基于精益生产管理理论的PF煤炭集团A生产线优化探讨
本文是一篇生产管理论文，本文基于精益生产的管理思想，运用Flexsim仿真模拟和系统布置设计理论（SLP法）等方法对A生产线生产管理存在的问题进行了优化研究，有效提升了生产效率和生产现场管理水平。
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
我国是全世界最大的煤炭生产国和消费国，煤炭在我国能源消费总量中长期占据着主要的地位。“十三五”期间，国务院下发了《关于煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》，正式吹响了针对煤炭行业产能过剩问题进行供给侧结构性改革的冲锋号。国家经济增速放缓，煤炭市场需求侧疲软，供给侧产能过剩，企业竞争压力空前绝后，过去设备、技术更新换代和扩大市场规模的老方法已经无法适应市场发展。因此，煤炭企业急需挖掘自身潜能、降本增效，重视生产管理，建立健全企业规章制度，提高企业竞争力，以带领企业走出困境。
近年来，由温室气体排放逐年上升所导致的全球气候变暖问题，严重危害人类的健康和生存。伴随“绿水青山就是金山银山”这一科学理念的深入人心，以及我国要在2030年实现“碳达峰”和2060年实现“碳中和”这一远大目标的提出，生态环境保护成为我国高质量绿色发展的重要课题之一。煤炭行业作为温室气体排放大户，在环保政策的压力下，企业的生产、成本、运输等行为受到严重约束，企业针对环保的投入逐年上升，生产成本逐年增大。在国家政策的刺激和引导之下，新能源开发、风能、电能、太阳能等行业有了快速发展，逐渐蚕食着煤炭行业的市场份额，而煤炭行业的下游企业如电力、化工等，为满足环保要求也对煤炭的产品质量提出了更高的标准。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
精益生产起源于日本的丰田汽车生产公司。在20世纪70年代，一批丰田人结合日本资源匮乏的国情现状，探索建立了一条以准时化、自动化为核心的生产管理模式，即丰田生产方式[1]。与美国为代表的“大批量”生产方式不同，“多品种、小批量”的丰田生产方式帮助丰田公司在国际竞争中取得巨大成功，这一全新的管理模式逐渐获得世界各国专家学者的重视。1990年Daniel T. Jones 和 James P. Womack出版了《改变世界的机器》一书[2]，这本书首次将丰田生产方式定义为精益生产，精益生产方式由此开始得到广泛推行。
Jeffrey K. Liker，James M. Morgan（2006）[3]系统性地概述了丰田生产系统的14项管理原则，以便制造业以外的服务行业学习应用。Jostein Pettersen（2009）[4]研究了精益生产与其他管理理念的不同，提出精益生产的实施需要根据企业性质的不同而做出改变。K.K Nithia等（2015）[5]探讨了精益生产在制造业应用中存在的不足，从人员、材料、设备、技术等方面提出了解决方法。Torbjørn H. Netland（2016）[6]提出了促进精益生产实施的关键成功因素，为管理者实施精益生产改善提供了思路和建议。
在理论研究逐渐深入的基础上，越来越多的国外专家学者开始运用精益生产的方法和工具，实际解决企业生产过程中存在的问题。W. de Kogel等（2016）[7]结合生产系统设计，提出了精益生产系统的设计工具，减少生产周期内的改进次数。Jukka Majava等（2017）[8]针对中小型企业精益生产知识体系不健全的现状，提出了一套精益分析框架，帮助中小型企业寻找生产活动存在的问题，并提出了发展建议。Richard J. Schonberger（2018）[9]以客户为中心将精益管理模式引入医疗行业，通过案例分析证实了实施的可能性，为其他企业提升精益的战略地位提供了借鉴。Matthew Goh等（2019）[10]运用基线仿真模型模拟运行了模块化施工的操作过程，与基于精益原则构建的模型进行比较研究，证实了精益生产的应用可以有效减少周期时间、提高劳动生产率。
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2 相关理论基础
2.1 精益生产的理论和管理工具
2.1.1 精益生产的理论
精益生产理论最早起源于上世纪80年代的丰田生产方式——准时生产制（JIT-Just In Time），是丰田公司基于当时日本国内资源紧张的国情而进行的一次生产方式的大胆创新和实践，后由美国麻省理工学院的学者将这一生产方式总结概括为精益生产（Lean Production）。精益生产理论很快在世界各地进行了一系列的研究和实践，并逐渐从制造业慢慢渗透至各行各业，最终发展成为了一种全新的管理思想，得到了全社会的广泛认可。
精益生产与传统的大批量流水线生产不同，它的核心就是“精益”二字，即只在必要的时间投入必要的产品，用最少的成本要素投入生产出市场所需要的产品。精益生产的本质是消除浪费、持续改进，特色是小批量、多品种生产。
“浪费”会增加企业的成本、时间和效益，因此企业在生产过程中要尽可能的减少甚至消除“浪费”，在精益生产理论中将“浪费”主要区分为以下7个方面：
（1）等待浪费。在生产过程中，加工、搬运、检查都会造成等待浪费，如物料供给不及时、设备发生故障、生产不平衡等，造成生产周期延长、生产成本增加。
（2）搬运浪费。搬运的过程本身并不能够给产品带来附加价值，工序间物料的搬运、物品临时摆放的搬运、堆积产品整理的搬运都能够造成浪费，合理的车间布局、生产线布局、工序流程可以尽量的减少搬运。
（3）不良品浪费。不合格产品的产出会造成返厂、报废等浪费，如果不合格产品流入市场还会面临投诉和召回等造成的更大的损失。生产工序的检查能够避免不良品进入下一工序，发现不良品应立刻中断生产线，寻找问题产生的原因。
