基础工业工程（易树平、郭伏）——第一章 生产与生产率管理
第一章 生产与生产率管理
第一节 企业生产运作
一、企业生产运作概述
制造过程是生产过程的一种，它是将原材料、劳动力、能源等生产要素进行加工、组装、装配等工序，最终制造出可供使用或销售的产品的过程。制造业是国民经济的重要组成部分，它涉及到许多行业和领域，如机械、电子、轻工、化工、食品、军工、航空航天等，对于提高国家的综合国力、促进经济发展和改善人民生活水平都起着重要的作用。
下面以几种典型的制造企业为例，了解其组成、生产运作的主要内容及主要的管理模式：
（一）离散型制造企业
离散型制造是指以单个零部件为基础，通过组装、装配等工艺加工生产最终的成品。
离散型制造企业按其生产组织类型可分为车间任务型和流水线型，车间任务型生产组织以生产任务为中心，生产过程中需要对设备进行频繁的调整和转换，适用于生产小批量的高品质产品；流水线型生产组织则以生产线为中心，生产过程中设备设置和排布相对稳定，适用于批量化、标准化的产品生产。
离散型制造企业广泛分布于机械加工、汽车制造、家具、五金、医疗设备、玩具等多个行业。离散型制造企业的生产过程需要精细的生产计划、质量控制和供应链管理，以确保产品质量和生产效率，并提升企业的市场竞争力。
1.车间任务型生产
车间任务型生产是一种适用于单件、小批量生产方式的机械制造企业的生产组织方式。在该方式下，生产同时在几个车间交叉进行，生产的零部件最终传送到装配车间进行装配，装配好的成品由质量部门检测后出厂交付市场。
企业主要按用户订单组织生产，销售人员和用户签订合同和技术协议以后，生产管理部门根据合同制定生产计划，并给各车间下发生产任务，同时还要组织原料采购，负责生产过程中加工物料的调度。
技术部门根据技术协议设计产品图样，提交提前购买的物料清单，并负责解决整个生产过程中的技术问题。各个车间按照生产计划领料，组织生产需要的各种零、部件，按计划完成并交到下一道工序的车间或装配车间，以保证生产的正常运行和成品的按时完成。
车间任务型生产的特点是每项生产任务仅使用整个企业的一小部分能力和资源，生产设备按照机群方式布置，每一种产品、每一个零件的工艺过程都可能不同，而且，可以进行同一种加工工艺的机床有多台。这种生产方式要求各个车间、各个部门之间要协调一致，制定周全、缜密的生产计划和采购计划。在实际生产过程中，往往有很多不确定因素，如产品的重修返工，材料、半成品的报废等，使管理人员很难及时掌控现场状况。众多的零部件、半成品还需要有专门的仓库储藏保管。
2.流水线型生产
流水线型生产是一种生产组织方式，加工对象按照设计好的工艺顺序经过各个工作地，完成每一道工序的加工内容，并按照统一的生产节拍进行生产，这是一个连续的、不断重复的生产过程。
流水线型生产的基本特征包括：
- 工作地的专业化程度高，按产品或加工对象组织生产。
- 生产按节拍进行，各工序同期进行作业。
- 各道工序的单件作业时间与相应工序的工作地（或设备）数比值相等，即各道工序的生产能力相等。
因为在流水线型生产中，加工对象在工序间单向流动，各工序作业有先后顺序约束，生产过程连续而均衡地进行。这意味着每个工序的生产能力必须与其他工序的生产能力相等，以确保整个生产线的平衡和稳定，避免工序之间的瓶颈和积压。如果某个工序的生产能力过低，则会导致整个生产线的生产效率降低，缩短生产线的吞吐量，增加生产成本，影响产品质量和生产效率。因此，为了保持生产线的平衡和效率，各道工序的生产能力必须相等，这是流水线型生产的基本要求之一。
以下以汽车制造流水线为例：
假设汽车制造流水线上有三个工作地，分别为焊接工作地、喷漆工作地和装配工作地，每个工作地都有两个设备和两个工人，用于完成特定工序的任务。如果焊接工作地的单件作业时间为10分钟，喷漆工作地的单件作业时间为8分钟，装配工作地的单件作业时间为12分钟，那么各个工序的生产能力如下：
焊接工作地的生产能力：2个设备 x 2个工人 / 10分钟 = 0.4件/分钟 喷漆工作地的生产能力：2个设备 x 2个工人 / 8分钟 =
