丰田生产方式（Toyota Production System, TPS）是现代制造业的典范，其核心理念是通过消除浪费、提高效率和质量来优化生产流程。

在TPS中，“物料与信息流图”（Material and Information Flow Diagram）作为一种重要的工具，帮助企业可视化和分析生产过程中的物料和信息流动。

本文将深入探讨这一工具的设计原理、发展历史、系统功能、操作方式及其价值。

01 设计原理

1.1 流程图的基本概念

物料与信息流图是用于描述生产过程中物料和信息流动的可视化工具。

它通过图形化的方式展示了物料的流动路径和信息传递的机制，帮助团队全面理解流程的各个环节及其相互关系。

1.2 设计原则

物料与信息流图的设计遵循以下原则：

清晰性：图形应简单明了，便于理解和分析。

全面性：涵盖生产过程的所有环节，包括前端（如原材料采购）和后端（如成品交付）。

动态性：应随时更新，以反映生产过程中的变化和改进。

02  发展历史

2.1 TPS的起源

丰田生产方式起源于20世纪40年代后期的日本，丰田汽车公司在这一时期面临着资源短缺和激烈竞争。为了提高效率和降低成本，丰田开始探索不同的生产方法，最终形成了TPS。

2.2 物料与信息流图的引入

在TPS发展的过程中，物料与信息流图作为一种重要的工具逐渐被引入。它的目标是通过可视化的方式帮助团队识别生产过程中的瓶颈和浪费，从而实现持续改进。

2.3 现代应用

随着信息技术的发展，物料与信息流图的应用范围不断扩展。丰田通过生产管理系统来绘制和分析流图，使得这一工具更加高效和直观。

03  系统功能

3.1 识别浪费

物料与信息流图能够帮助企业识别出生产过程中的各种浪费，包括：

过剩生产：生产超出市场需求的产品。

等待时间：物料或信息在流程中停滞的时间。

不必要的运输：物料在生产过程中的不必要移动。

3.2 流程优化

通过可视化的方式，物料与信息流图可以帮助企业优化生产流程，具体包括：

简化流程：去除不必要的步骤和环节。

调整资源分配：根据实际需求合理分配人力和物力资源。

提高响应速度：通过优化信息流动，提高对市场变化的响应能力。

3.3 改善沟通

物料与信息流图不仅是生产工具，也是团队沟通的桥梁。团队成员可以通过共享的流程图清晰了解各自的职责和任务，从而提高协作效率。

04  操作方式

4.1 收集数据

在开始绘制物料与信息流图之前，丰田生产部门需要收集相关的数据。这包括：

生产流程的各个环节的详细描述。

每个环节所需的时间和资源。

与生产相关的所有信息流动。

4.2 绘制流程图

根据收集到的数据，企业可以开始绘制流程图。流程图通常包括以下元素：

矩形框：表示各个操作步骤。

箭头：表示物料和信息的流动方向。

菱形框：表示决策点。

4.3 分析流程

完成流程图后，团队可以进行分析，识别出流程中的瓶颈和浪费。分析过程通常包括：

逐步审查：逐步检查每个环节，识别出潜在问题。

数据分析：利用数据分析工具，量化识别出的浪费。

4.4 持续改进

物料与信息流图并不是一次性的工作。企业应定期回顾和更新流程图，确保其反映实际情况，并根据市场和生产的变化进行调整。

05  价值

5.1 提高效率

通过物料与信息流图，企业能够显著提高生产效率，减少生产周期。这不仅降低了生产成本，还提高了产品的市场竞争力。

5.2 降低库存

优化信息流动能够帮助企业更准确地预测需求，从而减少库存水平，降低库存持有成本。

5.3 增强灵活性

在市场需求变化时，拥有高效的物料与信息流图能够帮助企业快速调整生产计划，提高响应速度。

5.4 改进质量

通过识别和消除生产过程中的浪费，企业能够提高产品质量，减少缺陷率。

5.5 提升员工士气

清晰的流程映射可以帮助员工更好地理解自己的工作，提高工作满意度和士气。

结论

丰田TPS中的“物料与信息流图”是一项强大的工具，能够帮助企业识别和消除浪费，优化生产流程，提高效率。

通过定期的流程审查和改进，企业不仅能够提高生产能力，还能在激烈的市场竞争中立于不败之地。未来，随着技术的发展和市场的变化，物料与信息流图将继续发挥重要作用，为企业创造更大的价值。

