切勿捡了芝麻却丢了西瓜：IE效率与流动性效能【精益洞见】

主旨：

◇ 认知局部效率与流程效率的不同

◇ 认知精益的核心不是提升局部效率而是提升流程效率（流动性）

◇ 理解“丰田的TPS就是丰田的IE”这句话的准确含义

◇ 理解TOC DBR（SDBR）模式对于提升流动性的绝招

全文总计4996字，需阅读12分钟，以下为正文：

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工业工程IE简史

毫无疑问科学管理时代是泰勒创建的，他写了一本书并于1911年出版，就叫《科学管理原理》。泰勒讲管理原理的时候，第一次把管理上升到科学的高度。实际上泰勒是从细节入手、小事入手开展研究的，比如说一个工人拿一个铲子，怎么拿效率最高，铲子的长度应该多少，两只手放什么位置，腰弯成多少度，哪种方式效率是最高的，疲劳度如何是最小的，沿着泰勒的思路与方法，现在发展成为了“工业工程IE”。

IE作为一门学科诞生于美国，却首先在日本得到了最大程度的践行与推广，成为了丰田生产方式TPS及精益制造LP的核心理念及工具。一般认为泰勒（Frederick W.Taylor 1856~1915）和吉尔布雷斯（Frank B.Gilbreth 1868~1924）是IE的开山鼻祖。泰勒和吉尔布雷斯都是通过研究劳动者的作业方式，以扎实的资料为依据进行分析，而不是依赖直觉，进而提高生产效率。不过，两人的侧重点有所不同，泰勒偏重于“作业测定”（Work Measurement简称WM），吉尔布雷斯则以“方法改善”（Method Engineering简称ME）的始祖自居。

IE就是工业工程 ，即 INDUSTRIAL ENGINEERING。工业工程是对人员,物料，设备，能源和信息所组成的集体系统进行设计，改善和设置的一门学科，它综合运用数学,物理学和社会科学方面的专门知识和技术，以及工程分析和设计的原理与方法把技术和管理有机的结合起来，研究如何使生产要素组成更高效运行的系统，从而实现提高生产率的目标。IE的核心就是消除浪费、降低成本，提高生产质量和生产效率。

但是看似简单的何为浪费？何为高效率？众多企业的管理者往往存在着片面、甚至错误的认知，将高效率定义为动作飞快、争分夺秒、永不休息等。其实这是一种肤浅的形式主义，而忽略了对于作业方法合理性、流程整体的优化性、流程性浪费与无用功的深入研究，因此将导致“瞎干、白干、盲干”的低效作业。

现场IE中的4大核心（工程分析、动作分析、时间分析、布局分析）仍是所有IE的入门工具，被笔者称为“基础IE”，在人类的制造活动中至今仍然能够得到广泛的运用，成为现场提升工程效率、消除流程浪费的利器。被大野耐一先生称为“干毛巾中挤出水来”！

IE本身也在自我发展，衍生了众多的分支，在当今工业4.0、智能制造的浪潮中更是与高科技及其他的管理理论相辅相成，产生了更大、更深远的影响，被笔者称为“三度修炼”（高度、广度、深度）。仅从IE在企业中的实践程度上看，可以将IE区分为为三段境界而不断提升与深入：

● 初级IE：现场IE改善

● 中级IE：制造方式变革

● 高级IE：全流程精益革新

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IE源于美国 为何甚于日本

首先我们看几个小案例小案例，但小案例中可以悟出大哲理：

● 定置管理便于快速取放与清点数量、避免错用

● 物流器具改善提高品质保障、方便清点数量、提升安全保障

● 短缩动作幅度、减轻作业强度

● 简易工装夹具减轻作业强度、提升作业效率

● 丰田自働化与LCIA简便自动化（也被称为karakuri、机巧改善），实现了低成本的少人化（不是省人化）

提升效率不能简单地理解为速度快、手脚快、埋头苦干、争分夺秒等形式主义，高效率的正确意义在于“Do things right”， 投入更少的资源，这正是经济学原则！提升效率需要运用“科学方法”，而工业工程IE正是提升效率的科学方法论。

日本是自然资源极度匮乏的国度，因此天生具有“节约资源”的国家意识与危机感。工业工程IE正是专门研究节约资源、高效作业的科学方法论，因此在日本得到了极大的重视与实践也就顺理成章了。IE的意识与思维是“精益制造”的核心，“精益制造”也正是IE的最佳实践。

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PE与IE的差异

PE是Production Engineering，它侧重于研究产品实现流程的工艺路径与品质保障手段。IE则完全不同，它侧重于研究任务完成中的“资源投入”而不是“工艺路径”，比如：标准工时、工作浪费、WIP、LT与时间利用率、生产单元平衡、单件流等等。一切过多的资源消耗都被认为是“浪费”特别是“隐形浪费“。

