[论文解读] Quicker reaction, lower variability: The effect of transient time in flow variability of project-driven production

Ricardo Antunes, Vicente A. González+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 24, 2017

Manufacturing Process and Optimization参考文献 8被引用 7

一句话总结

本文研究了项目驱动型生产系统中瞬态响应时间对流程变异性的影晌，提出较短的瞬态时间可降低输出变异性。通过动态系统理论与五个案例的实证分析，证明了瞬态时间与流程变异性之间存在成比例的反比关系，验证了系统响应越快，过程压力越小，稳定性越高的结论。

ABSTRACT

Based on the knowledge of dynamic systems, the shorter the transient response, or the faster a system reaches the steady-state after the introduction of the change, the smaller will be the output variability. In lean manufacturing, the principle of reducing set-up times has the same purpose: reduce the transient time and improve production flow. Analogously, the analysis of the transient response of project-driven systems may provide crucial information about how fast these systems react to a change and how that change affects their production output. Although some studies have investigated flow variability in projects, few have looked at variability from the perspective that the transient state represents the changeovers on project-driven production systems and how the transient state affects the process' flow variability. The purpose of this study is to investigate the effect of changes in project-driven production systems from a conceptual point of view, furthermore, measuring and correlating the transient response of five cases to their flow variability. Results showed a proportional relationship between the percentile transient time and flow variability of a process. That means that the quicker the production system reacts to change; the less the distress in the production output, consequently, lower levels of flow variability. As practical implications, lean practices focusing on reducing set-up times (transient time) can have their effects measured on project-driven production flow.

研究动机与目标

• 探讨瞬态响应时间对项目驱动型生产系统中流程变异性的影响。
• 应用动态系统理论，理解系统在项目环境变化时的适应速度。
• 测量并关联实际项目案例中瞬态响应时长与实际流程变异性。
• 为聚焦于减少项目型制造中换线时间的精益实践提供概念与实证支持。
• 证明更快的反应时间可带来更稳定的生产输出与更低的变异性。

提出的方法

• 应用动态系统理论，将项目驱动型生产建模为包含瞬态与稳态阶段的系统。
• 将瞬态时间定义为从项目条件变化到系统达到新的稳定输出水平所经历的时间段。
• 收集并分析五个真实世界项目驱动型生产案例的数据，以测量瞬态时间与流程变异性。
• 使用统计相关性分析瞬态时间百分位数与流程变异性之间的关系。
• 通过瞬态与稳态阶段输出速率的标准差计算流程变异性。
• 应用精益制造原则，从换线时间减少与过程稳定性角度解释研究发现。

实验结果

研究问题

• RQ1 瞬态响应时长如何影响项目驱动型生产系统中的流程变异性？
• RQ2 较短的瞬态时间与输出变异性降低之间是否存在可测量的关系？
• RQ3 动态系统理论能否有效应用于分析项目型生产环境中的流程变异性？
• RQ4 实际的精益实践——尤其是换线时间减少——在多大程度上可转化为生产流程稳定性的可测量改善？
• RQ5 系统反应速度对项目驱动型系统中的过程压力与输出一致性有何影响？

主要发现

• 发现瞬态时间与流程变异性之间存在成比例的反比关系，即瞬态时间越短，变异性越低。
• 对变化反应更快的系统在转换阶段表现出显著降低的输出波动。
• 研究证实，最小化瞬态响应时长可提升过程稳定性并减少运营压力。
• 五个案例的实证数据表明，减少换线时间（从而缩短瞬态阶段）可直接降低流程变异性。
• 研究结果支持在项目驱动型环境中应用精益原则，特别是针对换线时间减少的策略。
• 研究结果验证了瞬态阶段持续时间是决定项目型生产系统整体流程稳定性的关键因素。