基于精益六西格玛的部附件MRO企业维修流程改进研究

周青华

1精益六西格玛简介

精益生产和六西格玛理论均起源于20世纪80年代，适用于企业管理流程的持续改善。精益生产致力于减少流程中的浪费和不增值环节，高效识别和解决企业管理中各类问题;六西格玛则拥有强大的数理统计和逻辑分析能力，能够识别导致流程产生缺陷的关键原因并加以改进，以不断提升客户的满意度。21世纪以来，由于精益生产和六西格玛理论在目的上的一致性、方法上的互补性、文化上的趋同性和理念上的包容性，两种理论互相影响、互为补充并逐渐走向融合。精益六西格玛理论在国内外的应用范围既包括汽车工业和重工业等传统制造业，也包括金融、教育、健康医疗和航空运输等非制造产业，甚至其在非制造业的使用频率已经显现出超过制造业的趋势。

一个精益六西格玛的流程改进项目通常分为DMAIC五个阶段。D代表界定，界定阶段的主要工作包括确定项目、项目分解、建立团队、制定计划和项目评估;M代表测量，测量阶段的主要工作包括画出流程图，进行数据的收集，根据数据计算当前流程的长期表现和短期表现，画出技术控制图，明确改进的目标;A代表分析，分析阶段是项目实施过程中最重要的阶段，也是六西格玛工具大放异彩的舞台，分析階段的主要工作是找到影响流程输出结果Y的关键原因（Vital Few X）;I代表改进，改进阶段针对分析阶段得出各个关键原因，制定改进措施并将措施程序化;C代表控制，控制阶段是项目实施的最后一个阶段，也是保持改进成果的关键阶段，控制阶段搜集、监控改进后的数据，并用图形工具进行描绘，如果监控的数据超出限制或有异常波动，则要采取相应的控制措施。

2 AF公司维修流程现状

AF公司作为在中国加入WTO后进军国内的一家外资部附件维修企业，其运作规范，质量管控严密，设备先进，人员稳定。由于其母公司和OEM有良好的合作，还可以直接或间接获得来自OEM的技术资料和航材支持。此外，AF公司可以和母公司共享维修经验和技术信息，维修人员有机会获得母公司系统的培训，因此他们对大部分部件可以做到三级修理也就是元器件级修理，并且对于部件隐性故障和流氓件的处理有着丰富的经验和独到之处。

AF公司存在的问题在于其进入国内维修市场较晚，和国内航空公司的联系不够紧密，并且AF公司在2020年之前的平均部件维修周期（SPT，Shop Processing Time）约为20天，离部附件维修市场上OEM等头部企业实现的10～15天车间平均维修周期存在较大差距。AF公司较长的平均维修周期带来了以下问题：

服务水平低，客户满意度低;

公司维修成本高启，市场竞争力下降;

维修效率较低，公司产值和产能均不理想;

公司资金周转速度慢，盈利能力不足。

3 AF公司维修流程改进研究

3.1 现有维修流程表现和改进目标

AF公司2020年以前的平均部件维修周期约为20天，并且该KPI的表现极不稳定。如图1运行图所示，在选取的133个连续样本数据中，维修周期的变动极大，通过统计软件Minitab求出其均值为19.1，标准方差为25.9;在图中选择最后一段17个较稳定的数据作为短期表现，求得其均值为7.1，标准方差为3.4。通过计算求出流程表现的三个Z值ZLT、ZST和ZShift分别为-0.273、 1.449和1.722，由此可知现有流程的表现较差，位于控制技术图的第二象限，说明控制和技术均不理想。

鉴于部附件平均维修周期较长带来了客户满意度和市场竞争力的下降，AF公司致力于通过精益六西格玛项目的实施来改变这一状况。由于波音和空客供应商产品支援及保证协议（波音 PSAA、空客 SSC）中定义的电子件车间保证维修周期GSPT通常为10天，因此AF公司维修流程改进研究的目标设定为将部附件平均维修周期SPT缩短至10天，达到MRO市场中上水平。

3.2 现有维修流程存在问题分析

AF公司部附件维修流程如图2所示。由流程图可知，部附件维修通常会经历进场登记→计划派单→入场测试→故障隔离和报价→修理放行→包装发运共6个环节。车间维修周期的计算起点为进场登记日期，计算终点为放行日期，整个维修过程中除了前面五个环节本身需要一定的处理时间外，还会因为人力资源不足、测试设备资源不足、备件库存不足和客户不能及时批复报价等原因产生额外的等待。试图找到导致维修周期变长的真正原因，消除流程中不必要的等待和浪费，即为此次改进项目的主要研究方向。