在丰田自身的很多资料以及业界学界分析丰田的时候，都会用到一个词 – “Toyota Way”（丰田之道）。Toyota Way是丰田长期经营所总结出来的一系列的管理原则或者叫管理哲学。这就是丰田所有管理信息系统（TMS/TPS/TMSS等）最大的需求输入。操作界面业务流程应用功能技术组件等或许会随着时代和市场的变化而变化，但作为信息系统的灵魂和指导思想一直都是Toyota Way。

这一点就有效的保证了基础结构的稳定性，最大限度的避免了很多Home-Grown ERP（或者大型管理信息系统）在开发和运行过程中所面临的频繁且巨大的也是不确定的需求变更的威胁。

很多时候，市场去总结和分析一套大型Home-Grown系统发生问题的原因的时候，总会首先注意到系统架构、开发管理、技术资源、预算投入等因素，而忽略了一个明显的事实：很多企业在经营方面的调整是快速的，也可能是无序的，所谓一朝天子一朝臣，新的领导班子总会有新的想法，有很大的冲动去否定和改变前朝的规则，包括但不限于公司战略、治理结构、组织架构、产品组合、运营方式等。从IT的视角看，这种突然的掉头和转弯，会使得本来就是因地制宜而设计与开发的Home-Grown系统的调整和变化变得异常的艰难，从而逐步脱节，甚至相互牵制。

Toyota Way是丰田公司在长期经营实践中总结和发展出来的一套科学管理的体系，包括了管理哲学、业务流程、问题解决和员工发展等四个领域。

Toyota Way管理哲学的核心理念是对核心的过程进行长期的观察和持续的改进，逐步减少价值链中无用的工作，这就是丰田的精益生产理念——细分作业流程，观察每个细分环节的工作情况，着重于改善本环节的效率以及前后衔接的效率，同时也关注整体的效率和质量的提升。

一个典型的例子：在信息系统（TPS）中，记录车辆零部件机加工流程每个环节的工作时间，以及在制品（WIP）的库存水平等信息，然后分析存在的问题以及改善效率的机会。经过现场分析与实验，以及结合在TPS上的模拟验证，对工艺和流程进行改善，把一部分工序放在一起联合作业，从而大幅度的改善整个流程的效率。这样的一个例子，就能看到信息系统发挥了巨大的价值，当然，信息系统因为与管理和作业的深度融合，本身也在持续的提升和进化。

Toyota Way直接造就了丰田的核心系统之一TPS。

Toyota Way一共14条（14 Principals）：

1.”Base your management decisions on a long-term philosophy, even at the expense of short-term financial goals.“

“将管理决策基于长期哲学，即使以牺牲短期财务目标为代价。”

2.”Create a continuous process flow to bring problems to the surface. ” 

Work processes are redesigned to eliminate waste (muda), such as overproduction and waiting times, through continuous improvement (kaizen).

“创建一个连续的流程以揭示问题。”

工作流程通过持续改进（改善）被重新设计，以消除浪费（无用功），如过度生产和等待时间。

3. “Use ‘pull’ systems to avoid overproduction.“

A pull system produces only the required material after a subsequent operation signals a need. 

“使用‘拉动’系统以避免过度生产。” 

拉动系统仅在后续操作发出需求信号后生产所需的材料。

4.”Level out the workload (heijunka). (Work like the tortoise, not the hare.)” 

This principle aims to avoid overburdening people or equipment and creating uneven production levels (mura). 