0.5件/分钟 装配工作地的生产能力：2个设备 x 2个工人 / 12分钟 = 0.33件/分钟可以看出，各个工序的生产能力不相等，这会导致工序之间的瓶颈和积压，影响生产效率和产品质量。为了使各个工序的生产能力相等，可以通过调整设备数量、工人数量和工作地布局等方式来平衡生产线，以提高生产效率和产品质量。
- 工艺过程是封闭的，加工对象全部在线上连续加工，不接受线外加工，且工作地（设备）按工艺顺序成线状连续排列，加工对象在工序间单向流动，各工序作业有先后顺序约束，生产过程连续而均衡地进行。
3.车间任务型生产和流水线型生产的区别
车间任务型生产和流水线型生产是两种不同的生产方式，主要区别在于生产过程的组织方式和生产效率的优劣。
组织方式
车间任务型生产是一种基于任务分配和协作的生产方式，生产过程中，工人根据任务需求和生产计划，分别完成各自的工作任务，工作任务之间常常存在交叉和重叠。车间任务型生产通常适用于生产小批量、多品种、高定制化的产品。流水线型生产是一种基于工艺流程和标准化的生产方式，生产过程中，加工对象沿着生产线单向流动，在各个工作地之间完成特定的加工任务，每个工作地都有相应的设备和工人，用于完成特定的加工任务。流水线型生产通常适用于生产大批量、单品种、低定制化的产品。
生产效率
车间任务型生产相对于流水线型生产，具有更高的灵活性和适应性，能够快速响应市场需求和顾客定制化要求，但生产效率相对较低，因为生产过程中存在任务之间的重叠和交叉，加工对象的流转和转换需要一定的等待和调整时间，容易出现生产瓶颈。流水线型生产相对于车间任务型生产，具有更高的生产效率和生产稳定性，能够实现生产过程的高度自动化和标准化，降低生产成本和生产周期，但较难适应市场需求的变化和顾客的定制化要求，因为生产过程中各工作地和设备的数量和配置都是按照固定的工艺流程和标准化的生产要求来确定的。
因此，车间任务型生产和流水线型生产各有优缺点，在实际生产中需要根据产品类型、市场需求和企业自身情况等因素来选择合适的生产方式，以实现生产效率和产品质量的最优化。
（二）流程型制造企业
流程型制造（Flow Manufacturing)包括重复生产(Repetitive Manufacturing)和连续生产( Continuous Manufacturing)两种类型。重复生产又叫大批量生产，与连续生产有很多相同之处，区别仅在于生产的产品是否可分离。
-
重复生产的产品通常可一个个分开，它是离散制造方式高度标准化后，为批量生产而形成的一种生产方式;
-
连续生产的产品则是连续不断地经过加工设备进行加工，且一批产品通常不可分开。
流程型制造是指通过对于一些原材料的加工，使其形状或化学属性发生变化，最终形成新形状或新材料的生产方式，诸如石油、化工、钢铁企业就是典型的流程型制造企业。不难看出，许多流程型制造企业都是重要的能源和原材料工业，产品品种稳定，生产量大。它们的产品常常不是以新取胜，而是以质优价廉取胜。
因此，企业生产过程的自动化程度比较高，其目标是如何有效地监测和控制生产过程，使生产过程处于最佳状态，节省原材料，降低能耗与其他消耗，提高产品的收得率与优质品率，提高设备的寿命等。
钢铁制造企业（连续生产企业）的生产特征一般为投入较单一的原料与多种辅料，中间产品如铁液、钢液、连铸坯的种类较少，而经过轧制和其他后继加工工艺后转换成不同规格的成品。某钢铁企业生产总体流程如图1-3所示。该企业的生产车间如图1-4所示。
（与重复生产不同的是，连续生产的产品是不可分离的，而且生产过程是连续的，没有明显的生产批次。）
（三）重入离散型制造企业
重人离散型制造（Re-entrant Manufacturing)是指产品或零件在制造过程中被某些机器(至少1台）重复加工2次以上的制造过程。随着重复进入的机器数量和重复进入机器的次数增加，生产系统的管理和控制也越来越复杂。
从系统的组成和运作方式看，半导体制造业等高科技制造系统的规模往往十分庞大，技术含量高，生产工艺复杂，具有典型的重入离散型制造的特点，并且重复进入的机器数量和重复进入机器的次数多，故可以将这类制造系统称为大规模重入离散型制造系统( Large-scaleRe-entrant Manufacturing System, LRMS)。
