精益生产在化工中小企业制造环节的成本优化路径研究

2025-07-09

摘要:本研究设计了成本优化路径,包括以全流程成本降低与价值链增值为目标的总体框架,涵盖数据驱动决策、标准化作业等关键环节,以及价值流分析与流程再造、库存管理精益化等具体模块,并提出组织、技术、制度保障机制。最后分析了实施存在的挑战,如化工工艺刚性约束、员工技能意识不足、资源限制等,并给出开发柔性工具、分阶段培训、整合外部资源等应对策略。


关键词:化工中小企业;精益生产;成本优化


顾爱荣

(淮安多得尔化工有限公司 江苏 淮安 223200)


引言

化工行业作为国民经济的支柱产业,在推动经济发展、促进就业等方面发挥着重要作用[1]。精益生产作为一种先进的管理理念和方法,为化工中小企业实现成本优化提供了可行的路径[2][3]。本研究旨在探索精益生产在化工中小企业制造环节的成本优化实施路径,深入分析精益生产理论框架、化工制造环节成本构成,并设计针对性的优化路径,助力化工中小企业实现成本降低、效率提升的目标。


1精益生产理论基础与化工制造特性分析

1.1精益生产核心理念与工具

精益生产的思想起源于丰田生产方式,其核心在于通过持续改进的文化,不断追求生产过程中的尽善尽美[4]。这种理念强调消除一切浪费,以最小的资源投入获取最大的价值产出。在精益生产的体系中,存在着一系列行之有效的核心工具。价值流分析能够帮助企业清晰地识别出从原材料采购到产品交付整个过程中的价值流动情况,找出不增值的环节并加以改进。5S管理(即整理、整顿、清扫、清洁和素养),通过规范现场环境,提高工作效率和员工素养。看板系统则是一种可视化的信号工具,用于控制生产和物流的节奏,实现信息的及时传递和共享。准时制生产(JIT)强调在需要的时候,按需要的量生产所需的产品,从而减少库存积压,降低库存成本。这些工具协同作用,通过消除生产过程中的浪费、提升生产效率以及实现资源的动态配置,为企业的成本优化提供有力的支持[5]

1.2化工中小企业制造环节特性

化工中小企业的制造环节具有独特的特性。其工艺流程极为复杂,通常采用连续生产方式,生产过程中存在着诸多高危环节,且多个变量相互耦合,任何一个环节出现问题都可能对整个生产过程产生严重影响。在成本结构方面,原材料占比较高,能耗密集,同时随着环保要求的日益严格,环保合规成本也不断增加。此外,化工中小企业在管理方面存在着诸多痛点。设备利用率较低,导致生产效率低下;库存积压严重,占用了大量的资金和仓储空间;产品质量波动较大,不仅会影响企业的声誉,还会导致隐性成本的增加,如退货、返工等费用。

1.3精益生产与化工制造的适配性分析

将精益生产应用于化工制造领域,需要对精益工具进行可行性调整。例如,看板系统在化工场景中可以结合危化品管理,确保危化品的生产、储存和使用过程安全可控。同时,化工生产具有严格的安全规范,在实施精益生产时,需要找到化工安全规范与精益效率之间的平衡策略。一方面,要确保生产过程符合安全标准,保障员工的生命安全和企业的财产安全;另一方面,要通过精益生产的方法提高生产效率,降低成本。这就要求企业在推行精益生产的过程中,充分考虑化工制造的特殊性,制定适合自身发展的精益生产方案,实现安全与效率的有机统一。


2化工中小企业制造环节成本构成与关键问题

2.1成本构成解析

化工中小企业制造环节的成本构成较为复杂,涵盖直接成本、间接成本和隐性成本。直接成本主要包括原材料采购,化工生产对原材料的质量和稳定性要求较高,其价格波动和供应稳定性直接影响成本;能源消耗也是重要部分,化工生产通常需要大量的电力、蒸汽等能源,能源成本在总成本中占比较大;设备维护同样不可忽视,化工设备的正常运行对于生产至关重要,设备的维修、保养和更新都需要投入大量资金。间接成本方面,库存持有成本是由于原材料、在产品和产成品的库存积压而产生的,包括仓储费用、资金占用成本等;质量损失成本源于产品不合格导致的返工、报废以及客户索赔等。隐性成本则更为隐蔽,安全环保风险可能导致企业面临巨额罚款和停产整顿,员工低效操作会造成人力资源的浪费,流程冗余则会降低整体运营效率,增加额外的成本。

2.2成本优化核心障碍

化工中小企业在成本优化过程中面临着诸多核心障碍。生产流程碎片化问题突出,部门之间协同不足,信息传递滞后,导致生产环节之间衔接不顺畅,出现等待、重复劳动等现象,增加了生产成本。资源配置低效也是一大难题,设备空转、过量库存、人力浪费等现象普遍存在,使得资源无法得到充分利用,降低了生产效率。质量管理粗放导致返工率高、废品处理成本高,不仅增加了直接成本,还影响了企业的声誉和市场竞争力。此外,安全管理成本挤压利润空间,企业为了满足安全环保合规要求,需要投入大量资金用于设备升级、安全培训等方面,但安全事故一旦发生,又会给企业带来巨大的经济损失,形成合规投入与风险损失的矛盾。

