〔摘要〕对面向变异的看板系统研究现状进行了回顾。任何生产系统都会存在变异，对看板系统存在的变异源及其影响进行了分析。在此基础上，提出了存在变异的看板系统设计与运行的程序。分析了看板系统设计中需要考虑的因素，针对看板运行中变异的控制，改进了传统看板参数计算公式，提出了看板系统设计和运行中处理变异的控制策略。

〔关键词〕看板系统；变异；控制策略

〔中图分类号〕f270 〔文献标识码〕 a〔文章编号〕1008-2689（2007）01-0022-05

一

企业根据顾客的需求、及时提供产品是当今企业获得竞争优势的重要手段，看板管理是实现这一目的的重要管理技术。有关文献指出，看板管理系统在稳定的需求和生产提前期的条件下获得了很大的成功，因此看板管理在稳定生产环境中是有效的。但是现实中生产系统并不总是稳定的，不稳定环境下，看板参数如何选择？[1]对需求服从泊松分布、加工时间服从指数分布的单阶段生产看板系统进行了研究。[2]有关文献提出了多阶段、随机变异条件下的分散适应看板控制系统。当顾客数量少时，顾客需求不稳定随机变化，需求分布的均值和均方差都可能发生变化。一般的看板系统中都有缓冲库存，它对于稳定随机需求的控制有效，但对不稳定随机需求的控制无效。[3]基于此，提出了需求均值和方差变化的情况下看板参数选择模型，但是该文献对于加工时间的变异没有考虑，另外，该文献所用控制图工具提供的信息具有滞后性，如果需求变化剧烈，将会对文献中提出的方法产生重大影响。[4][5]对于看板数量为非整数的情况，提出了相应的对策。[6]研究了在拉动生产环境中生产能力、提前期的变动对在制品库存和生产系统的通过率的影响。[7]

大部分文献研究看板时，仅研究了设计或运行的一个方面，现实中有变异时，看板系统设计与运作策略是相互影响的。有的文献仅仅研究了看板系统运中看板移动顺序规则对看板系统的影响。[8][9]文献研究发现，考虑有质量缺陷情况下，为了满足顾客需求数量的产品，必须调整生产计划或加工，从而调整看板系统的运行，弥补缺陷产品造成的产品数量损失。[10]文献对生产设备故障对看板系统造成的影响进行了分析，提出了对策。[11]文献只是对看板运行中出现的单一不稳定因素的分析，实际生产中这些因素的影响是同时存在的，所以需要对多因素复杂系统做进一步分析。[8]~[11]

总之，虽然已有大量文献对存在变异的看板系统进行研究，但是这些研究大部分是变一个影响因素或系统的单一方面对看板系统进行的探讨，实际上，影响看板系统实施效果的因素较多，需要从整个系统的角度对看板运行中出现的各种变异进行控制，才能达到更好的效果。基于此，本文将对存在变异的看板系统从总体上做探讨。

二

我们可以从需求、质量、设备、人员变动作一分析。

（一）需求：需求变动包括需求的产品特征的变化（个性化需求变动）和需求数量的变化。由于人们的需求越来越多样化，对产品的交货期也有更苛刻的要求，所以市场的变化也更加剧烈。需求特征的变化将影响生产工艺的变化，因此需要对系统整体设计加以调整。需求数量的变动直接影响看板系统的参数，如果需求发生变化，而看板系统不做调整，必然导致在制品库存增大或不能满足顾客需求，对生产商都会造成损失。通过研究发现看板数下降到一定限度时，需求延迟方差迅速增大，当看板数足够大时，需求延迟方差保持稳定，几乎不变。并且发现主要由下游工序单元吸收尾部需求到达过程的变动性，减少下游工序单元的看板数 就相当于减少系统对需求变动的反应能力[12]。所以不能过分强调减少看板数量。

（二）质量：在以前的看板系统研究中，许多文献都假设系统的质量百分之百合格，这样不用考虑质量的影响，实际生产中，每个工序，都可能产生质量缺陷，对于有质量问题的产品有两种处理方法，一是一旦发现缺陷产品，把它直接淘汰到系统之外，另外一个是发现有缺陷后重新加工，第一种情况下，需要增加看板数量，从最后一道工序追加生产命令信息，不然产品达不到顾客需求数量:第二种会改变物流的运行方向，从而影响看板运行方向和产品加工进程。不论哪种情况，都会影响看板系统的正常运行。

（三）设备：设备的影响主要包括设备调整准备时间（set-up time）的变动和设备运行不稳定两部分。设备调整准备时间长短的变化影响生产系统实现多品种小批量生产的能力，在产品品种较多的情况下，如果调整准备时间变化大，就需要增加在制品库存，所以看板数量也要增加；对于机器可靠性研究发现，机器不稳定，影响看板传递速度和产品完工周期，从而影响系统的通过率和交货期，为完成同样的产品就必须需要更长的生产时间，为了保持不同工序之间生产的连续性，就需要更多的在制品库存；另外，设备故障还会对产品质量产生影响，设备不稳定的系统会生产更多有缺陷的产品，从而需要更多的看板数量。

（四）人员的变动:在生产系统中，人员的变动是经常发生的，因为员工技术和熟练程度不同，人员变动会造成系统生产能力的变化，各工序生产能力的变化会影响到该工序看板参数的变化，在多阶段生产系统中，它会影响整个生产系统生产的均衡，人员生产能力降低将会降低生产系统的通过率，从而降低看板运行速度，生产提前期增加。

在以上这几个因素中，质量、设备、人员属于可控因素，需求的变动属于不可控因素，对于可控因素我们可以分析问题发生的原因，消除变异，采取积极的措施优化生产系统。对于不可控因素，不能消除变动，只能采取针对性应对策略减少这种不稳定对生产的影响。

三

（一）面向变异的看板系统设计与运行程序

看板是一种可视化的控制工具，它直观地反映了生产系统的运行状况。准时制生产追求的是在需要的时间、按需要数量，给顾客提供需要的产品[13]，看板管理必须符合这一管理哲理。流动是丰田生产方式的一个原则，它把库存看作万恶之源，看板的目的是控制在制品车存，暴露看板系统存在的问题，库存的多少反映了企业对生产系统的管理水平，反映了企 业对变异的应变能力。因此看板系统的评价系统应该是多指标的，应该包括在制品（work-in-process，wip）、生产提前期（lead time，lt）、通过率（throughput，th）、成本（cost，c）。在制品库存、生产提前期、通过率可以通过看板参数的设置直接控制；同时，看板系统的变异也对以上四个指标产生影响，这样，这些指标就把看板参数与变异状况直接联系起来。

看板系统支撑条件分为一次性建立的设计性条件和逐步建立的改善性条件。设计性条件主要包括生产均衡化和设备的合理布置，改善性条件主要包括设备的快速调整准备和全员预防性维修、多能工、自动化和良好的外部协作等[14]。设计条件和改善条件相互影响，企业应该从改善条件入手引入看板系统，在改善性条件达到不影响看板生产系统建立的程度时即可对设计性条件进行设计和实施，同时可继续对改善性条件进行改善。看板设计和运行时要考虑变异对看板实施的影响，提高系统对变异的应变能力。基于变异的看板系统设计与运行程序如图1所示。从图1中看出，看板系统要实现其目标，需要从两个方面进行考虑，一是看板系统的设计，二是看板系统的运行，两部分之间的交叉线表示这两者是相互影响的，具体设计与运行策略要联系在一起考虑。

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