（四）服务型企业
服务型企业不管是从事制造业还是从事服务业，都必须以为人们提供服务，为社会服务为中心来组织生产。生产的产品只有让顾客满意，得到顾客的承认，才能实现产品的价值，企业才能生存。
服务型企业运作类型的划分一般有以下两种方法:
1．按顾客的需求特性分：
1）通用型服务
通用型服务企业提供的服务对象比较广泛，包括个人、家庭、企业等各类客户，如酒店、餐饮、零售等服务型企业。这些服务型企业通常提供一系列标准化的服务，以满足不同客户的基本需求。通用型服务企业通常面向大众，其产品和服务的特点是普遍性、标准化和规模化。
2）专用型服务
专用型服务企业则专门为某一类客户提供服务，如医院、学校、金融机构等服务型企业，其服务对象比较明确和具体。这些服务型企业通常提供个性化的服务，以满足特定客户的需求。专用型服务企业通常面向特定的市场细分，其产品和服务的特点是个性化、定制化和专业化。
2．按系统的运作特点分：
1）技术密集型服务
技术密集型服务企业的服务过程需要依赖高科技技术，如信息技术、生物技术、工程技术等，服务的核心是技术和知识。此类服务型企业通常需要具备高水平的技术人才和专业知识，以满足客户的需求，如软件开发、咨询服务等。
1）人员密集型服务
人员密集型服务企业则依赖于大量的人力资源，服务的核心是人员的服务能力和经验。此类服务型企业通常需要具备高效的人力资源管理和培训能力，以保证服务质量和客户满意度，如餐饮、酒店、医疗、教育等服务型企业。
二、企业生产运作与管理存在的问题
企业在运作流程或作业方法上普遍存在的问题之一就是缺乏一套标准、规范、优化的作业流程，这会导致企业整体流程的运作时间延长，效率降低。
在缺乏标准、规范、优化的作业流程下，企业的生产过程可能出现重复劳动、低效率、浪费、质量不稳定等问题。这不仅会降低企业的生产效率，还会影响产品质量，增加企业成本，降低企业的竞争力。
因此，企业需要建立标准、规范、优化的作业流程，通过对生产流程的优化和改进，提高生产效率，降低成本，提高产品质量，提高企业的竞争力。同时，企业还需要不断地进行流程优化和改进，以适应市场和客户需求的变化，保持企业的竞争力和活力。
第二节 生产率与生产率管理
一、生产率与生产率工程
前面已介绍，生产具有将生产要素转换成有形财富（产品）的功能。据此，可以把生产简化为生产要素经过投入、转换（生产过程)，而得到产出物的过程，如图1-6所示。
生产率(Productivity)是产出与投入比，用来描述上述转换功能的效率。即
衡量生产率的主要目的是为了通过使用较少的投入生产相同的产出或者通过使用相同的投入生产较多的产出来改善经营。
生产率的改进需要一种标杆（ Benchmark)或者标准( Criteria)来衡量，并以此标准来决定为达到某一目标所需的改进程度。经常使用的标准包括本企业过去的生产率指标、已制定的行业标准，或者由企业高层确定的一种标杆（以此作为企业要达到的目标）。
二、生产率管理与测定
生产率管理是对一个生产系统的生产率进行规划、测定、评价、控制和提高的系统管理过程。其目标是不断提高生产率，从而提高企业的经济效益和竞争力。
生产率管理是企业管理的一个重要组成部分，涉及到生产计划、生产流程、人员、设备、材料等方面的管理。
生产率管理的具体内容包括生产率测定和生产率评价。通过对生产率的测定和评价，企业可以了解生产效率的现状，发现问题并采取相应的措施来提高生产率。生产率管理需要定期进行评估和调整，以确保生产系统的高效运作。
（一）生产率测定与评价的概念和意义
1．生产率测定与评价的概念
所谓生产率测定与评价（测评），是对某一生产、服务系统（组织）或社会经济系统的生产率进行测定、评价及分析的活动和过程。它包括:
-
1）生产率测定（Productivity Measurement )。根据生产率的定义，比较客观地度量和计算对象系统当前生产率的实际水平，为生产率分析提供基本素材和数量依据。
-