去过医院体检的人可能都有相似的感觉，五个小时的体检过程中大多数时间都在排队等待或者在各个科室之间来回走动，而医生真正用于病人体检的时间最多只有一个小时。粗略计算可以得知”体检过程的时间利用率仅有20%“医院的体检流程效率十分低下！但如果我们只关注医生给予病人各种检查的那些局部时段，发现医生们并不懒惰，他们十分专业、也很敬业。

中国医生的诊疗速度与效率堪称世界一流！所以医院体检的根本问题绝非因为医生的体检作业慢、专业不熟练，而是因为体检者需要长时间排队等待、频繁在各个科室之间走动。所以这是一种“系统性、流程性低效率”，充分地反映出”个体高效率“与”流程低效率“（等待与搬运）的矛盾与尴尬！如果我们能够以这样的反思视角去审视企业的各类流程，我们必将能够识别真正的浪费。

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高效率并非产出能力高而是流动性高

4.1 泰勒捡了小芝麻而丢了大西瓜

大野耐一曾说“丰田生产方式就是丰田的工业工程”，这句话有何寓意？一方面他把泰勒开创的动作研究以及吉尔布雷斯夫妇的时间研究完全用到了企业的每个环节当中、每个流程、每个细节当中，做到了极致。

但大野耐一的真正伟大之处在于看清了泰勒科学管理（效率管理）的局限，因为在当时的制造流程所花费的所有时间中，只有10%左右的时间可以创造价值，而其余90%的时间都属于不能创造价值的浪费（搬运、等待），因此提升生产效能的重点不是如何提升10%时间内的效率（这正是泰勒IE所着力的），而是如何消除90%的时间浪费，大野耐一的做法就是提升流动性而非提升局部产出能力，最后做到了“一个流”、“单件流”，他把科学管理从局部高效率推向了整体高效能的极致。

如果只是将局部效率（每一个部门、每一个人）提高到最高而忽略了流程整体效率（流动能力），结果则是产品的流动性将会很差，订单的交付业绩将会十分不理想并且库存巨大，因此流动性才是核心方向，围绕着流动性的提升才能够算是真效率，而且这个效率一定是整体效率，才是真正的效能。

4.2 福特与大野耐一的创新

首先以单个工程分析为例，针对单个制造工程（单个单元或单个产线）加以分析、调查，找出其中浪费、不均匀、不合理的地方，进而进行改善的方法，称之为工程分析。工程分析基本步骤：

展开预备调查

使用标准符号制作工程流程图

测定各工序的必需项目，并把相应的数值记录在制品工程分析表中

对测定结果进行整理，绘制出各工序价值流图或山积图（YAMAZUMI）

定量评估单个工程的价值利用率（效率）

在大多数的IE教材中，都使用“工程平衡度”作为指标，这是十分科学但又十分不完整的指标。“平衡度”只能用于评价工程内各个工序所需作业时间之间的差异程度，但它并不涉及工程中的搬运时间（工序间传递）、工序内的等待时间。换言之、平衡度不能用于评价整个工程的时间利用率！所以必须使用3个指标而全面评估：

● 工序平衡度

● 单个工序饱和度（单个工序作业时间/节拍）

● 工程整体饱和度（所有工序作业时间之和*工单批量N/工程LT）

其中工程整体饱和度可以理解成为单个生产单元的价值流分析，它反应出了在整个生产的过程中，时间的利用率（价值创造率）。假设某个产品的CT是固定的、工单数量是确定的，但由于工序间的转运批量不同，则工序间的在制品WIP不同。从时间视角来看，等待的时间则不同。越小批量的转运，等待时间越小，因此LT则会越小，工程整体饱和度也就越高。依此看来，单件流是饱和度最高的生产方式。

其次如果我们分析生产全流程具体的价值流图VSM则会更明白，最下面的“时间线”分为有效时间（凹下部分）与无价值时间（凸起部分），而无价值时间是由库存的数量经过计算转换成时间刻度的。价值流分析最核心的数据则是这两种时间的比较，称为“价值创造效率”=（有效时间*生产批量）/（有效时间+无价值时间），一般而言传统制造模式中的价值创造率十分低下，很多场合不超过10%。

如果生产流程中的流动性很低，则意味着无价值时间很长（在制品库存WIP很多），此时无论你如何提升有效时间，价值创造效率也难以得到高数值，只有有效降低无价值时间才能有效提升价值创造效率。这正是传统IE与精益价值流的差别，传统IE着眼于局部单元产出能力（效率）的提升，而精益价值流则着力于流动性（效能）的提升。丰田基于时间的竞争正是抛弃局部效率，专注流动性提升的鲜活实践案例。而约束理论TOC则表达得更直接，约束理论认为“瓶颈工序”是产出能力提升的约束，如果只是提升了非瓶颈工序的产出能力，则不仅不能产生任何的改善，而且还会增加在制品库存，可谓是改恶。

