工廠在制品庫存管理的研究

趙宏鵬，陸 明

(天津一汽豐田生產管理部第三物流課 天津300456)

1 在制品管理概論

1.1 在制品管理的定義

在制品管理是指對在制品進行計劃、協調和控制的工作，它的主要作用是保證各生產環節之間的銜接協調，按生產作業計劃有節奏、均衡、成套地進行生產，同時有效地控制在制品的流轉過程，縮短生產周期，減少在制品占用量，避免在制品積壓和損失。

1.2 在制品庫存分類

在制品庫存按照在生產中的作用分為4類：工藝在制品庫存，指生產線上處于加工或檢驗狀態的在制品庫存；周轉在制品庫存，指生產線中相鄰工程或相鄰車間由于生產節拍不同而設置的中間庫存；運輸在制品庫存，指相鄰兩生產節拍相同的車間之間處于搬運狀態的在制品庫存；保險在制品庫存，指應對前后工程生產異常而設置的用于吸收生產進度差的額外庫存。

在生產物流系統中，在制品庫存由以上全部或部分組成，當前后工程的生產節拍相同時，可能存在工藝在制品庫存、運輸在制品庫存和保險在制品庫存；當前后工程的生產節拍不同時，可能存在工藝在制品庫存、周轉在制品庫存和保險在制品庫存。對于復雜的生產物流系統，可能出現 4類庫存的各種排列組合，如圖1所示。

圖1 在制品庫存分類示意圖Fig.1 Schematic of classification of WIP inventory

1.3 合理在制品庫存的積極作用

在制品庫存中工藝在制品庫存和運輸在制品庫存都是生產工藝和車間布局所要求的必要在制品庫存，一般是在工廠設計時就已經確定而很難發生變化；而周轉在制品庫存和保險在制品庫存則是在生產過程中確定的，更多的是對應前后工程生產進度差和生產異常情況，減少工程間的相互影響，減少因前工程原因欠件和后工程原因滿件的停止，是庫存管理的重點，設置在制品庫存主要有以下作用：①緩沖不確定因素的影響。在企業生產經營實踐中，由于某些主觀或客觀原因(如預測、計劃不準確，生產事故，運輸事故等)，出現作業失誤，往往是難以完全避免的。在這個時候，如果在生產過程中設置一定的在制品庫存，便可以有效降低局部波動對整個生產系統正常運轉產生的影響，從而保證生產過程的穩定性，減小出現生產中斷的概率。②提高企業對生產需求的相應速度，縮短供貨周期，提高客戶滿意度。當出現臨時緊急訂單時，由于加工工程期間在制品與成品的生產周期相對較短，這樣就可以提高企業對市場的響應速度，避免出現延期交貨、客戶流失等問題。

所以說保持適當的在制品庫存，對于調節生產過程、保證企業生產經營活動的穩定、提高客戶滿意度、提高生產管理水平等方面是十分必要的。

1.4 過量在制品庫存的消極影響

適量的在制品庫存是保證生產穩定的前提，但過量的在制品庫存也會對企業帶來諸多不利影響，主要有以下4個方面影響：①生產環節中大量的在制品堆積，不利于生產過程中質量問題的及時發現和處理。當前工程加工過的在制品進入后工程，并被后工程發現有品質問題時，問題工位之后的在制品全部為不良品，因此在制品庫存量決定不良品的數量，很不利于品質管理的實施。②在制品的堆積會妨礙和拖累企業新產品開發和老產品改進步伐。市場競爭的愈發激烈要求企業能夠快速應對市場需求的變化，大量在制品庫存勢必會使產品變更反應時間加長，即便在銷售部門成功預測市場趨勢，設計部門也成功設計新產品的情況下，也可能出現因在制品庫存過大而造成新產品下線延遲而錯失市場。③在制品堆積增加了制造成本，使企業在價格競爭中處于劣勢。一是在制品堆積會占用企業流動資金和工廠面積，直接影響企業的生產現場條件和生產效益；二是由于生產不可逆，當市場出現劇烈變化時，未交貨的完成品和在制品可能因無市場需求而報廢，產生額外的成本浪費；三是大量的在制品庫存需要大量的人員去管理，同時庫存的大幅波動也會對零部件供給有更高的要求，相應地需要更大量的零部件庫存。④大量的在制品庫存會將各工程分割開來，每個工程只關心自身的生產和庫存，對其他工程不關注、不了解，導致出現生產異常時部門間協同作業能力差，同時也容易掩蓋自身存在的問題，各工程問題長期累積而不被重視和解決最終會造成工廠整體生產效率和生產穩定性的降低。

