官术网_书友最值得收藏!

第2章 精益制造與精益信息化

1.1 精益制造的概念

1.1.1 精益制造

精益制造就是消除一切浪費,識別一切不增值的活動并進行改善。例如,改善制造過程,從功能式存儲轉變為無間斷流動(“一個流”),尤其是把物流模式由推式變為拉式,達到準時化生產JIT。即實現一種只在需要的時候才制造和運輸所需數量產品的生產系統。這里提到的JIT大多數人比較熟悉,JIT與均衡化是豐田生產系統的兩大支柱。JIT以生產均衡化為基礎,由三個方面組成:拉動系統、節拍時間和連續流。JIT的目標在于全面消除各種浪費,盡可能地實現高質量、低成本、低資源消耗,以及最短的生產和運輸交貨時間。

精益制造中的組織和管理產品開發、作業、供應商和客戶關系的業務系統,與過去的大批量生產系統相比,可以實現消耗較少的人力、空間、資金和時間,制造最小缺陷的產品,以準確地滿足客戶的需要。

1.1.2 精益思想

精益思想可以提高效率,企業在設計過程、接單過程、生產過程中都要用到精益思想。

在設計過程中,就為制造著想,多考慮通用化零件,采用模塊化設計,減少過度設計和加工的浪費。

在接單過程中,就考慮可交付性,平滑客戶的波動需求,并有效地控制整個訂單的履行過程。

在生產過程中,縮短交貨期,以快速地響應客戶的需求。

實現精益思想的步驟是:定義價值;識別價值流;流動;拉動;過程盡善盡美。

精益思想強調提供客戶真正需要的價值。要克服一種沖動,即不要只從現存的組織、資產和認識出發,去說服客戶相信他們所需要的就是企業覺得易于提供的。對每種產品定義價值流,即定義一項產品或服務從概念到投產(通過開發過程)、從訂單到交付客戶手中(通過履約過程)所需的活動(過程)的順序。質疑這些過程中的每個步驟,查看這些步驟是否真的為客戶創造價值,并去除不能創造價值的步驟。將保留下來的步驟按連續流動的形式加以排列,即消除各步驟之間的等待和庫存,以大幅縮短開發時間和反應時間。讓客戶拉動企業創造價值。這與一些企業所用的推動方法完全相反。推動方法需要很長的反應時間,且試圖使客戶相信他們所需要的東西就是企業已經設計或生產的東西。一旦價值、價值流、流動、拉動等得以確立,則要再回到追求盡善盡美的無止境的循環的起點,從頭開始。所謂盡善盡美,就是以零浪費提供完美價值的理想狀況。

實際上,了解六西格瑪、全員設備維護、約束理論、APS等思想的精益生產的人員可以看到,這些理論最終是追求同一個目標:能在客戶需要的時候提供恰好符合要求的價值,這是一個完美過程,該過程中無浪費、無缺陷、無故障、無瓶頸、無過剩能力的情況。

1.1.3 精益企業

精益企業是指采用精益原則為所有的參與者(客戶、員工、供應商等)有效地創造價值,達到最小浪費和快速應變。其特征是按需生產、精益制造、高度柔性、精益供應鏈。

按需生產就是要獲得客戶真正的需求,用短的交貨期快速滿足需求。精益制造是指消除一切不增值的活動,用單元流水線的拉式生產以快速響應客戶需求,生產出高質量、低成本的產品或服務。柔性應變就是管理系統需要具備柔性來應對市場環境的激烈變化。精益供應鏈就是在沿著價值流的各個公司和工廠之間,建立一個能夠以小批量進行補給的拉動系統。精益物流需要拉動信號(EDI、看板、網絡設備等),來保證價值流各工序之間的平衡生產,即用頻繁的小批量裝運方法,將零售商、制造商及供應商,連成一條供應鏈。

精益企業要系統地應用精益思想,更加迅速地響應市場變化,精益企業可以適應環境的變化而持續不斷進步,追求盡善盡美。我們只有在對整個企業的結構、政策、程序、過程、管理實踐、激勵機制,以及與客戶和供應商的外部關系方面,進行精益再思考和精益流程再造,精益企業的效益才能充分地發揮出來。

