精益綠色制造方法集成對消除制造企業(yè)廢棄物的影響研究

朱小勇 楊妮 肖睿 劉幸筠

摘要：采用田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，測量精益浪費(fèi)分析法、“3R”技術(shù)方法等兩種技術(shù)單獨(dú)、組合和集成融合運(yùn)用對制造業(yè)中廢物消除績效的影響?；谠囼?yàn)結(jié)果，驗(yàn)證了制造過程中廢物最小化技術(shù)發(fā)展的層級結(jié)構(gòu)模型，集成精益/綠色制造“3R”技術(shù)對消除廢棄物實(shí)現(xiàn)效率和效益最大化，證實(shí)精益生產(chǎn)和綠色制造理念的融合，既實(shí)現(xiàn)企業(yè)制造成本的降低，又可以消除生產(chǎn)過程中對環(huán)境的負(fù)面影響和實(shí)現(xiàn)資源利用最大化的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：精益浪費(fèi)分析法;“3R”技術(shù);廢棄物;綠色制造

引言

精益理念通過消除產(chǎn)品/服務(wù)制造過程中的浪費(fèi)來實(shí)現(xiàn)提高整個(gè)制造過程的效率、質(zhì)量和降低成本[1]（Galeazzo et al.，2014）。精益生產(chǎn)有一系列實(shí)踐方法工具來減少制造過程領(lǐng)域中的浪費(fèi)，消除帶來的環(huán)境負(fù)面影響，節(jié)約資源和能源，提高效率和效益[2]。同時(shí)，綠色制造中的3R技術(shù)（Reduce、減量化，Reuse、再利用，Recycle、再回收）也顯示與精益方法相似的特征屬性。

本研究對精益/綠色集成聚焦于制造過程中的固體廢物管理采用定量分析方法。這項(xiàng)工作是在Dues et al.（2013）， Martinez-Jurado et al.（2014）， and Garza-Reyes （2015）的研究基礎(chǔ)上開展的。Dues et al.（2013）指出精益與綠色在廢物減少技術(shù)方面存在重疊，這也是本項(xiàng)目研究所關(guān)注的焦點(diǎn)[3]。Martinez-Jurado et al.（2014）認(rèn)為精益和綠色是互補(bǔ)的，取決于三個(gè)主要原則：減少浪費(fèi)，以過程為中心、全員參與[4]。Garza-Reyes （2015）證實(shí)一些令人關(guān)注的研究問題，如兼容性，集成、績效評估方法和對組織績效的影響等，可以通過精益/綠色管理的定量研究來回答[5]。

1研究假設(shè)

精益生產(chǎn)的主要目標(biāo)就是識別和消除生產(chǎn)過程的非增值活動(dòng)，稱之為為七大浪費(fèi)，通常被稱為生產(chǎn)過剩、缺陷、不必要的動(dòng)作、不必要的庫存、不合適的加工、運(yùn)輸和等待，以及人的潛能未充分利用。這些浪費(fèi)會(huì)導(dǎo)致組織內(nèi)部潛在的混亂和利潤、機(jī)遇的喪失。同樣的，環(huán)境影響可以被認(rèn)為是綠色廢物的結(jié)果。US EPA（2007）研究發(fā)現(xiàn)企業(yè)在制造流程中產(chǎn)生七大浪費(fèi)的同時(shí)也對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，造成環(huán)境污染，制造流程中的產(chǎn)生的七大浪費(fèi)和廢棄物的環(huán)境影響[6]。本研究項(xiàng)目的研究也是確認(rèn)實(shí)施精益是否有效地保護(hù)環(huán)境，在消除七大浪費(fèi)的同時(shí)是否對消除環(huán)境影響方面產(chǎn)生積極作用。

“3R”實(shí)踐涵括不同的措施和專門技術(shù)，最終使無價(jià)值的廢棄物數(shù)量和無價(jià)值部分最小化，盡量降低廢物對環(huán)境的負(fù)影響。Schroeder and Robinson （2010）提出“3R”技術(shù)廢物管理是國際公認(rèn)的廢物管理實(shí)踐，并強(qiáng)調(diào)在源頭減少浪費(fèi)[7]。

