制造单元精益管理成熟度评价模型研究

周渝岚，谭付勇，杨 林，2

“智能制造”为主导的“工业4.0”、精益管理[1]、六西格玛管理[2]、准时制生产等用于改善和提高企业管理水平和产品生产质量的理论方法成为工业进步的基础[3]。随着精益管理理论的发展，成熟度评估模型和评估工具也被开发出来，但大部分成熟度评估模型都只提供常见的评估指导和宏观框架。制造单元是制造企业创造价值最重要的环节，精益管理成熟度水平的高低对企业制造价值的实现非常重要。基于价值工程的视角，选择以制造单元精益管理成熟度评价为客体，从操作层面建立一个动态的、多维的精益管理成熟度评价模型，旨在解决以下问题：①如何评估制造单元的精益管理成熟度；②动态多维精益管理成熟度评价模型如何评价制造单元的精益制造绩效。

1　精益管理成熟度评价研究现状

1987年软件能力成熟度模型被提出用于评估软件企业自身过程和质量能力以来，该模型就得到广泛关注。成熟度模型的精髓是持续改善，这一思想与精益管理的全面质量管理不谋而合，这也使得成熟度评价模型在精益管理中得到广泛应用。Wie⁃slaw Urban基于制造企业的组织文化研究，为了解精益管理在企业中的转换状态，设计了一个精益管理成熟度自我评估工具，大大提高生产改善结果[4]。Selim Erol运用精益成熟度评价模型，用于评估企业进入工业4.0时代的能力水平[5]。Anna Kosieradzka提出了生产率管理成熟度评价模型，用于评估当代先进生产管理理念的综合实践能力水平，提高企业生产力[6]。部分学者对不同行业的精益管理成熟度评价进行了一定探索性研究。高原[7]分析了制造成熟度的发展过程，对制造成熟度等级的划分及详细定义、影响成熟度的风险因素进行了一定的总结。赵有[8]将精益管理与成熟度评价相结合构建了信息通信精益管理成熟度评价模型，搭建信息通信集约精益管理成熟度的评价体系,用于评价分析信息通信集约精益管理成熟度水平。郑艳芳[9]将成熟度评价理论结合精益管理系统实施的特点,对企业实施精益管理成熟度评价模型进行构建和探讨。综上所述，有较多学者对精益管理理论进行实践研究，也有部分学者将制造行业精益管理与成熟度水平相结合对精益管理实践水平进行评价，但宏观战略性的评价研究较多，从操作层面着手的较少。

精益管理成熟度模型是制造企业精益管理理论与项目管理成熟度理论相结合，侧重于操作层面制造单元所需的活动研究，旨在解决企业管理理论实践成果评估，以便企业比较科学、可观、全面地测评精益管理的实践水平。

2　制造单元精益管理成熟度评价模型构建

成熟度[10]是描述能力水平高低的一个标度，制造单元是指一个加工中心，精益管理成熟度评价模型是评估制造单元精益管理能力的工具。制造单元精益管理成熟度是企业在随着精益理论付诸实践过程中逐渐获得的能力，是循序渐进的。

2.1　制造单元精益管理成熟度等级

对于制造单元精益管理成熟度水平，将成熟度按照常见的阶段式划分为5个等级，分别为起始级、简单级、规范级、优化级和持续改进级，构成制造单元精益管理成熟度模型，如图1所示。其中成熟度等级逐级增高，成熟度管理水平越高，则能力越强。

图1　制造单元精益管理成熟度模型

2.2　制造单元精益管理成熟度等级特征

1）起始级：制造单元环境较为混乱，有个别优化行为，但这些行为为偶然性行为，没有建立所有制造单元有计划和实施的行为。所有的制造过程和环境缺乏制造理论支撑，没有基于精益管理的战略规划。可通过对精益理论的理解达到初始级。

2）简单级：已经开始接受和理解精益制造理论，在各个精益维度中，精益理论服务于产品制造和优化。工人接受初级精益理论培训，掌握一定的精益工具和方法的使用能力。人员、设备、工艺等的潜能被重视和测量。通过精益实践达到规范级。

3）规范级：精益实践已经成为组织战略、组织项目与活动的一部分。精益工具、方法和理论的实践经验被整个组织广泛的认识、接受和利用，制造效率、人员绩效、工艺改善能力获得肯定。通过改善改进过程达到优化级。

4）优化级：精益活动在制造单元的所有区域持续不断地进行，精益思考和实践已经成为一种日常工作，持续改善更像是习惯而非特殊任务。对于精益工具、方法的实践理解在所有的组织成员中已经相当成熟，同时被所有的组织成员广泛运用于产能提升和绩效改善。当达到优化级后，企业可以有效地量化考核精益绩效，精益管理过程体系也正式形成，精益管理作为软实力在生产制造过程中发挥的作用显现出来。通过持之以恒的改进达到持续改进级。

5）持续改进级：精益战略已经不仅仅是组织内部战略，它在所有精益活动中的影响可以通过企业绩效被测量。精益活动的计划、实践和控制被用于企业发展和成长。持续改进级是高级阶段，此阶段精益管理的重点在于优化现有的精益管理模式。

当精益管理成熟度等级逐级提高时，其计划和控制将变得更加系统化。企业的精益生产管理系统也将更加健全和规范。

2.3　制造单元精益管理成熟度等级标准量化

将制造单元精益管理成熟度等级标准划分为5个等级，通过5分制进行评定成熟度等级。通过对各个维度的各个层次评价，最终评估出每个维度的成熟度级值。评分值对应的等级标准为：（0,1）混乱级、[1,2）初始级、[2,3）规范级、[3,4）优化级、[4,5）持续改进级。