1.1.4 精益戰略

精益不僅僅是運營改善的方式,更是運營改善的戰略。精益的戰略目標是成本、質量與交貨最優化。為達到這個目標,精益試圖消除運營系統中的三大損失:浪費、波動、僵化。

成功的精益轉型本質是全面的,它必須同時解決這三種損失,并非只是優化個別的零件或流程,而是尋求改善整個系統,達到按需生產、精益制造、柔性應變的最高境界。實際上,精益可以在任何行業實現運營轉型。例如,離散的加工業,創造流動是主要目標;而化工業或其他高產量、資本密集的產業,流動已經很順暢,改善的重點應是消除各種損失。消除一切無法增加價值的事物;減少任何偏離標準的情形,如不均衡或超負荷;減少客戶的服務和產品質量的減損,員工技能的變異導致生產力的損失。消除浪費有助于減少成本,消除變異有助于改善質量,消除僵化、增強柔性有助于優化交付能力,快速地響應客戶變化的需求。

值得注意的是,精益企業彼此之間水平高低的主要區別是是否擁有能自我校正的運作系統,是否能以最少的資源與配置成本適應客戶的需求。這就要求企業對客戶的需求真正了解,并能靈活調整運營規模與步調,以快速響應客戶需求。

總之,精益的實踐是一個旅程,不是一個流程;不是簡單的項目,而是追求完美的過程;不是一種方式,而是一個戰略。

1.1.5 精益信息化

過去,企業對精益存在誤解,即精益適合用手工管理的方式,而不需要計算機,不需要信息化。生產現場不需要計算機來幫助我們做事情,這種現象導致企業的生產制造出現很多問題。其中最大的問題是,由于組織生產需要的時間、空間跨度都很大,企業外部需求變化快速,包括客戶的需求、下游供應商的需求,都在不停改變,這對企業生產、物流造成非常大的影響,簡單靠人工管理或者人工的傳統精益拉動生產,已經不能適應快速變化的市場需要。還有一個問題是,由于大量數據在傳統精益運作中產生,這些數據得不到積累,得不到及時地分析,很難對今后的企業改造做出評估和規劃。此外,人工管理現場的成本過高,無法與現有信息系統集成也是傳統精益的弊病。個別企業對物流在企業運作中的追溯要求,在手工的傳統精益生產條件下也無法做到。因此,在精益制造發展一段時間后,企業發現,單方面強調精益本身而缺乏信息系統的支持,具有很大的局限性。這使得企業的管理層和運作人員開始接受精益信息化的概念,但是,企業又不可能回到MRP的老路,自然而然產生了精益企業信息化、精益動態引擎等概念。

精益信息化與現有的ERP、SCM整合以降低風險,為精益技術轉型提供一個基本路線圖。精益方法需要與精益軟件、ERP結合在一起,才能真正提高企業的運作效率。實際上,精益和ERP不僅可以相互兼容、相互協作,而且兩者的有機結合比簡單疊加更加有利。ERP是將決策信息和數據流提供到工廠的每個角落,精益方法則是消除一切浪費現象。基于精益思想的應用軟件與ERP等系統集成,可以提高生產率、降低運營成本、提高質量和縮短生產提前期。使用通信觸發和事件管理功能,能夠大大縮短應變時間、降低庫存水平。實現業務流程的實時可視性,可提高生產的柔性程度。

精益信息化填補了企業資源計劃(ERP)和供應鏈管理(SCM)留下的許多空白。實際上,一個公司在向精益轉型的過程中,就是如何平衡“推式和拉式”生產的比重,較好地做到“推拉”結合。這就需要將混合式排產系統和流程并存。精益信息化能使精益生產技術自動化,并獲得良好的競爭優勢。中信息系統支持的拉動是拉動的高級階段。

建立在精益思想和需求拉動原則基礎上的精益信息化能夠幫助企業找到最佳方法,實現如下目標:

·為客戶創造價值。

·保證供應鏈上的每個節點均達到最佳庫存水平。

·減少提前期時間浪費現象,降低庫存水平。

駕馭信息技術的精益化變革,就是要沖破束縛整個供應鏈管理的枷鎖。一個能夠有效地管理和控制價值鏈的企業,才能夠正真理解產出、庫存、投資及運營費用等績效指標的真諦。精益信息化系統是工廠與外部世界聯絡的基礎設施,可以防止工廠變成一座與世隔絕的孤島。

1.2 精益制造的內容

精益制造的主要內容包含三個方面。

(1)JIT準時化:均衡生產、連續流、節拍、拉動。

(2)自動化:發現與停止、警報、解決問題。

(3)人員柔性配置:標準化、多技能。

具體的內容讓我們來看一下精益工廠的TPS豐田生產體系。一方面,精益工廠必須運作穩定、工作規范,實施全面設備維護TPM,具備可靠的產品與工藝,并且和外部供應商整合。其主要內容有:按JIT準時化哲理管理生產,即正確的零件、正確的時間和數量;創建無間斷的單件流,即以拉式生產的方式,實現多品種混合均衡生產。另一方面,使問題可見化,實施按燈系統,自動糾正錯誤或自動預警,員工管理多個機器,現場做到可視化。同時,培養多技能員工,使員工主動參與管理,不斷改善工作。最終目的是高質量、低成本、快速滿足客戶需求。

精益系統首先要追求穩定,對企業要縱觀全局,識別價值流里的非增值活動,畫出整個企業的價值流圖,擬定改善的步驟。對企業全體人員培訓精益理論,形成精益文化。在解決問題時要問五個為什么,以揭示問題的真相。任何工作都需要標準化,標準化是為了改善。強調現場溝通,保持工藝的穩定可靠,對設備采用全面的設備維護。做好現場基礎管理的5S活動,為進一步精益轉型做準備。管理供應商,和供應商建立戰略合作伙伴關系。

在生產管理上,只生產客戶所需的。實現小批量或單件流的流動生產,采取看板拉動系統,快速換模,減少生產批量,達到多個品種均衡混排。

在質量管理上,實現現場可視化控制,采取事中檢驗,設計防錯措施,有問題立刻按燈停線處理,采用六西格瑪數據控制質量波動,對設備全面預防維護。在設計時,引進精益,研發實行并行工程,組織多功能團隊。例如,公用零件的設計和模塊化設計,主要考慮制造的研發。

在精益文化方面,培養靈活的多技能員工,自覺的、有紀律的、為企業著想的員工。所有這些都是為了構建一個低成本、高質量、快速交貨的精益企業。

不過,最精益的方法是實現按單生產,但是生產的均衡性也很重要,所以維持少量的庫存也是必要的。實際上,精益生產不僅僅是消除一切浪費Muda,還要消除不均衡Mura、超負荷Muri。也就是說,精益生產追求的是有限能力的均衡生產,消除一切浪費,快速交貨。

我們可以對不同產品采用不同的策略,下面為產品的4種生產策略。

(1)百分之百按單生產。

(2)季節性緩沖庫存生產。

(3)應付突變的需求的安全庫存生產。

(4)應對設備故障的緩沖庫存。

最佳的方案應是結合APS的CTP(可承諾能力)技術和精益生產的一個流單元及看板技術,采用ATO模式,平衡推拉結合點。實際上,可以利用超市(庫存),來吸收訂單的波動,使內部實現生產和供應的均衡。

現在,在按單生產的新制造趨勢下,豐田也在向按單轉變。在保證均衡的原則下,實施按單生產。有趣的是,戴爾的精益模式是按單裝配,它把波動和庫存控制在供應商,而豐田的精益生產把波動和庫存控制在自己的成品超市。所以,我們不能簡單地照搬豐田生產,而要知道零庫存是有條件的,創建連續流也是有條件的,當然按單生產也是有條件的。