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2.2 SLP系统布置设计理论
SLP（System layout planning）理论是Richard Muther[39]在20世纪70年代提出，用于分析设施中功能区物流关系和非物流关系相关度的一种方法，目的是通过定性和定量相结合的方法确定各功能区之间的邻近程度，以此来分析各功能区间的综合性物流关系，最终得到功能区布局图。这一理论最初是为解决诸如超市、写字楼、工厂等简单建筑的平面布局规划而提出的，因为其具有较强的理论性和一定的适用性，所以发展十分快速，现已被工业和制造业领域广泛应用于生产加工中心、辅助服务中心和综合办公中心位置的合理布置，从而规划出合理有效的工厂布局。SLP法的实施主要分为以下几个步骤：
（1）基本要素分析
SLP法的实施主要包含对五个要素的分析，分别是生产产品的类型、产量、工艺流程步骤，以及辅助服务部门如何辅助生产和生产所需的时间。
（2）作业流程分析
分析完五个基本要素之后，重点分析工艺流程步骤，即产品从原材料、半成品到成品需要经过哪些功能区，充分考虑物流流程和辅助部门流程，确定各功能区布局。
（3）物流关系分析
分析各功能区之间的物流运输量，确保生产作业的连续性，减少物流距离，是工厂布局中重点考虑的环节。
（4）非物流关系分析
布局规划除了要考虑功能区间的物流关系，综合办公区等辅助部门与各功能区之间的非物流关系对生产效率的影响也不容忽视，只有综合考虑物流关系与非物流关系，才能使布局规划更加的合理。
（5）综合关系分析
物流关系与非物流关系的综合分析一般采取加权的方式，且物流关系与非物流关系的比值通常在1:3-3:1之间。最后根据分析结果，绘制综合物流关系相关图。
（6）制定布局方案
根据综合物流相关关系，结合考虑实际限制因素，如规划面积大小和成本控制等，确定布局优化方案。
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3 PF煤炭集团A生产线现状及问题分析 ........................ 13
3.1 PF煤炭集团概况 .................................. 13
3.2 A生产线概况 ................................... 13
3.3 A生产线生产管理存在的问题 ........................... 14
4 A生产线优化改善方案和保障措施 ............................. 28
4.1 优化选煤加工线生产平衡率 .......................... 28
4.2 提升A生产线生产效率 ............................... 29
4.3 优化A生产线厂区布局 ......................................... 32
5 优化效果评价 ............................... 50
5.1 评价方法及数据来源 ...................... 50
5.2 建立评价指标体系 ..................................... 50
5.3 确定指标权重 ........................................ 51
5 优化效果评价
5.1 评价方法及数据来源
前文基于精益生产的相关管理理论，针对A生产线在生产管理中存在的问题提出了优化改善措施，本章节对改善后的效果进行评价。效果评价的方法有层次分析法、灰色关联分析法和模糊综合评价法等，考虑到评价结果存在较大的主观性，最终选取基于AHP的模糊综合评价法对优化方案的实施情况进行定量评估，同时对公司未来的发展起到一定的借鉴作用，以及方案实施的监督作用。
为保证数据的可靠性、真实性和准确性，数据获取方式为问卷调查，参与问卷调查的专家组共有10人，包括总经理、副总经理各1人，部长、副部长各2人，车间班组长4人，其中总经理担任组长，副总经理担任副组长。
生产管理论文参考
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6 总结与展望
6.1 总结
在“双碳”战略目标的引领下，我国传统的能源制造型企业迎来了巨大的挑战，如何在激烈的市场竞争环境下降低生产成本、提升产品质量和生产效益，同时更好地满足国家的环保政策要求，最终实现可持续发展，成为了这类企业现如今面临的重要难题。
本文以PF煤炭集团的A生产线为研究对象，基于精益生产的管理思想，运用鱼骨图法从人、机、料、法、环五个方面分析A生产线在生产管理过程中存在的问题，通过Flexsim仿真模拟和SLP等方法进行了优化改善，并制定了一系列的保障措施，确保优化方案的有效性和可行性。最后，运用模糊综合评价法评价分析改善前后的优化效果，改善效果显著，本文主要研究总结如下：
（1）针对A生产线中选煤加工线生产平衡性差的问题，测算各工序的生产节拍时间，优化瓶颈工序，将生产平衡率从71.95%提升至85.31%，提升了选煤生产能力。
（2）针对A生产线生产效率低的问题，运用Flexsim仿真软件对A生产线的生产流程进行模拟运行，通过仿真优化，各生产设备的利用率都达到了80%以上，年生产能力由从77万吨提升至130万吨，生产效率大幅提升。
（3）针对A生产线厂区各功能区布局存在的不合理现象，结合SLP法梳理各功能区间的物流关系、非物流关系和综合关系，对功能区布局进行优化调整，在保证生产连续性和缩短物流距离的同时，改善了员工的生活环境。
（4）通过推行6S管理、加强设备管理和实施标准化作业，改善了生产现场环境，降低了设备故障率，营造了良好的工作氛围。
（5）提出加强员工培训、优化奖惩机制、培育精益文化氛围的保障措施，确保精益生产改善的可持续开展。
参考文献（略）
