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面向绿色制造的精益生产

发表时间：2021/4/26 来源：《基层建设》2020年第33期作者：曹如

[导读] 摘要：面对全球资源紧张、环境日益恶化和经济一体化趋势，企业要保持可持续发展，必须在获取经济效益的同时，将环境污染和资源浪费降至最低。

        身份证号码：37082619850414xxxx；徐州徐工施维英机械有限公司江苏徐州 221000
        摘要：面对全球资源紧张、环境日益恶化和经济一体化趋势，企业要保持可持续发展，必须在获取经济效益的同时，将环境污染和资源浪费降至最低。精益生产和绿色制造是并列的两种先进的生产制造模式，通过对二者的分析比较，发现其在思想上的共同之处，主张把精益思想贯穿于绿色制造当中，并以绿色精益供应链的构建分析了二者融合后的应用。
        关键词：可持续发展；绿色制造；精益生产；绿色精益供应链
        引言
        随着社会经济的发展，企业对资源的需求越来越大，对环境的污染也越来越大。当前，全球资源短缺和生态环境恶化已严重阻碍了企业乃至整个社会经济的发展，并直接威胁到了人类的生存。为此，世界各国都提出建立资源节约型和环境友好型社会，可持续发展已成为全球关注的焦点话题。实施可持续发展战略的关键，在于超越现代技术寻求一种新的能够帮助人类实现可持续发展的技术范式转换，由现代技术过渡到绿色技术。所谓绿色技术，就是指能减少污染、降低消耗、治理污染和改善生态的技术体系[1]。企业必须寻求一种可持续发展模式，这就要求企业更新观念，从单纯面向利润或成本的制造模式，转变为面向环境和资源的生产。
        伴随着全球产业结构调整和经济一体化的发展，经济市场从卖方市场转为买方市场，生产方式也从单一品种大量生产转变为多品种小批量生产。精益生产方式正是在这种转变中诞生了，并正在被越来越多的企业所重视和应用。另外，针对日益加剧的全球资源短缺和生态环境恶化形势，一种以实现资源优化利用与环境保护治理一体化的新型制造模式——绿色制造出现了，其宗旨就是实现生态与经济的和谐，促进社会的可持续发展。
        目前，有关精益生产和绿色制造方面的研究很多，但大多都是将这两个方面看成两个相互独立的部分来进行研究，很少将二者联系起来进行应用。事实上，将绿色制造思想贯穿于精益生产过程中，在生产管理工程中考虑到资源与环境问题，将更有利于提高企业竞争力，维护企业的可持续发展。
        1 精益生产和绿色制造的概念及内涵
        精益生产（Lean Production）起源于日本丰田汽车公司，它是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能适应用户需求而不断快速变化。并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产各方面的最好效果[2]。
        精益生产是工业工程的重要组成部分，其实质是一种生产管理技术，其基本理念是[3]：不断改进、消除浪费、协力工作、柔性生产。精益生产以简化为手段去除一切不增值的工作，实行需求拉动的准时制生产方式；精益生产强调人的作用，把工作职责最大限度的下移至工人，任务由小组内的工人协作承担，并加大工人的生产自主权；精益生产强调对现有设备的改造和按需选用现代化的先进设备，并据此原则来提高设备的效率和柔性；精益生产把“尽善尽美”作为追求目标，持续不断地改进生产、消除废品、降低库存、降低成本和使产品多样化，以实现客户价值最大化。精益生产的基本思想也可用一句话来概括，即[4]：Just In Time（JIT），中文即为“只在需要的时候，按需要的量，生产所需的产品”，也即将精益生产认为是一种减少浪费的哲学。
        绿色制造GM[5]（Green Manufacturing）又被称为环境意识制造ECM（Environmentally Conscious Manufacturing）和面向环境的制造MFE（Manufacturing For Environment）等，是一个综合考虑环境影响和资源消耗的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的负面影响最小、资源利用率最高，并使企业经济效益和社会效益最高，其内涵就是产品生命周期的全过程均具有绿色性。
        绿色制造主要涉及三部分领域的问题[2]：一是制造问题，包括产品生命周期全过程；二是环境保护问题；三是资源优化利用问题。
        首先，绿色制造是“从摇篮到坟墓”的制造方式，它强调在产品的整个生命周期的每一个阶段并行、全面地考虑资源因素和环境因素，体现了现代制造科学的“大制造、大过程、学科交叉”的特点。
        其次，绿色制造强调生产制造过程的“绿色性”，这意味着它不仅要求对环境的负影响最小，而且要求达到保护环境的目的。
