美军装备精益维修案例分析

多年来，在美军国防部所属的维修企业内部，一直在尝试着采用成熟的商业管理工具改进装备的维修过程。　　　　1 美军对精益理论的认识过程　　　　精益（lean production）理论来自于美国麻省理工学院对丰田生产方式的考察和总结，基本目标是使企业以较低的投入获得极高的生产率、产品质量和生产柔性。其核心思想是“消灭一切浪费”，并且在这一核心思想的指导下创造出一系列的管理技术与方法。　　　　美军在运用“精益”思想改进装备维修过程时，把“精益思想”的发展和应用分为三个阶段。第一阶段，称为“学术精益”，此阶段大多通过制造领域（丰田公司）案例来解释精益和精益生产的概念，精益生产，只是一个和大批量生产相对应的术语，是制造业历史中一种最具现代意义的生产模式，其研究的主要对象是生产过程。　　　　为了在其他领域推广精益生产的概念和经验，使之成为一种放之四海皆准的行动指南，研究者们对精益生产理论又进行了高度总结和概括，并补充了大量其他行业的案例，提出了“精益思想的基本原则”。基本内容是[2]：从顾客的角度而不是从企业或职能部门的角度来研究什么可以产生价值（价值）；按整个价值增值的行为来确定供应、生产和配送产品中所必须的步骤和活动（价值流）；创造无中断、无绕道、无等待、无回流的价值增值活动（流动）；及时创造仅有顾客拉动的价值（拉动）；不断消除浪费、追求尽善尽美。　　　　美军把这一阶段的精益理论称为“理想的精益”，它反映了人们对推广成功经验到所有部门和行业的愿望。理想精益的价值是激励学术精益工具的不断更新，以适应在非制造领域推广时所面临的一些挑战。理想精益的基本目标——“消除职员行为中没有增加价值的浪费行为”，成为管理的基本原则。　　　　理想精益理论的研究过程中，提出了一系列的新工具和技术的集合，当把这些精益工具通过剪裁应用到一个新的行业或者过程以后，就会形成一个精益项目，或者精益实践。精益实践，简单地说，就是把理想化的精益思想，应用到现实世界的一个可以应用精益化思想的过程管理中。近年来，随着精益思想的普及和精益理论体系的日趋完善，出现了大量关于“精益企业”“精益物流”等带有其他行业背景的精益实践。丰田公司所创造的精益生产，同样也只是这种精益实践的一个普通案例而已。　　　　2 国防部对精益维修的探索　　　　多年来，在美军国防部所属的维修企业内部，一直在尝试着采用成熟的商业管理工具改进装备的维修过程。这些改进有的由企业自发开展，有的以国防部下达任务的方式开展。尽管国防部已经注意到了这种潮流，但一直缺乏宏观的战略导向和长远的资源建设规划。近几年来，国防部对维修企业开展的装备维修过程改进项目调研时发现，精益理论已经成为一个很受欢迎的工具。因此，国防部选中精益工具箱作为维修过程改进效果的中心支持工具，希望借助精益理论全面改进装备的维修过程。　　　　美军认为，在国防部维修行动中采用的精益实质上是一种带有创新性的实践精益。因为装备的维修同企业大规模的生产有很多不同点，同时，国防部对武器装备进行的有组织、有计划的维修行为也不能完全等同于商业的生产过程，一些在精益理论中常用的方法和工具可能需要改进，一些活动的内容需要进行剪裁，创造出适应于“国防部维修组织体系结构的精益实践——精益维修[1]”。　　　　通过对精益维修进行的专题研讨和案例交流，国防部希望解决以下7 个问题：（1）精益思想对国防部的装备维修企业而言，意味着什么？（2）怎样应用精益理论产生更多的效益?（3）需要对哪些资源进行投资和改进；（4）该发布怎样的政策方针进行引导？（5）期望得到哪些好处? （6）如何度量该理论的应用是否成功?（7）如何在该理论应用过程中加强国防部和维修企业之间的有效沟通？　　　　3 美军装备精益维修的典型案例　　　　美军之所以选中精益工具箱作为维修过程改进效果的中心支持工具，因为国防部对所属的装备维修部门和企业进行调研时发现，大多数装备维修部门都开始有意识地应用精益思想来改进装备维修过程。这里对其中几个典型的案例进行分析。　　　　3.1 海军陆战队的精益后勤　　　　3.1.1 目标确定和工具的选择　　　　海军陆战队是美军重要作战力量之一，拥有陆军的绝大多数地面装备。海军陆战队希望借助精益思想，在维修企业和供应商之间，沿着价值流的形成过程，建立一种频繁的、小规模的随机补给机制，或者说建立一种拉式系统，实现精益后勤的目标。[page]　　海军陆战队后勤司令部把精益后勤的度量指标确定为：（1）增加装备的可用度和完好性；（2）实现装备维修的更大的敏捷性，具备快速适应战场情况和改编的能力；（3）减少装备的全寿命周期费用，力争使采办费用减少28%，使用费用减少12%，后勤保障费用减少60%。为了同时满足上述三个目标，需要在其后勤保障体制内建立一个跨越企业范围的装备全寿命周期管理系统。　　　　