2）生产率评价( Productivity Evaluation )。在将对象系统生产率实际水平的测算结果与既定目标、历史发展状况或同类系统水平进行比较的基础上，对生产率状况及存在的问题所进行的系统评价和分析，它能为生产率的改善与提高提供比较全面、系统和有实用价值的信息。
生产率测定和评价是相互依存、不可分割的两个阶段，缺一不可。生产率测定提供了生产率评价的基础和重要依据，可以量化、分析和计算出生产过程中的产出和投入等因素，得出准确的生产率数值。没有经过测定的生产率评价缺乏客观性和说服力，无法提供有用的信息和指导。
生产率评价是生产率测定的目的和必然发展，通过对生产率数值进行分析和比较，评估企业的生产效率和竞争力，找出存在的问题和改进方案。没有生产率评价和分析的生产率测定，其信息和数据的实用价值会大打折扣。
因此，生产率测评是一个完整的工作流程，需要进行系统性、全面性的工作，同时需要密切协作和配合，以确保测评结果的客观性和实用性。
2.生产率测评的意义
生产率测评在生产和管理过程中非常重要，它可以帮助企业或其他组织找到提高生产率的机会，确定改善和提高工作量的大小。因此，生产率测评是生产率提高的前提，也是生产率管理系统过程的中心环节和实质内容之一。
在企业和其他微观组织的发展过程中，生产率测评有以下五个主要作用和意义：
-
定期或快速评价各种投入资源或生产要素的转换效率及系统效能，确定和调整组织发展的战略目标，制定适宜的资源开发与利用规划和经营管理方针，保证企业或其他组织的可持续发展。
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合理确定综合生产率目标水平和相应的评价指标体系及调控系统，制定有效提高现有生产率水平、不断实现目标要求的策略，以确保用尽可能少的投入获得较好或满意的产出。
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为企业或组织的诊断分析建立现实可行的“检查点”，提供必要的信息，指出系统绩效的“瓶颈”和发展的障碍，确定需优先改进的领域和方向。
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有助于比较某一特定产业部门或地区、国家层次中不同微观组织的生产率水平及发展状况，通过规范而详细的比较研究，提出有针对性的并容易被人们所接受的提高与发展方案和相应的措施，以提高竞争力，求得新的发展。
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有助于决定微观组织内各部门和工作人员的相对绩效，实现系统内各部分、各行为主体间利益分配的合理化和工作的协同有序，从而保证集体努力的有效性。
(二）生产率测伴的种类
生产率作为生产系统产出与投入比较的结果，依据所考察的对象、范围和要素的不同，可具有各种不同的表现形式，因而有不同类型的生产率及其相应的测评方法，如图1-7所示。
1．按生产系统投入资源或要素范围分类
(1）单要素生产率( Single Productivity, SP)
它是生产过程的总产出与某一种资源（要素）的投入之比。这时对各种资源投人而言可有不同的生产率度量。例如，各种生产组织(企业)最常见的部分要素生产率包括:
- 1）劳动生产率。是指只考虑劳动力(人数、工时等)投入所计算的生产率。
- 2）资本生产率。是指用固定资产账面值或折旧费作为投入计算的生产率。
- 3 ）设备生产率。是指投入资源为设备额定产出能力或可利用工时的生产率。
- 4）能源生产率。是指用能源这一项资源（通常以千瓦为单位)作为投入（只考虑能耗)的生产率。
- 5）原材料生产率。是指以投入生产过程的原材料重量或价值来计算的生产率。
- 6）成本生产率。是指将所有资源的成本总计作为投入,是一种比较特殊的要素生产率。另外，还有工资生产率、投资生产率、外汇生产率、信息生产率等要素生产率。
部分要素生产率的测定一般根据生产率的定义，采用直接求产出量与投入量之比，或产出量与投人量指数之比的算术方法（比值法）来实现。
(2）多要素生产率(Multifactor Productivity,MP)
它是生产过程或系统的总产出与几种生产要素的实际投入量之比，表明几种要素的综合使用效果。