Bergmiller and McCright （2009）提出綠色制造也能推動(dòng)精益生產(chǎn)的發(fā)展，精益和綠色項(xiàng)目之間存在顯著的協(xié)同作用，企業(yè)追求綠色目標(biāo)，許多綠色元素都涵括在精益計(jì)劃中，表明追求精益將取得更大的成功。精益和綠色這兩種方法之間的主要重疊區(qū)的主要與“浪費(fèi)”相關(guān)。運(yùn)用組合精益/綠色范式中方法技術(shù)具有減少廢物的本質(zhì)和屬性，在減少浪費(fèi)項(xiàng)目中精益和綠色理念融合的基本原則的有效性。綜上所述，提出下列假設(shè)：

H1：精益浪費(fèi)分析法（即七大浪費(fèi)識別和分析法）能夠消除或減少生產(chǎn)過程中的廢棄物的產(chǎn)生，改進(jìn)環(huán)境負(fù)面影響、消除綠色浪費(fèi)和提高環(huán)境效益。

H2：作為綠色制造技術(shù)中廢物管理的方法技術(shù)，“3R”層級技術(shù)法優(yōu)于精益浪費(fèi)分析法對七大浪費(fèi)的識別和消除生產(chǎn)過程中的廢棄物，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的固體廢物最小化。

H3：組合兩大方法論（“3R”層級技術(shù)，精益浪費(fèi)分析法）在減少廢棄物的過程中能產(chǎn)生更好的績效于單獨(dú)使用“3R”層級技術(shù)相比較。

H4：集成融合精益/“3R”矩陣集成融合精益有害物質(zhì)消除法和“3R”層級技術(shù)積極影響對廢棄物最小化項(xiàng)目。

2研究設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)果分析

2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了獲得嚴(yán)格有意義的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和信息，試驗(yàn)設(shè)計(jì)過程將采用田口方法中的兩因素兩水平全因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。選取高年級大三、大四級110名專業(yè)學(xué)生，隨機(jī)分成為五組，每組22人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，第五組為附加實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了一個(gè)額外的參照附加實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測試。因此，試驗(yàn)設(shè)計(jì)為兩因素兩水平全因素試驗(yàn)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于上面描述的試驗(yàn)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理工作采用SPSS.19軟件完成。因此，本研究試驗(yàn)項(xiàng)目中，樣本規(guī)模n=110名學(xué)生，在95%置信水平下（t=1.96），檢驗(yàn)概率p=0.05產(chǎn)生4.29%（）的誤差范圍。

2.2數(shù)據(jù)分析與結(jié)果

本研究項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分析主要來研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的每一個(gè)組合所得數(shù)據(jù)測量因素值的影響和測量屬性的變異性。遵循田口建立的研究方法和成果，選用信噪比來分析變異性和作為度量的標(biāo)準(zhǔn)，考慮期望達(dá)到滿意的數(shù)值（信號）和克服變異的數(shù)值（噪聲）。另外，因素間AB的交互作用和方差分析也進(jìn)行相應(yīng)的研究。因?yàn)楸狙芯宽?xiàng)目是追求目標(biāo)影響因素最大化，所以用來計(jì)算的信噪比公式為：

公式中字母含義：Mean：均值;SD：標(biāo)準(zhǔn)差。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如下：案例一數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表1-2，案例2數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表3-4，用來測量精益/“3R”矩陣影響的附加實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析見表5。最后，對浪費(fèi)消除績效因素的總體影響結(jié)果總體排序見表6。

在第一個(gè)案例的數(shù)據(jù)分析中，表1中因素A1和因素B1對測量的平均值（測量值的影響與平均值比較，+0.86和+1.48）產(chǎn)生比較大的影響;同時(shí)，兩因素也極大的提高了信噪比（與平均值比較，+2.46和+3.97）。另外，因素A1和因素B1的聯(lián)合使用對改善績效影響為：+2.43的測量值和信噪比+5.82。也注意到因素A和因素B的交換作用比較弱（僅僅+0.09的測量值影響和-0.09的信噪比）。在表2的方差分析中，因素A和因素B方法技術(shù)的應(yīng)用對案例一中廢棄物的消除作用是顯著的，但因素A和因素B共同做出貢獻(xiàn)的比例僅為28.9%，其它的因素產(chǎn)生影響，后續(xù)進(jìn)行研究和解釋。