在當今以JIT(準時化生產方式)和“零庫存”為主流管理思想的背景下，保證生產必要的在制品庫存前提下消除過量的在制品庫存已成為大勢所趨，由此提高市場應對能力，降低工廠整體在制品庫存量，降低生產成本，加強工廠整體性和問題解決能力，最終提高企業競爭力。

1.5 在制品管理的基本方法。

在制品管理主要基于 JIT(準時化生產方式)和TOC(約束理論)，這也是豐田現行的主要管理理論，具體的可以從 3個層面進行管理：①車間設計層面，各生產線設計得盡量精簡，減少工藝在制品庫存；車間布局盡量緊湊，減少工程間的運輸在制品庫存，保證保險庫存所需的空間；不僅要實現各生產線設計生產能力的一致性，也要實現生產節拍可以根據實際的設備可動率進行調節，以達到實際生產能力的一致。②生產企劃層面，對一段時間的生產進行企劃時，根據各工程的實際情況設定各工程之間的保險庫存，再加上工藝庫存和保險庫存，制定各車間的基準庫存、最低庫存、最高庫存，作為生產過程中在制品庫存管理的基準。③生產管理層面，依據在制品庫存管理基準，根據現場的實際情況，調控各車間各工程的生產，應對各種異常情況。

2 泰達3工廠在制品庫存基礎管理

2.1 泰達3工廠簡介

泰達 3工廠為天津一汽豐田汽車有限公司的主力生產工廠，生產緊湊型和小型家用轎車，設計產能20萬臺/年，由裝焊車間(用“○W”表示)、涂裝車間(用“○T”表示)、總裝車間(用“○A”表示)組成，車輛串行生產，白夜班雙班生產，在制車輛通過傳送鏈在各車間之間傳送。

泰達 3工廠的生產特點如下：①拉動式生產，泰達 3工廠是“A←T←W”方向進行拉動式生產，各車間獨立運行，按照后工程的需求進行生產，如圖 2所示。

圖2 拉動式生產方式示意圖Fig.2 Schematic of pull production process

2.2 泰達3工廠在制品庫存情況

泰達3工廠在制品庫存分為工藝在制品庫存、運輸在制品庫存和保險在制品庫存，其中運輸在制品庫存和保險在制品庫存因都在各車間、各工程之間的懸鏈上，物理區分較為模糊。根據現行的生產狀況制定了各車間的最低庫存、基準庫存、最高庫存，其中最低庫存為工藝庫存和運輸庫存之和，基準庫存為最低庫存基礎上加上保險庫存，最高庫存為在不影響正常生產的情況下各車間可以容納的最大庫存(在車間沒有特殊限制時可能和基準庫存相同)，詳細庫存情況如圖3所示。

圖3 泰達3工廠在制品庫存設置圖Fig.3 Layout of WIP inventory in TEDA 3 factory

2.3 各車間在制品庫存控制

在制品庫存控制的基礎是車輛位置的實時跟蹤和目視化，通過 G-ALC系統實現，原理為在需控制的工程入口設置掃描點，此時車輛數據進入此工程數據庫內(同時在前工程數據庫刪除)，并按照通過的先后順序進行排列，掃描點及庫存如表1所示。