(3）总生产率或全要素生产率(Total Productivity, TP)
它是生产过程或系统的总产出与全部资源（生产要素)的投入总量之比。
全要素生产率的定量测评相对复杂，需要采用各种系统评价方法、效用函数、数据包络分析(DEA)方法和生产函数法等多种定量分析方法。这些方法可以帮助企业或经济体更准确地评估全要素生产率，并找到提高生产效率的潜在方法。在一些较为简单的情况下，也可以采用比值法来计算全要素生产率，以便进行简单而实用的测算。
2．按生产系统运作结果分类
从生产系统运作结果分类可将生产率分为狭义生产率和广义生产率两类。
-
(1）狭义生产率﹐它是指只考虑直接的资源（要素）投入产出结果的各种要素生产率，其测评方法如前所述。
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(2)广义生产率，它是指生产系统从投入到产出转换过程的总绩效或效能(Performance)。通常可用如下指标进行测评:
- 效益或效果（Effectiveness）：生产系统实现既定目标的程度。目标应考虑系统内、外部环境条件的适宜目标。
- 效率（Efficiency）：系统对资源的利用程度。该指标更强调对资源（时间、资本、劳动力等）的节约和有效使用。
- 质量（Quality）：生产系统的行为及其结果符合用户要求或技术规格的程度。
- 生产率（Productivity）：生产系统投入量与产出量之比。反映了生产效率和经济效益。
- 获利能力（Profitability）：衡量生产系统在一定时期中盈利性的指标，如利润、利润率等。
- 工作生活质量（Quality of Work Life）：生产系统的设备、工具、设施和环境等方面对促进劳动者健康、安全、舒适、高效率工作的条件好坏，反映系统在一定时期内维持正常运作与保持发展的能力与水平。
- 创新（Innovation）：生产系统的创造性和在较长时期内不断改善与持续发展的能力，对于提高生产效率和经济效益具有重要的作用。
以上七个绩效指标是密切相关的，它们之间的因果关系如图1-8所示。
对广义生产率的测评需要建立适宜的系统效能评价指标体系，并采用多指标为基础、定性与定量相结合的系统评价方法来进行综合评定。
也就是说，我们不能仅仅通过单一的指标来评价广义生产率的表现，而是需要考虑多个指标的综合表现。同时，这些指标应该是定性与定量相结合的，既要考虑数量指标，也要考虑质量指标。最终，通过综合评定这些指标，得出对广义生产率的全面评价。
3．按生产率测评层次和对象分类
其中包括国民经济生产率、部门或行业生产率、地区经济生产率和组织生产率等不同类型。
而组织生产率又可以分为营利组织如企业和非营利组织如政府和公共机构等不同类型进行测评。在这些不同类型的生产率测评中，以生产企业为代表的营利组织的生产率测评具有更广泛的代表性和更实际的意义，因为它们对国民经济发展的推动作用更为重要。因此，对这些组织的生产率测评采用的方法更为规范和成熟。
4．按生产率测评方式分类
按照生产率测评方式分类，可以将生产率及其测评指标分为如下两类：
-
静态生产率（Static Productivity Ratios）：这种生产率是在某个给定的时间段内，产出量与投入量之比，也就是一个测评期的绝对生产率。常用的测评方法包括比值法和系统评价法。
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动态生产率指数（Dynamic Productivity Indexes）：这种生产率是在一个时期（测评期）内，将静态生产率与以前某个时期（基准期）的静态生产率相除所得的商。它反映了不同时期生产率的变化，常用的测评方法包括比值法和基于统计学和计量经济学原理的各种方法。
此外，从对生产系统投入与产出的计量形态看，还可以分为实物形态和价值形态生产率两种不同的表达方式。一般来说，以价值形态表示的生产率指标更加准确并且更易于加总和综合，但前提是产品比价和物价指数等因素没有问题。