3　制造单元精益管理成熟度评价

3.1　制造单元精益管理成熟度评价指标

学者Vinodh与Chintha认为精益对于制造行业是以最少的投入，获得最多的产出[11]。同时Lemieux认为精益是指减少资源浪费并且进一步优化组织资源[12]。精益是指在合适的时间使用最优的方法生产出最好的产品或者提供最好的服务，最终获得最理想的结果。

精益管理各维度协调发展对于精益管理成熟度的提升十分重要，因此有必要对每个维度的成熟度值进行评估。赵有[8]从信息通信行业分析对业务流程、资源管理、文化体系和保障体系4方面精益管理成熟度进行了定义和评价，但并不完整诠释精益原则。精益理论应用于制造行业，生产制造最重要的是资源的运用。生产制造资源是指人、物料、设备、能源、工艺和环境，资源相互协调作用的过程称为产品制造过程。根据精益管理原则划分出7个精益维度以及每个维度的精益指标，见表1。

3.2　制造单元精益管理成熟度评价方法

收集和测量精益七大维度指标量化值数据和精益管理成熟度，遵循精益生产实施定义的路径和正确运用精益工具和技术进行测量[13]。按照以下步骤进行。

表1　制造单元精益管理成熟度评价指标

第一步：定义精益层级指标涵义。

根据7个维度和5层级特征，定义7个维度、5个层次的精益管理成熟度指标涵义。指标涵义用于指导问题，检查清单的编制。

第二步：制定测量精益指标的检查清单。

在测量的第二步中，利用第一步所得的精益指标涵义，制作审查表作为数据收集工具。每个清单包括解决每个精益指标要求的问题，如：生产工艺维中的标准作业程序指标问题，标准是否被及时更新，为了量化审核结果，对每一个待评估问题，使用4-grades评分系统，分别为0分、1分、3分与5分。0分表示没有任何相关作业标准被更新；1分表示部分相关作业标准被更新；3分表示所有的相关作业标准都被更新，但是存在部分作业标准更新的不正确；5分表示作业标准以正确的方式全部更新。类似问题检查清单见表2。

表2　测量精益指标的检查清单样本问题表

第三步：精益指标量化数据收集。

将定性指标定量化计算，达到可测量的目的。将第二步所得审计结果收集成表，再根据公式（1），计算各精益维的各层级指标打分值。

式中：成熟度级别i=1,2,3,4,5;精益维j=1,2,···,7;Lijm表示i级别的j维度的第m个指标；a1、a2、a3表示检查清单问题分别为1分、3分、5分的数量。

第四步：精益指标层级成熟度评价。

根据第三步的数据结果，结合公式（2）计算出精益维的不同层级的成熟度评价值。通过比例缩减，将成熟度值缩减到0～1，便于计算精益维度成熟度。

Lij表示第i层级的j精益维的成熟度值。

第五步：精益维成熟度评价。

计算精益维的整体精益管理成熟度值，必须满足每一级别达到合格级别，也就是层级精益维所有指标成熟度值必须达到1，才能提高成熟度能力级别。因此采用最小评价值法进行评估精益维成熟度指标，根据公式（3）计算精益维整体成熟度值。

LAj值指精益维j的成熟度，其范围为0～5。

第六步：制造单元精益管理成熟度雷达图分析。

根据第五步计算出每个精益维度的整体精益成熟度值，通过雷达图进行图表分析，提出改进路径。

4　案例分析

X企业是某石油机械设备制造型企业。X企业引进了精益管理理论在公司实践，企业需要对操作层面进行改善、提高、突破瓶颈，进行制造单元精益成熟度评价。

4.1　单维度评价

根据以上评价方法，分别对各个维度的不同指标和层次进行测评。首先通过对指标的涵义进行分析，通过第二步的5分制评估得到各维度指标不同层次的评分值，再根据公式（1）和公式（2）计算得到精益指标层级成熟度评估值，最后根据公式（3）可得到最终的各维度成熟度值。各维度的成熟度综合评估值见表3。

4.2　结果分析

通过对制造单元的分析，计算可得制造单元精益管理成熟度值如图2所示。在成熟度评价结果中，对制造单元在精益成熟度各层级中精益管理理论的充分理解、实践、改善以及持之以恒地改进过程的诠释。

表3　制造单元精益管理维成熟度评估值

图2　制造单元精益成熟度

从结果可以分析出，制造单元各精益维度的成熟度存在不同差异。部分维度未达到2级成熟度，如生产工艺维、JIT以及6S维的整体维度成熟度分别为1.95、1.82与1.83，仅实现了初始级成熟度，需首先改进维度。通过回顾审计检查结果，可以发现那些未被完成的或是不合格的问题，寻找出改进路径。

5　结论

突破传统认识与以往研究的不足，构建制造单元精益管理成熟度评价模型，侧重于操作层面制造单元所需的活动研究，完善制造行业精益管理成熟度评价理论研究，促进企业实践改善。该模型具有可操作性、透明性以及动态性等特点，评价过程科学严谨，同时可追溯整个评价过程。

由于每个企业制造单元环境各有不同或存在特殊情况，因此建议每个企业根据其特殊情况制定模型中的检查清单。评估清单、精益指标和主要控制项目，并根据公司的要求、战略和组织提供一个整体的企业精益转型计划。精益评估清单是根据精益项目发展过程而构建的，形成一个动态的评估系统。同时，相关的精益评估清单可通过使用之前精益评价结果的反馈信息，分析精益单元制造改善对比结果来进行持续改善。本模型可通过长期的实证分析和制造单元精益实际相结合，根据动态评估系统不断提高评价模型的精度。

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