表1 G-ALC系統掃描點及庫存明細表Tab.1 Scanning points of G-ALC and list of inventory items

對于一些特殊的工序需要對在制品庫存進行特殊控制，以保證生產的正常進行。例如圖 4所示的○T前處理工程的生產，當車輛從頭工位預水洗開始到干燥爐作業完了、進入前處理待避(搬運和保險庫存區)全部工序需要連續完成，若發生中斷則可能出現表面銹蝕、涂膜過厚、烘烤過度等原因的品質不良甚至車輛報廢，這就需要前處理待避在生產結束前有足夠的空間容納此部分車輛(前處理工序滿量 58臺車，前處理待避滿量 24臺車)，以保證前處理工序中車輛順利進入。

圖4 ○T前處理工程生產流程圖Fig.4 Flowchart of ○T pretreatment engineering

中央控制室指示各班值的加班時間和產量時，會綜合考慮各車間庫存，通過不同的加班時間和產量的指示，達到全工廠生產結束時各車間庫存達到基準庫存。

2.4 特殊在制品庫存控制

這里所謂的特殊在制品包括報廢車、手修車和測定車，這部分車輛不屬于生產過程中任何一種在制品，對生產沒有作用卻占用工廠庫存空間，因此需要對它們進行特殊的管理，管理方法如下：①對于報廢車，需要及時地發現、判定和承認并進行報廢處理，同時盡快安排再生產以補充欠缺庫存；②對于手修車，需要及時發現并修理，對于修理困難的車輛，應由生產管理部門持續跟蹤修理進度，需要時可以組織多部門協作修理，以減少車輛在工廠內的滯留時間，對于此部分車輛泰達 3工廠有著完善高效的管理方法，并且在不斷地挑戰更高的管理水平；③對于測定車，需要明確測定用途和測定期間，以便生產管理部門合理調控，使實際在制品庫存處于合理水平。

圖5 空位及空位補充計劃圖例Fig.5 Vacancies and vacancy supplement plan

3 泰達3工廠在制品庫存特別管理

3.1 生產異常時的在制品庫存管理

由于現階段工廠生產任務重、負荷高，當某一車間出現生產異常并預計持續很長時間時，一般不會為保證基準庫存而全工廠生產停止，而是通過○T庫存的增減來特殊對應直至8小時生產結束或T庫存超過最高庫存或全空，并通過生產異常的車間額外加班來消耗或補充○T庫存，這樣可以實現8小時工作時間內產能的最大化，也減少了不必要加班造成的浪費。

3.2 車間空位時的在制品庫存管理

為了應對各車間節假日生產停止時的設備維護、設備修理、設備變更等作業，在節假日前的最后一班生產時會實施相應位置的在制車輛清空(簡稱為空位)作業，空位及空位補充實例如圖5所示。

3.3 車型切替時的在制品庫存管理

車型切替時會改變以往的生產方式，生產均衡化原則被破壞，切替期間每天的車型比例都不同，各車間庫存車型比例一直在發生變化，為了滿足后工程投入車型比例要求，需要對車輛庫存情況進行實時把握和控制。

當○A新舊車型不可混線生產時，需要○W 和○T的全部舊車型向○A投入完了后再投入新車型，此時需要對舊車型的庫存進行實時監控，并和生產現場聯協對應，優先修理舊車型，同時實時把握新車型的生產狀況，在○T向○A投入的前工程對新車型進行攔截保留，保證舊車型投入完了后再投入新車型，保證車型切替的順利完成。

4 結 語

在制品庫存管理是工廠的基礎管理之一，其核心目標就是在生產穩定性和生產靈活性兩者之間找到一個完美的平衡點，高水平的在制品庫存管理就是要既有較好的異常抵御能力，滿足生產的穩定進行，又能將在制品庫存水平維持在較低位置，保證良好的生產靈活性和較低的生產成本。

同時，在制品庫存管理水平又受到庫存管理系統水平和現場管理者能力的制約，只有提高庫存管理系統水平，對所有在制品庫存進行精確定位，才能保證生產管理者的高水平庫存控制：只有現場管理者能力提升至一定高度，能夠對本車間的生產全盤把握，才能理解和執行生產管理者所下達的指令，實現全工廠的高效運營。

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