2.3精益生产介入的必要性

在当前市场环境下,化工中小企业需要从“粗放扩张”向“精细运营”转型,精益生产的介入显得尤为必要。精益生产强调通过流程再造实现成本结构的重构,打破传统的生产模式和管理思维。其注重消除生产过程中的浪费,优化生产流程,提高资源配置效率,加强部门之间的协同合作,从而实现成本的有效控制和降低。通过实施精益生产,化工中小企业可以建立起更加高效、灵活的生产体系,提高产品质量和生产效率,增强企业的市场竞争力和盈利能力,实现可持续发展。


3精益生产在化工制造环节的成本优化路径设计

3.1路径设计总体框架

本路径设计以全流程成本降低与价值链增值为目标导向,旨在通过精益生产的实施,实现化工中小企业制造环节成本的有效控制和价值的显著提升。在设计过程中,遵循系统性、可操作性和动态适应性原则,确保路径能够全面覆盖生产环节,切实可行且能适应企业内外部环境的变化。

数据驱动的决策是路径设计的重要支撑,利用ERP系统整合生产、采购与销售数据,实现精准需求预测和动态排产。通过对数据的深入分析,企业能够准确把握市场需求和生产状况,合理安排生产计划,避免库存积压和生产过剩,从而有效降低成本。

标准化作业是路径设计的关键环节,制定可视化操作标准,推进安全标准化建设,并建立异常响应机制。这有助于提高生产效率,减少人为失误,保障生产安全,同时降低因操作不规范导致的成本增加。

实施阶段划分为短期改善、中期固化和长期创新。短期改善聚焦于快速解决当前存在的突出问题,实现成本的初步降低;中期固化将短期改善的成果进行标准化和制度化,确保成本优化的持续性和稳定性;长期创新则致力于引入新的技术和理念,推动企业的持续发展和成本的不断优化。

3.2具体优化路径模块

模块一:价值流分析与流程再造。首先,识别非增值环节,如等待时间、过量生产、冗余搬运等,这些环节不仅不创造价值,还会增加成本。然后,对化工流程进行精益化重构,包括单元操作优化、管道布局调整等,提高生产流程的效率和流畅性。最后,通过引入自动化设备(如智能控制系统DCS、SIS)和信息化工具(如ERP),实现流程标准化与自动化,达成数据实时监控与流程优化,降低人工成本和生产误差。

模块二:库存管理精益化。将JIT模式应用于化工原料采购,加强与供应商的协同合作,实现安全库存的动态调整,减少库存积压和资金占用。同时,对危化品库存进行分级管理,根据风险等级制定不同的存储策略,确保库存安全的同时降低管理成本。

模块三:设备维护与能效提升。推行TPM(全员生产维护)在化工设备中的应用,通过预防性维护和故障预测,减少设备故障停机时间,提高设备利用率。加强能源精益管理,采用余热回收、能耗实时监控等措施,降低能源消耗,提高能源利用效率。

模块四:质量管理与成本联动。在化工质量控制中运用PDCA循环,通过计划、执行、检查和处理的不断循环,减少返工与废品,降低质量损失成本。同时,实现质量成本可视化,对缺陷根源进行分析,确定改进优先级,有针对性地采取措施提高产品质量,降低成本。

模块五:安全与环保成本优化。建立精益安全管理体系,进行风险分级管控,简化应急响应流程,降低安全事故发生的概率和损失。推行绿色精益生产,通过废弃物减量、循环经济模式等措施,减少环保投入,实现安全与环保成本的优化。

3.3精益生产在化工制造环节的实施步骤

准备阶段是实施精益生产的重要基础。企业需要系统性地开展诊断评估工作,通过现场观察、流程跟踪和价值流分析等方法,全面识别生产过程中的各类浪费现象。在这一阶段,特别要注意区分显性浪费和隐性浪费,并按照改善难度和预期收益确定改进的优先次序。目标设定应当遵循SMART原则,短期目标着重解决明显的浪费问题,中期目标则要着眼于建立持续改进的机制。团队组建需要双管齐下,既要选拔培养内部骨干作为精益推行的中坚力量,也要适当引入外部顾问提供专业指导,但需注意避免过度依赖外部力量。

试点阶段的核心在于验证精益工具的适用性。选择试点产线时,应当优先考虑对整体生产影响较大的瓶颈工序,或者成本占比突出的关键环节。在工具落地过程中,要因地制宜地应用价值流图析(VSM)识别非增值活动,通过5S管理改善现场基础,借助全员生产维护(TPM)提升设备综合效率。这一阶段要特别注意避免形式主义,确保各项工具真正服务于实际问题的解决。效果验证不仅要关注可量化的成本指标,更要评估员工行为习惯和工作方式的转变。

推广阶段的关键在于将试点经验转化为可复制的模式。标准化复制不是简单的照搬照抄,而是要根据不同产线的特点进行适应性调整。制度固化需要修订现有的标准作业程序,将精益理念和方法融入日常管理制度,同时建立与之配套的考核激励机制。能力提升要覆盖全员,从管理层到一线员工都需要接受针对性的培训,但培训内容应当与实际工作紧密结合,避免流于形式。

