,可作为提高物流系统的运转效率的依据。

 

· 某电子产品制造企业的精益生产模式

        该项目首先对某电子产品制造企业(M企业)表面装饰事业部推行精益生产的背景、基础进行分析,然后分别从车间布局优化、TPM、快速换模、组件流、治具应用、工艺流程优化、企业软实力建设、信息化应用、六西格玛品质提升等方面为该事业部提供了推进实施精益生产模式的解决方案。
        (1)通过“共享整合”的思路,在现有的基础上对烤箱的的位置进行重新调整,使其背对背,门对门,来节省空间。通过计算后发现烘烤车间平面利用率由原来50%提升到改善后的75%,并且分别空出D2与H2的大面积区域,可以实现分区对烤架区管理,同样千层架因产能扩充也实现了适当数量增加,解决了无效托盘周转的动作浪费。
        (2)通过前期准备阶段发掘出生产的设备故障细节点,并统计出发生频次与影响,然后依据其统计数据制定出相应改善措施,并将其落实到机台三阶文件。全员通过合理化建议也反馈出较多隐性问题点,使得TPM推进更加全面。通过TPM活动的展开,生产过程中机器或工治具的异常频次得到大幅度降低,生产过程中连续性得以提升。为了巩固TPM成果,表面装饰事业部还开展了交接班标准模式,品保部门的文件表单稽核等活动,这些动作都在一定程度上确保了TPM的可持续性发展,同时也为其它活动的开展奠定了坚实的基础。
        (3)通过内外作业分工的工作岗位要求制定,将其纳入到岗位作业说明书中,并展开相应的人员培训,换版时间都可以控制在20min内完成。因快速上线目标的引导,员工提出了更多的建议,如:网距快速调整结构,产品标准化位置等,这些有效措施使快速上线最终平均降低到15min左右。
        (4)M企业表面装饰事业部推行组件流生产的实施主要是从三个方面进行,分别为转化实际仓库为现场的缓充仓库,使其静态库变为动态库,实现方式是通过动态看板来拉动前段生产;将固定加工机台与变动加工机台分开,或部分工位不设定固定加工机台,全部为弹性变动机台,通过其增加不同产品的整体平衡;通过工艺优化创新,最大化实现同一时点多个产品产出。通过组件流生产方式的应用,M企业表面装饰事业部在三个方面得到了重要提升。第一,产品平均生产周期在原来的基础上降低了30-60%,交货的交期得以充分保证。第二,原材料、半成品与在制品的资金占用减少了30%,使企业在金融危机时的现金流问题得以适当缓解。第三,工段与工位间的机台产能得以平衡,管理成本得以减少,现场秩序更加井井有条。
        (5)一般企业的工艺优化多局限在企业内部开展,较少考虑到自己的上下游产业链。依据精益生产理论思想的“上下游产业链的利益一致性”,M企业表面装饰事业部在为了降低成本,不仅在内部开展工艺优化,同时组织上下游产业链的供应商共同降低成本,以便实现共同的经济利益。
        (6)在事业部推行精益生产过程中,品保部门充分发挥主导作用,通过对不同产品进行良率目标设定,并成立了专门的六西格玛改善小组,采用六西格玛的DMAIC流程及其QC手法、失效模式与影响分析(Failure Mode and Effects Analysis 即:FMEA)等工具的综合应用,这些为精益生产提供相应数据支持及改善方向。经过相应的细节完善,量试中注塑段的良率由原来21.04%降低到7.83%,整体良率提升到84.56%。虽然没有达到当初制定90%的目标,但六西格玛分析问题的方法与氛围促进了整个团队进步。随着员工生产熟练程度增强及C产品六西格玛项目的持续改进,在量产后此产品的生产良率终于提升到了91.8%。
        (7)为了促使精益生产模式的推动,在推动过程中开展了一系列软实力配套建设。这些方面推动主要以:源动力、感召力、规划力、共识力、执行力、管控力六项指标展开活动。其目的是给精益生产推动创造良好环境条件,以便发挥出精益生产的最佳效果。
        通过精益生产模式的推荐你后,该事业部整体的运作效率得以提高,库存平均水平得以降低,生产线布局与设计不仅变得着眼于当前,更强调关注未来,对于成本的压缩由传统意义上内部管理并延伸到上下游供应链,并结合企业自身特点神话般地创造了组件流生产,在推行中同样借助了信息化科技来加速过程运转,对于软实力建设更是为企业埋下了长期精益生产模式的基因种子。这些方面综合应用,经财务部门的初步估算,M企业表面装饰事业部在实施精益生产的一年里,产品利润较过去历史平均水平整体提升了200%。

 