        第三，绿色制造对输入制造系统的一切资源的利用达到最大化。粗放式的能源消耗导致的资源枯竭是人类可持续发展面临的最大难题，如何最有效地利用有限的资源获得最大的效益，使子孙后代有资源可用是人类生产活动亟待解决的重大问题。
        2 精益生产及绿色制造的实施
        基于精益生产和绿色制造的基本理念以及自身特点，越来越多的企业开始注重绿色制造，实施精益生产。
        精益生产的基本思想简单，容易理解。由于精益生产旨在减少浪费，因此实施精益生产，首先要认识到工厂中的浪费现象。工厂中常见的有八大浪费[4]：（1）不良、修理的浪费，（2）加工的浪费，（3）动作的浪费，（4）搬运的浪费，（5）库存的浪费，（6）制造过多（早）的浪费，（7）等待的浪费，（8）管理的浪费。
        尽管一个企业全面地实现精益生产需要较长时间，但如果能把握前人总结出的一些推行要点，就能使实施的效率更高。日本丰田公司经过近半个多世纪的不懈努力，已经得出了几条较为有效的推行要点[6]：
        （1）、推行5S管理
        （2）、找好切入点
        （3）、样板区先行
        （4）、成立强有力的推行小组
        （5）、评价部门经理的绩效
        （6）、精益生产导入指引
        （7）、心动不如行动
        然而，光靠这几点是做不好精益生产的，成功实施精益转化，必须根据各企业的业务内容和生产技术来制定出合适的解决方案，精益生产不是一套可以从其它企业照抄过来的一成不变的程序。实施精益生产主要还要改进以下几个方面[6]：
        （1）、生产设备的布置
        传统的设备布置方法是采用机群式布置，把同一类型的设备布置在一起。而精益生产方式的设备不是按设备类型来布置，而是根据零件的加工顺序来布置，形成互相衔接的生产线。这样可缩短运输路线，消除零件不必要的移动，节约生产时间。
        （2）、小批量生产
        生产过程只有做到小批量才能加快产品在企业内的周转，减少产品的库存，缩短产品生产周期，实现多品种混流均衡生产，从而提高企业对市场变化的反应能力，顺应时代的要求。
        （3）、缩短作业更换时间
        实行小批量生产，作业更换就会很频繁，要保证生产的连续性，必须缩短作业更换时间。作业更换时间包括不停机可以进行的作业更换时间；停机才可以进行的作业更换时间；更换后为了保证质量进行的检查、调整时间。因此在开机前认真仔细地做好一切准备工作，把需要使用的工具和材料按照使用顺序预先准备妥当；要根据需要自行开发小型简易设备使用更换作业简单化；同时制定标准作业更换表，按照标准的更换方法反复训练作业人员，操作熟练，加快作业速度和准确性。
        （4）、全面质量管理
        通过消除质量问题的生产环节来消除一切次品所带来的浪费。
        绿色制造就是在制造的全生命周期考虑环境因素，实现绿色制造，主要要从绿色设计、绿色材料、绿色包装以及绿色工艺规划技术以及绿色制造系统等几个方面入手，目前以绿色设计为主要方式。
        绿色设计[8]，是系统地考虑环境影响并集成到产品最初设计过程中的技术和方法，其基本思想是：污染预防应从产品的设计开始，把改善环境影响的努力灌注于产品的设计之中，从而帮助确定设计的决策方向。从绿色设计的宗旨及基本思想不难看出，其本质特征可归纳为“3R”，即Reduce（减量）、Reuse（重复利用）、Recycle（循环）。
        减量（Reduce）主要指减少废弃物的数量，即通过减少过分包装、对企业排放垃圾数量进行限制，以及垃圾收费等将垃圾的产生量削减至最低程度。同时，还包含两层意思：一是省料，二是节能。
        重复利用（Reuse）旨在减少浪费，对同一物体进行多次使用。重复利用就是在进行产品设计时，要充分考虑产品整体或部分以及材料的再利用性，将产品价值发挥到极致。重复利用中最常见的是产品零部件的回收利用，当零部件不能满足产品使用要求时，材料还可回收再利用。
        循环（Recycle）就是指充分利用各种有用成分，合理开发二次资源，实现废弃物的充分回收利用。通过对垃圾进行分类，将有用物资进行分类回收，从而减少垃圾产生量，促进废旧物资的循环利用，降低垃圾处理费用，简化垃圾处理工艺组合和配套机械设备的配备，减轻垃圾处理难度，进而达到节约资源保护环境的目标。
        3 精益生产与绿色制造的对比与融合
        尽管很多企业都开始实施精益生产和绿色制造，并取得不错的效果，但更多的是将二者看成两个相互独立的部分，使其实施的效率大大降低。事实上，通过对精益生产的主要特征的分析，我们发现其在理念上与绿色制造是一致的，从而可以精益思想融入到绿色制造系统中去（见表1）[2]。
        精益生产以“精益”为手段，在产品设计、制造、销售等各个环节剔除一切多余和无用的东西，在生产过程中实行准时制（JIT）和全面质量管理。绿色制
        表1 精益生产和绿色制造的比较