对于维修流程中可能存在的问题，AF公司的项目团队通过访谈和问卷调查的方式从生产部维修人员、采购部采购人员、质量部质量工程师和客服部客服专员等涉及维修流程的相关专业人员中收集到了大量反馈信息，并通过图3鱼骨图的方式表示出来。由图可知，对于可能导致部附件维修周期变长的原因包括维修人员、测试设备、修理用备件、制度程序、工作环境和客户要求等6个方面。通过头脑风暴，项目团队在所有可能的原因中圈定了10个概率较大的原因，在项目后续的分析阶段将对这些可能的原因进行针对性的分析。

3.3 对维修流程产生负面影响的关键原因确认

尽管人机料法环等方方面面的因素均会对维修流程的输出结果产生影响，但是根据约束理论，只有找到流程中真正的瓶颈，才能对流程实施高效的改进并获得明显的效果。通过鱼骨图我们可知，像企业文化和价值观、车间的布置和环境也会对员工的工作效率和积极主动性产生影响，但是其影响程度显然不如其他圈定的因素，不属于维修流程中明显的短板，对于这些非关键的流程输入，通常可以放到日常运营中通过精益的思想和工具去改进。41975B38-6E44-4844-B134-A0D14B4E2DEF

此次AF公司精益六西格玛改进项目的目标Y是维修周期，为连续性数据，六西格玛在分析阶段为连续性数据的分析提供了诸多强大的统计学分析工具，如单样本检验、双样本检验、ANOVA变量分析、GLM一般线性模型和线性回归分析等。GLM一般线性模型的分析可以识别流程目标Y和多个输入变量X之间的关联程度，从而找到关键原因（Vital Few X）。如图4所示，AF公司通过一般线性模型的分析发现，备件等待和测试设备等待的P值小于预设值0.05，说明部附件维修周期和备件等待及测试设备等待存在很强的相关性;而对应报价等待和是否索赔这两个变量的P值大于0.05，说明部附件维修周期和这两个变量的相关性一般。ANOVA一元变量分析用于识别多个样本数据的均值之间是否存在统计差异，如图5所示，AF公司不同维修人员所代表的样本数据之间的P值小于0.05，说明部附件维修流程的输出结果即维修周期和维修人员这一变量也存在很强的相关性。

3.4 维修流程改进措施的实施

根据六西格玛分析工具分析的结果可知，AF公司维修流程中存在的主要问题涉及维修人员、测试设备和修理用备件三个方面。正是因为维修人员专业度和熟练度不够、人员组织结构上的不完善、人员培训和绩效管理上的不足、测试设备安排上的不合理、测试设备的不稳定、修理用备件库存不足以及备件订购周期过长等具体原因造成维修流程产生了不必要的等待和浪费，从而导致车间维修周期SPT大大超过目标值10天。AF公司针对以上给维修流程带来负面影响的关键原因制定了相应的改进措施，并付诸实施。

1）维修人员方面

为每个部件指定产品负责人，产品负责人负责制定和更新维修指引，维修指引列明部件常见故障的修理排故方法，这样年轻维修人员按照维修指引上的标准流程可以快速解决70%以上的常见故障。重建OJT培训体系，改变部附件MRO企业传统的“师傅带徒弟”模式，在“师傅带徒弟”的基础上建立一系列的部件维修相关基础课程，作为年轻维修人员入职培训的公共模块，指导年轻员工按照标准流程来实施常见故障的修理和排故，从而提高维修人员的专业水平和熟练度。

优化生产部门的组织结构，将部门按照产品和专业类别分为多个车间，每个车间设置车间主管或轮值车间经理，车间内部的生产组织由单兵作战转为团队作战，工作效率得以大幅提高，同时每个车间负责的产品范围进行了缩减，维修工作的主要目标向修理深度方面拓展，疑难件修理需要长时间攻关的情况大幅减少。此外，通过减少维修人员承担的辅助性工作和兼项工作，将部分辅助性工作从生产部门独立出来形成专门的岗位，如技术支援、焊接和补漆等，既避免了维修人员因为多任务并行处理和多角色换位可能带来的人为差错，也有助于将技术支援和焊接等辅助性工作的效率和品质实现最优化。

微调维修人员的薪酬结构，加大绩效考核对于薪酬的影响力，并以此来调动和提升维修人员的工作积极性和效率。维修人员考核的指标设置为维修周期、维修质量、工时利用率、单件工时和综合评价等5个维度，每个维度的权重一致。维修周期的考核关注当月完成修理的部件中有多少超出了10天的既定目标;维修质量的考核关注当月收到了多少个客户的索赔合同;工时利用率的考核关注维修人员通过APP记录的工时消耗量相对可用工时量的占比;单件工时的考核关注维修人员在单个部件修理上所消耗的工时是否超出了标准工时;综合评价的考核关注维修人员在5S现场管理、维修记录填写、维修工时记录和安全防护方面的综合表现。以上5个考核选项中维修周期、工时利用率和单件工时都和维修人员的工作效率相关，因此预计将对维修流程的持续改善起到正面激励作用。