· 某公路设计项目管理系统开发及应用

        在公路勘察设计行业,设计项目的管理方式已成为制约设计水平进一步提升的瓶颈问题。长期以来人们屡见不鲜的“献礼工程”、“豆腐渣工程”,一个显著的现象就是项目管理与工作流管理水平低下,导致项目在资金、人员、质量、进度管理等方面严重失控,最后不是无限度地追加投资,就是无条件地抢赶工期,不可避免地影响到工程本身的质量。项目管理与工作流管理方法和软件工具的不断成熟,以及现代管理技术的不断发展,使得项目管理对设计项目的全面支持成为可能。
        本项目为某交通规划设计院开发公路设计项目管理系统IRDPM (Integrated Roadway Design Project Management, IRDPM),根本目的在于通过网络化公路设计项目管理系统的研究与应用,从流程优化和现代项目管理与工作流管理的角度提高设计过程的总体管理水平,进一步提高设计生产率和设计质量。
        IRDPM集成化公路设计项目管理与工作流管理系统的主要功能分为5大部分,即项目计划制定与发布、过程监控与协调、组织沟通与协作、集成化项目信息管理、系统管理。
        (1)项目计划创建功能
        为项目管理人员提供项目立项、项目组成员确定、专业分工及进度安排等项目计划功能,最终将各设计任务下达给各专业设计人员。设计计划过程主要按照ISO9000所要求的工序任务逐步展开,充分贯彻ISO的质量控制要求。这些都被集中反映在公路设计模板中,创建项目计划时,项目负责人只需要输入基准时间、工作量、开始时间、资源名称、质量要求,就能建立一个新的公路设计管理文件。
        (2)项目计划的调整与发布功能
        制订完项目计划后,可以通过查看设计人员的工作分配情况以及当前的进度信息对项目计划进行优化改进和控制。
        (3)项目的监控与协调
        项目的监控与协调是在项目实施过程中将实际情况与原计划比较,及时发现问题,及时调整,控制项目的整个实施过程。公路设计项目管理系统的项目监控与协调功能包括:
        (4)网络化项目协作
        a. 通过在网络环境下发布项目信息、项目计划、新建和更改的工作分配等,各设计人员及时地了解并接收到相应的设计任务;
        b. 在接收到各自的设计任务之后,设计人员根据任务需要进行图文档的设计或编制;
        c. 设计人员可定期对进度信息进行提交,管理人员通过请求和更新进度信息掌握最新的项目进展;
        d. 设置“文档”功能,通过设计文件和共享文件的浏览、上载及下载,实现专业间的互提资料管理,留下互提资料痕迹,明确专业协作间的责任;
        e. 设置“问题”功能实现项目小组内部成员的离线协同交流;
        (5)项目信息查阅功能
        a. 项目甘特图:项目甘特图主要描述了项目的进度信息。通过甘特图列表可显示和查询任务的详细数据,如任务名称、基准时间、工作量、工期、前置任务、质量要求等等;而条形甘特图以图形化方式表示每一个任务,更醒目地显示关键任务、里程碑任务、工时完成百分比等。
        b. 任务分配信息图:以任务为主线,查询负责每项任务的详细信息,如承担者、任务内容、工期等,以及各项任务在各个时段的信息。在该视图中可以查阅到每项具体任务对应的资源分配的具体情况。
        c. 资源工作状况图:资源视图以表格和条形图两种方式显示人力资源的基本信息。可以在这里进行人力资源使用情况的更新,了解资源使用程度,并根据需要进行资源调配。
        通过本系统的应用实施,该设计院的项目管理水平得以大幅度提高。具体表现在:
        (1)将现有的公路设计流程进行分析改进,采用ESIA技术提高了设计流程的合理性;
        (2)采取计算机支持的现代项目管理手段,取代了以前以人工与经验为主的项目管理方式,信息处理的自动化程度大幅提高,流程执行的效率得以提高。尤其是通过集成化项目信息管理,简化了大量繁琐的文件和报表的填制、传送和审批工作;
        (3)采用了分布式的项目计划制订与发布方式,保证计划的精确性和及时性;
        (4)网络化项目管理系统可以辅助设计人员管理自己的任务,合理安排工作任务,也使项目的组织和对团队的管理更加方便;
        (5)在项目执行过程中,借助于先进的项目管理技术,使项目负责人和有关人员能够及时获取设计项目的关键路线、时间、成本、风险、组织等重要信息,避免因信息的缺乏造成的设计返工、质量下降等情况;
        (6)通过对项目过程的网络化实时监控与协调,可以对项目实施过程的进度、资源分配等进行及时和动态调整,从而提高工作效率和人员设备的利用率,并使整个项目协调有序地进行;
        (7)通过项目管理系统的过程记录,可以对项目成员进行科学、量化的绩效考核,同时也使设计责任的追溯更加容易。

                                 

 

· 某制造企业战略管理咨询

        本项目结合当前XX集团制鞋有限公司所处的内外部经营环境,为公司进行战略管理咨询,制定了战略规划,咨询内容包括:
        (1)对公司的外部战略环境进行分析,包括宏观环境分析、政治法律环境分析、经济环境分析、社会文化环境分析、技术环境分析、行业环境分析、竞争对手分析;
        (2)对公司的内部战略环境进行分析,包括公司内部资源能力分析、核心竞争力分析。
        (3)公司战略制定与选择:企业愿景与使命;企业战略目标体系;企业战略制定(SWOT分析)、企业战略选择、战略实施控制。
        通过上述分析,阐明了该公司未来发展的战略构想:以“一体两翼”为基本思路,以“一个中心两个基地”为主线,以“调结构促转型”为抓手,加速产品升级换代,积极发展新兴产业和第二三产业,转变经济增长方式,推进公司和谐持续快速健康发展。立足民品市场,争取军品市场,强攻外贸市场。以劳动鞋、军队制式鞋为基础,以中高档特种职业鞋靴和中高档胶布鞋为突破,实施产品升级和结构调整。围绕这一总体战略构想,提出了实施增长的市场渗透、市场开发、产品开发策略以及公司财务管理、人力资源、市场营销、科技研发、综合管理等职能发展战略。