1.3 精益制造的勝利

在詹姆斯·P·沃麥克的最新著作《精益解決方案》一書中描述到:“我們認識到,精益制造的豐田與我們看到的其他公司有顯著不同,它的成功在于對公司核心過程(即為客戶創造價值,在恰當的時間以恰當的順序正確實施的一系列行動)的卓越管理。它對產品開發和生產的管理,以及與供應商和客戶的協作,都遠比我們遇到的其他企業出色得多。”

面對這一發現我們一致認為:“使得該公司在國際競爭中獨占鰲頭的原因,既不是非凡的產品創新和優越的文化背景,也不是疲軟的貨幣和政府的強力支持,而是對核心過程的極大關注。”這是一個非常有益的見解,因為奇特而非凡的產品或特種文化優勢是不能復制的,但卓越的過程管理卻可以。

在《改變世界的機器》一書中描述了這些過程。給出充足的證據說明,無論以何種重要尺度來衡量,豐田關鍵的增值活動不僅優于外國汽車公司,而且優于其他日本公司。豐田的產品開發、供應商管理、客戶支持和制造過程等的集合,正在成為改變世界的“機器”。這一結論很自然地引出一個問題:任何國家、任何行業的各個企業,如何才能獲得優良的過程業績?

今天,令我們感到高興的是,很多組織的內部過程都正在得到改善。最直接的表征就是,如今所生產的大多數商品,性能更好,賣價卻更低。例如,汽車工業,每年缺陷數恰恰是隨著同等規范汽車實際價格的持續下降而穩步減少的。我們同樣高興地看到,在每個對精益生產方式進行認真嘗試的企業、行業和國家,精益生產都是有效的。

與此同時,豐田在逼近通用(GM)處于世界汽車工業領導地位的過程中,取得了全球競爭的一個又一個勝利。相反,其他日本企業,則或者敗下陣來或者不斷下滑。本田(Honda)仍獨立且強勁,但日產(Nissan)卻被雷諾(Renault)控制;馬自達(Mazda)成為福特(Ford)的一部分;斯巴魯(Subaru)、鈴木(Suzuki)和五十鈴(Isuzu)為通用的緊密聯盟企業;三菱(Mitsubishi)則苦于喪失了大量市場份額。精益生產取得了勝利。

確實,領先企業通過精益生產實現了明顯的改善。大部分制造企業面臨著處理復雜產品和生產流程的特殊挑戰。尤其是根據客戶的訂制產品類型和具體訂單出現了幾種生產類型,分別為按訂單制造、按訂單配置、按訂單裝配等。較長生命周期的產品還要求有相當的產品售后服務。還有以項目管理為導向的競標流程和大型單件制造模式。

很多的按單或項目制造企業錯誤地認為精益生產不適合他們的商業模式,但是最優的按單或項目制造企業在實施精益原則方面花費了超過同類企業兩倍的時間和精力。

這并不是說同類最優企業不加區別地采用所有的精益方法論。相反,他們認識到并不是每個精益元素都可以直接運用到生產中去,所以同類最優企業對精益方法論做出了明智的運用。

精益的核心就是消除浪費。它從價值流設計開始,尋找業務流程中哪些部分不能帶來增加值。業績平平的裝備制造企業中只有35%的企業做了價值流分析,而同類最優企業則有74%設計了價值流程圖。

74%的同類最優企業采用了“單元生產”。這個概念在后面會介紹。在其他行業的生產中,工作單元的概念被賦予了新的內涵,工作單元是在生產小組內根據均衡和節拍來安排所有產品的生產,而不是根據產品來安排相應的工人。

大多數同類最優企業采用精益生產的另外兩個元素是5S(包括整理、整頓、清掃、清潔、素養,用于指導創建一個更加有序的工作環境)和Kaizen(持續改進小組)。

那么這些精益方法產生了怎樣的效果呢?在以訂單為核心的復雜生產世界里,提前期是具有絕對權威的。我們同類最優企業通過實行精益化企業資源計劃,使競價準備、生產制造和訂單發貨的周期時間減少了120%~320%,同時使時間進度表的完成率實現了22%的提升,另外按時發貨率也上升了20%。