计量形态是指对生产系统投入与产出的计量方式或表达形式。一般来说，可以采用实物计量和价值计量两种方式。
实物计量即以物理量为单位来衡量投入和产出，如以产量、工时、人力、原材料、能源等实物指标来计量生产系统的投入和产出。
价值计量则是以货币量或价值为单位来衡量投入和产出，如以产值、成本、利润、资产等价值指标来计量生产系统的投入与产出。
不同的计量形态可以反映不同的生产过程特点，对于生产系统的监测、评估和管理都具有重要作用。例如，在生产效率评价中，实物计量可以反映生产过程的技术效率，而价值计量则更能反映生产过程的经济效益。
(三）生产率测定的基本方法
生产率测定在企业等组织系统和生产率管理过程中的位置及其基本数量关系如图1-9所示。
根据图1-9所示生产率管理系统模型所提供的生产率测算的基本指标及其具体数量关系，有如下测定生产率的基本关系和相应的测算公式，即
生产率测算的基本公式是根据生产率的定义，通过测量投入和产出量来计算生产率指标。在计算各种生产率指标时，基本公式是其基础。但是，在考虑多种资源或生产要素综合投入、多种不同产出、生产系统动态变化等实际情况时，生产率的测算变得更加复杂和困难。
为了解决这些问题，需要从以下几个方面入手：
-
统一度量单位：对于多种不同类型的要素（例如人力、材料、设备等），需要统一其度量单位，以准确反映投入和产出的真实量度。
-
确定边界：需要确定系统或被分析单元的边界，明确哪些是产出，哪些是投入。
-
确定要素权重：需要确定各种要素对生产率的作用大小或权重。这可以通过专业知识和实证研究等方法来确定。
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考虑要素相互作用：最主要的问题在于各要素之间的相互作用，这对总生产率的影响常常是随机的。因此，需要采用复杂的模型和算法来考虑这些相互作用。
总之，生产率的科学测算需要综合考虑多种因素，包括统一度量单位、确定边界、确定要素权重以及考虑要素相互作用。只有综合考虑这些因素，才能得到准确、可靠的生产率指标。
(四）生产率评价的基本方法
在进行生产率测算后，为了更有效地提供改善生产率的实际意义，需要采用系统评价等方法对系统的生产率进行全面评估，尤其是广义生产率。因为生产率测算的结果只能反映出当前投入与产出的数量关系，不能全面反映生产率的高低、满足目标要求的程度和综合水平。
系统评价对于各类管理问题（如生产率管理）的系统分析和决策至关重要。评价过程需要有客观的基础，比如对生产率水平的定量测算，同时评价结果也会受到评价主体的主观认识影响，因此需要考虑价值的特点。
可用于进行生产率测评的方法和技术多种多样，其中比较有代表性的包括以经济关系和量化及优化分析为基础的费用-效益（或投入-产出）分析法和数据包络分析法；以多指标评价和定性与定量分析相结合为特点的层次分析法、模糊综合评判法等。选择合适的评价方法和技术，可以为生产率的改善提供科学的决策支持。
三、影响生产率的因素及其提高途径
提高劳动生产率的途径可以概括为两种：
- 一是通过增加资源投入，如增加投资、更新设备、吸收外资、引进技术等，来提升生产力水平；
- 二是通过改进方法，提高劳动者的积极性、技术水平和操作熟练程度，充分挖掘企业内部潜力，降低成本，促进企业内涵发展。
影响生产率提高的因素很多，也很复杂。它们包括人的因素、物的因素、宏观因素、微观因素、客观因素、主观因素、历史因素、现实因素、技术因素、管理和政策因素、教育、文化等多个方面。这些因素相互作用、相互制约，共同发挥作用。有些因素是生产系统本身的构成因素，有些则是生产系统外部的环境因素。在提高生产率的过程中，需要综合考虑各种因素的影响，采取合适的措施来提升生产率。
对于国家和部门(产业)这样的宏观经济来说，影响生产率提高的各种因素可见表1-2
在影响生产率提高的因素分析中，人力资源状况是影响生产率提高的首要因素。因此，越来越多的企业在采用第一种方法提高生产率的基础上，更加重视第二种方法，而这种方法就是工业工程基础技术——工作研究的原理和方法的具体实施。
参照国际劳工组织基于影响因素的归纳，综合出提高生产率的基本要素及方法。见表1-3。