        造则要求在保证产品使用功能的基础上，在设计、生产、包装、销售、使用和回收全过程消除一切对环境产生富影响的因素，并要求企业按照ISO14000标准建立完善的环境管理制度。
        精益生产以“顾客需求驱动”为产品开发原点，采用并行工程缩短产品开发时间，使企业能快速响应市场需求。绿色制造也必然以顾客需求为出发点。绿色制造在产品设计阶段从产品生命周期的角度对产品结构、材料选择、产品环境性能和产品资源性等方面进行并行设计，使研发流程并行进行，将现代设计方法与环境意识及可持续发展思想集成。
        精益生产以系统学的观点为指导，追求系统功能大于局部功能之和。绿色制造则强调，产品“从摇篮到坟墓”的整个生命周期内环境成本最低，这也是一种追求全局效益最高的系统思想。
        4 绿色制造与精益生产的融合应用
        目前，已经有不少企业开始将绿色制造与精益生产进行融合应用，其中应用较多的便是绿色精益供应链[3]的构建。
        面向环境的绿色精益供应链，除具备精益供应链的一切特征外，还具备以下特点[3]：（1）“绿色”物流。绿色精益供应链的物流不仅涉及原材料、中间产品和最终产品，也包括从产品设计、制作、分销到实用的各个环节中产生的废品、废料、损坏件及报废品；绿色供应链的物流也没有终止点，如：处理后能继续使用的产品可重新销售，拆卸后能重新使用的零部件可回到制造厂，能重新回炉的报废零部件可作为原材料使用，等等。（2）“绿色”信息流。和一般供应链一样，绿色精益供应链上有着大量流动的共享信息，其中也包含各企业的产品绿色设计标准及实现状况等“绿色”信息。这些大量流动的“绿色”信息，使得各企业在绿色制造方面能够综合上下游情况和自身特点进行分析，从而更好的实现供应链整体的绿色化。（3）回收企业的融入。经济的全球化和废弃产品数量的不断增加，使得产品的回收与再利用问题变得日益严重。企业如果自己回收处理，势必会分散精力，不利于企业核心竞争力的提高；如果有专门的回收企业介入，就可以更好地降低成本、节约资源、保护环境。图1为面向环境的绿色精益供应链的结构模型[3]。

        图1 面向环境的精益供应链的结构模型
        在绿色精益供应链中，回收商即可作为供应链中从供应商到最终消费者各节点的客户，又可能成为上游分销商、制造商乃至供应商的供应商，物流成了多个回路的“绿色”物流。另外，供应链各成员之间存在着大量相互流动的信息流，这些信息流中也包含着大量的“精益”信息和“绿色”信息。这样精益供应链就能真正实现资源的有效利用和环境的有效保护，也真正实现了精益供应链的绿色设计。
        结束语
        面对全球性的资源紧张、环境恶化和日益激烈的市场竞争，企业要继续生存下去，必须寻求一种可持续发展模式，在有效控制生产成本的同时，能将其资源浪费和环境污染降至最低。本文尝试将“绿色制造”和“精益生产”这两种先进理念相互融合，从而能更好的实现经济效益和社会效益，提高企业竞争力。
        参考文献：
        [1] 全国工程硕士政治理论课教材编写组．自然辩证法——在工程中的理论与应用．北京：清华大学出版社，2008.1
        [2] 李菁，周治，魏大鹏．基于标准管理体系的精益化的绿色制造研究[J]．科技与经济，2006，Vol.19，No.1：56～58
        [3] 李功，周传华．面向环境的精益供应链管理[J]．环境技术，2006，No.3：37～42