2）测试设备方面

两台航空电子自动测试平台是AF公司的核心固定资产，大部分部件的测试和放行均会用到这两台测试设备，由于之前在测试台的使用安排上以维修人员自主安排为主，以车间经理统筹协调为辅，经常会出现测试台空等和部分维修人员用不上测试设备的情况。精益六西格玛项目实施后，测试设备的安排转为预约机制，维修人员在当天工作结束后使用专用的APP预约第二天的使用时间，设备主管在第二天提取系统中的预约记录并根据修理中部件的轻重缓急安排每个时间段的使用者并将这一计划投屏在车间大屏幕上，实现可视化管理。

为了提高核心测试设备的可靠性，避免出现因为设备故障导致很多部件维修无法按时开展的情况，AF公司改变了之前在设备管理中针对性维修的策略，大力推行精益理论中的全面生产维护（TPM，Total Productive Maintenance）。TPM坚持以最高设备综合效率为根本目标，以设备全生命周期为抓手全面开展系统性预防维修，从而让公司全员都能够参与到设备维修行列中，让设备充分做到高效率运行，从而将设备的价值功能发挥到最大。因为在日常的维护保养和预防性维修中，核心测试设备的轻微超差和运行风险得到了及时的监控和处理，所以测试设备的可靠性实现了极大提升。此外，AF公司根据企业的历史维修经验和公司总部的历史维修数据建立维修大数据系统，实现了通过软件自动匹配测试结果和排故数据，并自动给出有效排故建议，从而缩短了部件故障隔离的时间，减少了测试设备的占用率。

3）修理用备件方面

修理用备件之所以成为维修流程中的重要瓶颈之一，主要原因为部件修理中使用的零备件大部分均需要从国外厂家或分销商采购，货期短则2～3周，长则2～3个月。因此如果维修中出现缺料的情况，维修周期超过一个月便成为大概率事件。为了尽量避免出现停工等料的情况，AF公司在启动精益六西格玛项目后主要实施了两方面的改进。首先是在建设新能力启动初始备货时，充分吸收消化了其母公司在这些项目上的维修经验，根据母公司提供的换件数据计算出常换零备件的更换率，再将更换率乘以AF公司预计未来一段时间能够收到的部件数量即可得到初始备货清单;其次，由采购部门牵头优化物料订购、消耗和补充流程，根据换件率、送修数量、消耗速度、采购综合成本、安全库存和订购货期等参数拟定库存补充公式，然后将该逻辑写入采购管理系统，通过采购管理系统来自动跟踪库存变化的情况，在备件库存到达起订线时，软件将自动发出库存预警并通知采购人员及时下单补充备件库存。3.5 维修流程改进措施的效果评估

由于AF公司在维修流程改进措施正式实施前通过失效模式与影响分析（FMEA）已经识别了项目进行中可能遇到的各类风险，并制定了针对性和操作性较强的补救预案，因此整个项目的运行相对平稳，所有的改进措施均全部落地实施，并取得了良好的效果。该项目在2020年初開始启动，经过约6个月的改善，当年车间维修周期均值降到12天左右;2021年，不仅年底的车间维修周期均值达到了10天以内，而且每一个季度的车间维修周期均值控制在10±1天。通过SPC控制图跟踪维修流程改进的效果，发现整个维修流程在运行的过程中尽管有一些随机的波动，但波动均在设定的上下阈值范围之内，流程是可控的、可预测的。

4 结束语

精益六西格玛关注客户满意度，是客户驱动下的持续改进，只要存在一个过程，它便可帮助进行改进。精益六西格玛理论和方法论在AF公司的应用有效解决了部附件维修流程中的短板，极大地提高了公司的市场竞争能力和客户满意度。相信这一案例的成功实施既为AF公司今后持续改进其他流程奠定了坚实基础，也为其他MRO企业应用精益六西格玛这一现代管理理论提供了一个很好的样本。

参考文献

[1] 何桢，胡浩，刘海龙，等. 精益六西格玛理论研究与应用综述[J]. 工业工程，2021，24（5）：1-8，54.

[2] 李春旭. TPM在设备维护管理中的作用和应用分析[J]. 中国设备工程，2021（15）：17-18. DOI：10.3969/ j.issn.1671-0711.2021.15.009.41975B38-6E44-4844-B134-A0D14B4E2DEF