海军陆战队精益后勤的实施过程中，有很多可用的工具和备选方案。如基于能力的维修、承包商后勤保障、点到点运输服务、6δ技术、供应链理论、约束理论、ISO9000 认证、精益生产、全资产可视化等。经过评审，1998 年Albany 维修中心开始用精益思想和约束理论进行装备维修过程的改进；2003 年1 月，Barstow 维修中心借鉴Albany 的经验，也开始应用精益思想和约束理论改进装备过程。　　　　3.1.2 组织实施过程　　　　在确定目标和选定工具以后，落实组织机构是保证实施精益后勤的首要任务。Barstow维修中心首先与地方咨询公司合作，拟订了一个精益维修的实施计划，成立了由基地司令部牵头的精益团队；然后在维修中心范围内组织了对相关人员精益思想的培训。　　　　在精益工具应用方面，以水压车间为模板，利用6S 技术进行了现场布局整理、清洁和优化，从修理车间地面上移走多余的零件；利用工作流技术停止了车间起先实行的多任务并行流程，规划了单一任务流程；利用关键线路优化技术，计算维修流程中的生产节奏和缓冲时间；对于有规律的库存消耗，实行直接的销售商供应。　　　　经过一年左右的探索和规划后，维修中心以该车间的经验为基础，建立了精益维修的标准操作程序，然后以简报的形式分发给维修中心所有的车间，由这些车间根据自身的情况精益团队提供的指南制定自己的精益计划，并形成定期汇总的制度，各个车间都要定期总结他们如何精益思想在车间内开展的工作。　　　　3.1.3 实施效果　　　　精益思想给海军陆战队的装备维修带来了巨大的变化。根据Essex基地的数据统计，美海军陆战队的主要装备在实施精益维修后都有了大幅缩短。表1[2]是当前部分装备的在修时间变化情况。　　　　Essex 基地还对MK48、LAV—25 两种车型的在修时间进行了长期的跟踪和统计。图1图2 分别显示了从2000 年开始，到2003 年MK48 在修时间分布和人力工时的消耗分布情况，图3、图4 则显示了LAV—25 在修时间分布和人力工时的消耗分布情况。从这些图形中也可以看出，精益维修给海军陆战队带来的效益。　　　　3.2 AN/SLQ-48 型水雷瘫痪系统的精益维修实践　　　　AN/SLQ-48 水雷瘫痪装备（Mine Neutralization Vehicle, MNV）是美国休斯公司制造的复仇者级水雷反制舰中的一种遥控车辆，车上装有高解析度高频主动侦雷声纳，首尾各装一部低光度电视摄影机、扫雷刀及爆破装置，通过一条长1070 米的通信电缆施放入水，可侦测、识别、标定和瘫痪部分水雷，并能够以水力发动机提供动力，将爆破装置放置于水雷附近。该装置采用基于状态的维修和紧急维修相结合的方式进行修理，由Texas 的MNV 修理厂专门负责。　　　　该修理厂首先对所修的AN/SLQ-48MNV 进行了FMEA 分析，总结出导致该装备出现灾难性故障的主要故障模式包括电缆短路或者被海水污染、液压系统被海水污染、车内高压或者低压软管失效、印刷电路板功能失效（只要有一块电路板失效，整个MNV 都不能工作）、命令控制单元或者电力分布单元失效。　　　　在此基础上，修理厂利用精益思想对修理过程进行了如下改进：在车间级的组织层面上，利用工作流技术规划了流线型的工作线路；在装备和部件的库存方面，利用计算机辅助维修系统改进和跟踪备件的入库清单，减少库存；在备件的存放方式上，根据常用备件的可用度，利用零件颜色标志法区分不同MNV 所用的部件，同时按照MNV 的型号分别放置备件，减少不增加任何价值的零件搜寻时间。　　　　于需要更多的修理空间，该工厂利用精益基本原则，优化了车间布局，实现了2 个台位上一次同时修理3 个装备的目标，使空间利用率和生产能力提高了33%，同时减少了工人维修过程中没有增加任何价值的800 米移动距离。利用精益思想优化车间布局前后的效果如图5[3]所示。Texas的MNV修理厂通过开展精益维修后，按照联合舰队维修手册规定的生产指数计算方法，其生产能力增加了25%，如图6 所示；对备件的控制和跟踪能力增加了25%；空间利用率提高了33%，同时提高了对工人的劳动效率。　　[page]　　3.3 空军后勤司令部基地级维修的精益转化过程和案例　　　　鉴于精益理论在空军各个维修基地的广泛应用，空军后勤司令部希望通过对装备维修保障目标的分解和基地级维修未来状态的规划，引导各维修基地向着精益维修的方向转化，同时利用精益工具把装备的生产和生产保障过程集成在一起。　　　　3.3.1 精益环境下的空军维修目标阵列　　　　任何一个兵种建设的最终目标都是为了满足战争的需要，空军的建设同样也要服务这一目标。为了达到这个最终目标，空军希望在保持现有使用保障费用不变的前提下，装备的可用度提高20%，并把它作为自己的二级目标。