“均衡工作负荷（平准化，heijunka）。(像乌龟一样工作，而不是兔子。)”

这一原则旨在避免给人员或设备带来过度负担，并避免生产水平的不均衡（mura）。

5.”Build a culture of stopping to fix problems, to get quality right the first time.“

Quality takes precedence (Jidoka). Any employee can stop the process to signal a quality issue. 

“建立一种停下来解决问题的文化，确保第一次就把质量做好。” 质量优先（自动化，Jidoka）。任何员工都可以停下流程来发出质量问题的信号。

6.”Standardized tasks and processes are the foundation for continuous improvement and employee empowerment.” 

“标准化的任务和流程是持续改进和员工赋能的基础。”

7.”Use visual control so no problems are hidden.“

This principle includes the 5S Program, steps that are used to make all workspaces efficient and productive, help people share workstations, reduce time looking for needed tools, and improve the work environment. 

“使用视觉管理，以确保没有问题被隐藏。” 

这一原则包括5S项目，这是用于提高所有工作空间效率和生产力的步骤，帮助人们共享工作站，减少寻找所需工具的时间，并改善工作环境。

8.”Use only reliable, thoroughly tested technology that serves your people and processes.” 

“仅使用可靠、经过充分测试的技术，以服务于您的员工和流程。”

9.”Grow leaders who thoroughly understand the work, live the philosophy, and teach it to others.” 

This principle argues that training and ingrained perspective are necessary for maintaining the organization.

 “培养那些彻底理解工作、践行理念并将其传授给他人的领导者。” 

这一原则认为，培训和根深蒂固的视角对于维护组织是必要的。

10.”Develop exceptional people and teams who follow your company’s philosophy.“ 

“培养遵循公司理念的优秀员工和团队。”

11.”Respect your extended network of partners and suppliers by challenging them and helping them improve.” 

The automaker intends to apply the same principles to suppliers that its employees use. 

“尊重您的合作伙伴和供应商的广泛网络，通过挑战他们并帮助他们改进。” 

该汽车制造商打算对供应商应用与员工使用的相同原则。

12.”Go and see for yourself to thoroughly understand the situation .” 

Toyota managers are expected to experience operations firsthand to see how they can be improved.

 “亲自去看看，以彻底理解情况。” 

丰田的管理者被期望亲身体验操作，以便了解如何改进。

13.”Make decisions slowly by consensus, thoroughly considering all options; implement decisions rapidly.“

“通过共识缓慢做出决定，充分考虑所有选项；迅速实施决策。”

14. “Become a learning organization through relentless reflection  and continuous improvement .” 

The general problem-solving technique to determine the root cause of a problem includes initial problem perception, clarification of the trouble, locating the cause, root cause analysis, applying countermeasures, reevaluating, and standardizing. 

“通过不懈的反思和持续改进成为一个学习型组织。”

确定问题根本原因的一般问题解决技术包括初步问题感知、问题澄清、查找原因、根本原因分析、采取对策、重新评估和标准化。

石油化工行业设备制造监造数智化变革不是一种选择，而是必经之路。这是因为在石油化工设备制造等关键行业中，设备制造监造面临诸多挑战：设备需求方往往处于被动接受信息，供需双方缺乏有效的数据交互渠道；质量控制上非常严格；项目时间表往往非常紧张；生产过程中各个环节无法第一时间知晓等等。这使得设备需求方和监理方对于通过数智化手段实现对工程项目的实时监控、提高协同效率、确保工程质量和交期、降低运营成本的需求日益迫切。

为了应对这些挑战，某油田公司将数智技术应用于设备监造与质量控制，打造设备监造数智化管理新模式，开创“数据驱动、专业融入、点面结合”的协同工作方式。数智化监理服务平台利用大数据分析和人工智能算法，减少人为干预的可能性，使得监造结果更加公正、透明。