在第二個(gè)案例的數(shù)據(jù)分析中，表3中因素A1和因素B1對測量值產(chǎn)生影響（測量值的影響與平均值比較，分別為+0.11和+1.05）;同時(shí)，兩因素也極大的提高了信噪比（與平均值比較，分別為+0.16和+2.99）。在表4的方差分析中，因素B方法技術(shù)的應(yīng)用對案例二中廢棄物的消除作用是較顯著的，因素A和因素B共同做出貢獻(xiàn)的比例僅為7.07%，其它的因素產(chǎn)生影響。

綜上所述，假設(shè)1和假設(shè)2得到驗(yàn)證確認(rèn)。同樣，上述結(jié)果也顯示聯(lián)合運(yùn)用A1和B1也對績效產(chǎn)生增加，因此，假設(shè)3也得到驗(yàn)證和確認(rèn)。在附加實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析結(jié)果表5和表6，顯示精益/綠色集成方法對廢棄物的消除產(chǎn)生的影響的試驗(yàn)測量結(jié)果是所有方法技術(shù)中提高最多的（案例一：+3.84和案例二：+4.20），同時(shí)信噪比的提升也是最高的（案例一：+7.86和案例二：+8.05）。因此，假設(shè)4也得到確認(rèn)和證實(shí)。

3結(jié)論

本項(xiàng)目的研究也證實(shí)和確認(rèn)七大浪費(fèi)的識別和消除對制造過程產(chǎn)生的廢棄物消除是有積極影響。同樣，“3R”制造層級技術(shù)、聯(lián)合七大浪費(fèi)法和“3R”技術(shù)以及集成精益/綠色制造矩陣對廢棄的消除產(chǎn)生的績效越來越有效率和效益。然而，在試驗(yàn)的方差分析過程中，其它因素也影響廢棄物改善的績效，的確在試驗(yàn)的過程中測試用的三種方法都非常的相似（內(nèi)容清單、分析框架、相同的較熟練知識背景），因而必定非常自然的會(huì)影響試驗(yàn)的結(jié)果，比如其余解決問題的方法工具在測試過程中也自然的產(chǎn)生作用，如因果圖法、價(jià)值流程圖法、面向環(huán)境設(shè)計(jì)和全生命周期評價(jià)法等方法工具，在測試過程中非故意的隨便使用上述工具方法等也會(huì)對消除廢棄物的績效產(chǎn)生積極影響，這也正說明精益綠色制造技術(shù)能夠給企業(yè)帶來非常大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]Galeazzo， A.， Furlan， A.， Vinelli， A. Lean and green in action： interdependencies and performance of pollution prevention projects [J]. Journal of Cleaner Production.2014，85：191-200.

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[3]Dues， C.-M.， Tan， K.-H.， Lim， M. Green as the new lean： how to use Lean practices as a catalyst to greening your supply chain [J]. Journal of Cleaner Production.2013，40：93-100.

[4]Martinez-Jurado， P.-J.， Moyano-Fuentes， J. Lean management， supply chain management and sustainability： a literature review [J]. Journal of Cleaner Production.2014，85：134-150

[5]Garza-Reyes， J.A. Lean and green e a systematic review of the state of the art literature. Journal of Cleaner Production [J].2015，102：18-29.

[6]US EPA， United States Environmental Protection Agency. The Lean and Environment Toolkit，2007. Available at： www.epa.gov/lean/environment/toolkits/index.htm.

[7]Schroeder D M， Robinson A G. Green is free： Creating sustainable competitive advantage through green excellence [J]. Organizational Dynamics，2010，39（4）：345-352.

基金項(xiàng)目：衡陽市社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目（2020D026）;邵陽學(xué)院2021年大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目（精益綠色制造方法集成對制造企業(yè)績效的影響研究）。

作者簡介：朱小勇（1981-），湖南新邵人，講師，博士，研究方向精益管理、綠色制造。