然后，此目标在更低层次上，分解为空军维修基地的目标和车间以及维修人员的关键维修指标，所有层次的指标上下对应，形成了空军在精益环境下的维修目标阵列，如图7 所示[4]。　　　　该目标阵列左面所列出的指标或者目标，反映了各个层面作为一个系统时，在保障外部客户需要方面的效能，右边的指标集中于在满足系统内部自我管理和自我评估的效能。目标阵列不仅显示了不同层次的行动和目标之间的关系，而且在同一个层次上，还同时列出了系统的外部效能和内部效能。良好的系统运行要平衡两个效率之间的关系，保证任何一个目标的优化绝不能以牺牲另一个目标为代价。通过这个目标阵列，每一个雇员都可以清楚在保证国家战争需要方面自己的贡献和责任。　　　　3.3.2 基地级维修的未来状态和实施方法　　　　基地级维修的未来状态被分为四个方面的特征：人员、过程、结构和技术，四个方面的未来状态如表2 所示。其中，人员的集中点在于人的需求上，包括文化、交流、培训、报酬和荣誉；过程将通过一系列的技术和工具使精益转换变得更加容易和自然；结构描述了维修组织中人员相互之间的关系，权威的位置以及工作怎么做，在哪里做？技术将为方便的持续改进提供支撑作用。空军维修基地所做的每一件事情都将使整个基地向着未来的状态前进。　　　　在对精益维修的实现目标和基地级维修的未来状态进行明确规划的基础上，空军后勤司令部提出了精益维修的实施计划，该实施计划首先建立精益示范车间，利用集成的方式，对下列车间内容进行了标准化：维修过程、策略、培训、度量和技术解决方案。然后通过自适应循环，对上述内容进行螺旋式发展，并逐渐向其他车间、基地推广。　　　　3.3.3 F-15 的精益维修过程　　　　实行精益维修前，F15 的维修一直采用多任务流程，所有待修的飞机都竞争同样的有限资源，如工具、备件、技术人员和保障设备，并且对飞机的维修过程没有一个标准的工作流程描述。　　　　F15 实行精益维修的目标是实现对所有机械技师的同步技术支持；稳定飞机的在修天数，增强对交货日期的预测性；改进维修过程和维修质量；建立对飞机维修过程中各种应急性额外工作的处理方法。　　　　为了实现上述目标，维修基地首先对F15 的现有维修过程进行了价值流分析，如图8[8]所示。根据价值流分析的结果，确定了一年之内需要改进的事件列表以及这些改进事件的完成时间。改进过程中，所使用的工具包括了工作流技术、标准化工作、6S技术，现场教育；全面生产维护（total productive maintenance, TPM）等常见的精益维修工具集。　　　　经过一年的改进，F15 的在修时间从03 年120 天下降到04 年的111 天，下降了8%；一次性交工的准时率从42%提高到83%；提高了98%。下一步，维修基地将按照精益维修的思想，协调各个改进事件之间的关系，对改进效果进行集成，并形成自适应循环的标准化工作过程。　　　　4 美军精益维修的实施特点　　　　通过上面的案例可以看出，美军的装备维修，除了技术先进以外，组织和管理观念上也相当先进，尤其善于借鉴各种先进的管理思想，并结合装备维修实践进行改进。美军开展的精益维修，有很多鲜明的特点。　　　　（1）注意到了装备维修与大规模生产之间的差别。和精益生产比较，军用装备的维修目标、度量方法、组织实施过程，等宏观规划方面都有众多约束条件，如必须在整个国家装备管理体制下运行，计划性和控制性较强。另外，在具体的技术细节上，F15 的部件修理过程价值流分析中，理论上的供应商被定义为故障装备，而把修竣装备作为客户的需求，从而建立了一个由故障装备和修竣需求共同作用的推拉系统，这种价值流的定义方法显然也具有鲜明的维修特色。　　　　（2）注重实效。《精益思想》[5]的作者丹尼尔.T.琼斯曾经说过，提出一种崭新的管理理念并不是最困难的事情，最困难的事情而是在生活中去寻找那些按照这些理念运行的公司，并用他们的实际效果来证明这种理念。用事实和数据说话，是很多先进理念盛行世界的原因。本文收集的案例中，几乎所有推行精益维修的美军单位，都列举了详实的数据，证明了在装备的维修领域推广精益维修的可行性和效果。　　　　（3）充分发挥信息技术的优势。F15 的部件修理过程价值流分析中，几乎每一个管理行为和维修操作行为，都有与维修管理控制中心的信息流联系。另外，为了证明精益维修的效果，案例中所列出的数据都是长达数年的历史数据。无论是信息流对维修过程的控制还是数据的存储，都说明了美军在维修充分运用信息技术的优势。　　　　5 结束语　　　　精益维修的出现不仅代表了精益理论的日趋完善，也反映了人们对精益理论从实践（精益生产）到理论（精益思想）再到实践（精益企业、精益维修、精益物流）的认识过程。美军在装备维修领域开展精益维修的案例，不仅可以给我军的装备维修管理带来观念上更新，在具体的实施过程和方法选择上，也具有一定的借鉴意义。