深化阶段标志着精益生产进入成熟期。持续改进机制的建立尤为重要,要通过提案制度等方式激发员工的改善热情,使精益思想真正内化为企业文化。技术融合是提升精益实施效果的新途径,将传统精益工具与数字化技术相结合,可以更好地实现过程可视化和精准管控。生态构建则要将精益理念向供应链两端延伸,通过与供应商和客户的协同合作,实现更大范围的成本优化和价值创造。这一阶段特别要注意保持改善的持续性,避免出现“一阵风”式的运动化管理。

3.4路径实施保障机制

在组织保障方面,建立跨部门协作团队,打破部门壁垒,加强部门之间的沟通与协作。同时,培育精益文化,使全体员工树立精益意识,积极参与精益生产的实施。技术保障方面,引入数字化工具,如MES系统、物联网传感器等,实现对生产过程实时监控和数据分析,为精益生产的决策提供支持。在制度保障方面,建立绩效考核与激励机制,将成本节约与员工的收入挂钩,对提出精益改善提案的员工给予奖励,激发员工的积极性和创造性。此外,需将EHS(环境、健康和安全)纳入精益体系,确保在安全环保的前提下实施精益生产,实现企业的可持续发展。


4路径实施的关键挑战与应对策略

4.1挑战分析

在化工中小企业实施精益生产以优化制造环节成本的过程中,面临着诸多关键挑战。化工工艺的刚性约束是首要难题,化工生产往往处于高温高压等极端环境之下,这对精益工具的应用提出了极为苛刻的要求。传统的精益工具在设计时可能并未充分考虑到化工行业的特殊工况,导致其在化工生产现场的应用受到限制,难以发挥应有的作用。

员工技能与意识不足也是一大阻碍。长期以来,化工中小企业员工形成了传统的操作习惯,这些习惯与精益思维存在明显的冲突。员工对精益生产的理念和方法缺乏深入的理解,难以积极主动地参与到精益生产的实施中,甚至可能产生抵触情绪,进而影响精益生产的推进效果。

此外,中小企业资源限制也是不容忽视的问题。资金短缺使得企业在引入先进设备、技术和管理系统时捉襟见肘,无法为精益生产的实施提供充足的物质保障。技术匮乏导致企业在面对复杂的生产问题时缺乏有效的解决手段,难以对生产流程进行深度优化。人才短缺则使得企业缺乏专业的精益生产人才,无法为精益生产的实施提供有力的智力支持。

4.2应对策略

针对化工工艺的刚性约束,企业应积极开发柔性精益工具。例如,设计模块化看板,使其能够根据不同的化工生产场景进行灵活调整和组合,以适应高温高压等特殊环境。绘制简化版价值流图,突出关键流程和环节,降低工具的使用难度,使其更易于在化工生产现场应用。

为解决员工技能与意识不足的问题,企业应采取分阶段培训与知识转移的策略。首先,对管理层进行系统的精益生产培训,使其深入理解精益生产的理念和方法,掌握精益生产的实施要点。然后,由管理层将所学知识逐步渗透到一线员工中,通过现场指导、案例分析等方式,帮助员工改变传统操作习惯,树立精益思维。

面对中小企业资源限制的挑战,企业应积极整合外部资源。争取政府补贴,利用政府的政策支持和资金扶持,缓解企业的资金压力。借助行业协会的技术支持,获取行业内的先进技术和经验,提升企业的技术水平。开展产学研合作,与高校和科研机构建立合作关系,共同开展技术研发和人才培养,为企业的精益生产实施提供技术和人才保障。


结语

本研究通过分析化工中小企业制造环节特性、成本构成及关键问题,明确了精益生产介入的必要性。在具体路径上,设计了价值流分析与流程再造、库存管理精益化、设备维护与能效提升、质量管理与成本联动、安全与环保成本优化等模块,并构建了包含组织、技术、制度保障的实施机制。同时,针对化工工艺刚性约束、员工技能与意识不足及中小企业资源限制等挑战,提出了开发柔性精益工具、分阶段培训与知识转移、整合外部资源等应对策略。

未来,化工中小企业可进一步建立连续流生产单元,采用微管道反应器、反应相转移催化剂、分子蒸馏等领先技术,实现高纯度中间体的工业制备,减少三废排放,推动绿色可持续发展。


参考文献:

[1]江璐璐.煤化工企业精益成本理念的企业成本管理[J].现代国企研究, 2017,(10): 33.

[2]孔令涛.化工产业精益成本管控探索[J].山东国资,2021,(05): 100-101.

[3]付莉君.论生产型企业精益生产方式下的成本管理[J].中国集体经济, 2023,(10):45-48.

[4]陈耿龙.生产型企业精益生产方式下的成本管理[J].中国市场,2019, (16):106+108.

[5]刘方舟.精益生产在生产企业成本控制中的应用研究[J].财会学习, 2024,(27):101-103.


审核:刘   坤

责编:王世明

编辑:刘   彬

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