该平台满足多租户（监理单位、业主单位、生产单位）的使用需求，完成了供应商管理、合同管理、标准库管理、监造过程管理、质量管理、报告管理、流程管理等多个核心模块的开发和上线。实现了监造工作开展前从合同立项、监造开展通知单、监造计划、监造细则的制定和监造任务的分配，到监造工作开展后，自动数据采集、见证任务执行、质量问题审理、质量预警、进度预警、日报周报工序报告的自动生成、监造报告的自动生成与审核、监造一张图的实时监控。全过程的线上管理，使得监造工作实时可视、可知、可溯、可查、可控，提升了监造工作的标准化和智能化，确保了制造过程中 “人机料法环” 各要素的有效性和稳定性。

01.总体设计

02. 部署架构

本次项目以监理单位下属生产单位数采接入为核心，因此采用1+N云边协同的数采集成方案。

总部：部署业务系统、工业物联网云平台管控节点，实现对边缘数采节点的统一管理、设备资产模板统一定义、统一运维工作台、统一用户管理以及数据处理、数据可视化展示等功能。

工厂：在每个工厂部署1套边缘数据采集与融合平台，实现设备资产接入、DCS数据采集、实时计算、设备异常告警监控、企业侧IT数据集成等功能。在工厂侧部署边缘数据采集平台，对接车间PLC、DCS、控制器、智能仪表等数据源点，实现将分散的点位数据汇聚到数采边缘节点。

该部署架构的亮点：1）健壮性——断网时支持最小功能集合的闭环；2）经济性——云端统一部署配置，对边缘端资源依赖低；3）扩展性——云端弹性扩展，支撑智能融合运维平台发展规划；敏捷性—支持边缘端的快速扩展和复制。

03. 自动化采集网络

本项目监造的四大品类所在的工厂具有生产流程多样性、数据标准复杂性、实时性要求、安全性要求这些特性，需要对原材料验收过程、制造过程、整机过程等不同阶段进行多元化的检验检测数据采集，如硬度计、压力试验、光谱仪等设备的检测数据采集。这就需要构建自动化采集网络，即中心＋边缘的物联数据采集网络，从而实现设备数据的自动、高效、安全、健壮采集。

04. 多方协同

平台支持项目进度、质量数据的同步共享，达到监理单位、业主单位、生产单位的信息对称。其中业主单位和监理单位管理层通过平台集中掌握多个合同下各生产单位的生产情况和监造情况，了解每个合同所处的制造和见证环节，收到见证记录表/监造日报/周报等数据，及时掌控各合同的进度和质量。驻厂监理师则利用平台自动判断指标项实测值是否合格的特性，实现对质量问题的发起和跟踪。生产单位在平台上完成对质量问题的接收和处理。

05. 数字建模

数字建模有助于赋能多类场景，支持业务的复用和可持续发展。包含“标准库建模”，将产品名称、产品类别、生产工序、监检对象、监检项目和指标项检验标准相结合，通过自定义配置的方式，构建各类产品进行标准化质量检验的标准库，从而为自动化判断见证结果提供依据。“供应商建模”，建立各生产单位的资质证书、人员资质、设备资质的动态台账，实现不同合同下，生产单位资质审核信息复用。

06. 监造全过程管控

平台搭建“监造一张图”对合同状态、质量问题、数据报告、合同成员等多维数据进行信息整合，为管理者提供了一个直观、全面且动态的监造信息展示与管理工具，如同设备监造管理的智慧中枢，这有助于管理者及时掌握项目进度是否符合计划要求、质量是否稳定可控、合同执行是否顺利等情况，确保项目始终处于有效监控之下。

07. 数智报告本平台通过获取见证任务执行的数据并基于预先设计的数据模板为每份合同自动生成监造日报、周报、物资监造证明书、工序子报告，最终在整体见证完成时汇总生成监造报告。这大大提高了报告生成效率与准确性，监理单位可以在短时间内完成报告的审核和提交，使业主能够及时了解设备制造质量情况，为设备的安装调试和投入使用提供有力支持。另外自动生成这些监造工作的成果能够助力项目总结与经验传承，形成企业内部的知识库和标准规范。