为何在生产过程中要极力减少等待、搬运的时间？因为每个工序的高产出能力有时会变成在制品WIP，而只有消除了等待与搬运，产出的结果才能快速流转下去，直至变成完成品。这种追求快速流动的理念才是真正的高效率，丰田的成功正是如此：

● 彻底革新“传统大批量制造模式“、导入”精益流动式制造模式“，大幅短缩制造周期Lead Time

● 推行频繁、快速换型（SMED），实现全品种混流化生产

● 坚决抛弃“模块式批量传递“、导入”流线式单件传递One Piece Flow“

● 抛弃“大规模Line“、导入”单元式Cell“

● 运用SMED、导入全品种混流式Hybrid

● 制造全流程、各个工段之间实行“拉动式”

从福特的流水线装配，到大野耐一的单件流生产，很多人都认为是产出效率提升的最佳实践。但它们是如何实现了效率的提升呢？对此高德拉特博士有着深邃的洞见，道明了最核心的原因：

● 改善生产的流动性（等同于前置时间）是任何生产运营的首要目标

● 这个首要目标可通过设计务实的预防过多生产的机制来完成（预防过多生产）。福特通过限制在制品空间的做法，大野耐一通过Kanban以减少库存数量的办法

● 所有的局部效率必须废除

● 必须有一个能平衡产线流动性的聚焦改善程序。福特使用现场直接观察法，而大野耐一通过逐步减少包装箱数量和容量的做法

4.3 高德拉特的视角

聚焦瓶颈是加快流动性最经济的手段。对生产过程的要求是：系统产出最高（销售量的最大）、周期最短（准时交付）、且库存最低（成本最低）。但是各种异常（特殊原因）的存在和系统的波动（包括供应、生产、市场三个时间段），让生产运行充满了矛盾和冲突。因此如果从非瓶颈的任何一段或一点的局部入手进行改善，很难获得整个系统的优化。

高德拉特博士分析了整个生产过程，将其比喻为一个链条。而这个链条中，总会存在一个薄弱的环节（制约因素、瓶颈），限制了系统的有效产出。在没有充分利用、并发挥其最高能力前，无论是投资提高瓶颈能力，还是将资源投入到其他非瓶颈环节改善，都是不合理、低效的改善行为。为此他创建了“聚焦改善五步骤”、“生产管理DBR方法”。

同时高德拉特博士对于”缓冲”的设置十分顽固，坚决不会取消缓冲，为何？表面来看是一种浪费，但其实这正是精益的思维。变异法则（The Law of Variability）告诉我们“过程中存在愈大的变异，产出则愈小”。当波动越大时，则导致提前期越长、生产力越低下，因此在订单资源规划的过程，必须将变异/波动因素纳入考虑，以时间、产能与库存缓冲吸收波动的影响。

如何实现最小化的缓冲成本，这样的生产方式称为精益生产。一个系统必须降低波动，才能成为精益系统。我的挚友赵智平老师认为”通过POGGI不断缩短绳长，以便以越来越短的时间缓冲来对应波动与异常，正是精益制造以及丰田TPS所一致追求的目标，精益制造从本质而言就是缓冲最小的制造“。可谓一针见血！

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中国更需要经营者的认知变革

如果说日本是“资源匮乏”，那咱中国可谓“地大物博”。这种自豪感是一支双刃剑。从宏观角度看，它将直接导致众多的经营者在认知层面缺乏资源投入最小化的经济学理念，例如：热衷于世界500强、看重企业规模与产值而忽视了企业利润与成本竞争力。从微观角度看，IE在中国的运用较晚、也尚未达到普及的程度，甚至一些企业至今没有IE的职位与功能。有些企业虽然引入了IE职能，但专业的IE工程师人数极少、而且权威性十分不足，难以开展系统性的IE活动与改善活动。

特别令我感到震惊与困惑的是，众多企业的管理人员（特别是中高层管理者）认为IE活动就是IE工程师们的专职，与己毫无关系。因此他们还停留在PE式的思维，毫无IE意识，这样的企业真的难成大器！

IE不仅是一套改善工具，更是符合经济学原理的思维方式。所以IE思维不仅需要IE工程师牢牢掌握，更需要企业的各级人员、特别是中高层管理人员深刻理解并在实践活动中率先示范。

IE起源于对于现场作业的分析与改进，它的核心目标是“消除浪费、提升效率、节约资源”。但就算是制造型的企业，除了产品实现的制造流程之外，其它的流程也必不可少；除了生产口部门之外，职能部门也必不可少，因此当今的IE已经超越制造现场而扩展至企业的各个部门、渗入至企业的各个流程，形成了“百花齐放”的全景蓝图，真可谓IE之荣耀、企业之万幸。现代IE涵盖了六大模块：现场IE、流程IE、运营IE、成本IE、组织IE、绩效IE。

文章作者：李忠