以往,準確出貨率的增加往往以庫存增加為代價。但是通過精益生產,同類最優企業同時還實現了減少22%的庫存量,生產運營成本也下降了將近16%。

結果,倡導節儉的精益原則在復雜的制造業世界里降低了成本,精確化了排程。

1.4 制造系統的歷史

1.4.1 手工生產系統

手工生產是17世紀晚期產生的制造方式,依靠熟練的工匠使用手工工具完成生產,無自動化設備的應用。其特點是:依靠個人熟練的技能,使用簡單手工工具,制造客戶訂制的、不通用的產品,產量低、加工成本高昂、無標準、依靠個人經驗、生產周期較長。

1.4.2 批量生產系統

1908年亨利·福特發明了移動式汽車裝配流水線,并且將工人的工資提高到每天5美元,這大大地提高了生產率和員工積極性。自此,一種連續型的生產模式誕生了。其特點是:運用裝配流水線制造產品,品種少、批量大、對工人的技術水平要求低、工人的工作是簡單重復的、經常出現勞資糾紛。產品的零件具有互換性,質量較低,價格合適,可以批量生產,加工過程按工序批量制造,設備大、難組合。

1.4.3 MRP物料需求計劃系統

MRP的計劃主要是計劃相關需求,它是從MPS得到最高的需求,通過多層的BOM(物料清單)計算而得,如零部件、半成品、原材料、輔料。其特點是:推動式系統,物料的訂貨是以需求為基礎的,依賴于相關需求計劃和預測。

1.4.4 FCS有限能力計劃系統

有限能力計劃或有限能力排程是使用工作中心能力限制來平衡負荷,以自動前推或后推計劃,無限排程和有限排程。其特點是:基于規則的自動排程。它是區別于無限能力計劃(Infinite Capacity Planning)來說的。

1.4.5 TOC約束理論的DBR同步計劃系統

TOC約束理論是歌德瓦特博士創立的,它是同步制造的哲學。按照市場需求,用一種系統的方法,達到快速地、平穩地生產。用三個簡單的全局評價方法,產銷量、庫存、經營費用,在市場需求和生產約束下生產,以達到企業的目標。它的核心思想是存在并總能找出瓶頸工序或工作中心,而最佳計劃是基于瓶頸工序的計劃。TOC可以通過基于所有約束,同步化物流的有限能力建模。對瓶頸資源采取雙向計劃,對非關鍵資源采用倒排計劃。緩沖時間可以設置在任何復雜資源之間。DBR(Drum-Buffer-Rope)邏輯是對關鍵工序同步化所有資源和物料。它適用較復雜的、多層的BOM離散制造環境。其特點是:以有限約束能力和物料約束計劃生產,按訂單驅動,基于動態的DBR鼓點(節拍)、緩沖、繩(指令)來取得物流的平衡。

1.4.6 APS高級計劃與排程SCM的引擎

APS是基于內存運算的同步考慮物料和能力約束的高級排程,對所有資源具有同步的、實時的、帶約束能力的模擬能力,考慮物料、機器設備、人員、供應、客戶、運輸等約束;相比傳統MRP計劃,不論是長期的還是短期的計劃都具有明顯優化,尤其在模擬對比、可執行性方面。其特點是:APS計劃是全局供應鏈的優先級計劃,快速實現和優化工廠本地的順序排程,滿足整個供應鏈對需求響應越來越強烈的要求。

1.4.7 精益生產系統

精益生產是通過消除浪費,縮短從接收客戶訂單到工廠發貨之間的周期。精益思想是通過持續改進措施,識別和消除所有產品和服務中的浪費-非增值型作業的系統方法。其特點是:消除浪費,庫存最小,多技能員工,多品種、小批量,持續改進,一個流節拍拉動,縮短交貨期。

1.4.8 敏捷制造系統

美國提出了21世紀的制造戰略——敏捷制造。敏捷制造就是以協同的方式,提高企業競爭能力,實現對市場需求做出靈活快速反應的一種制造生產新模式。這種模式要求企業采用現代通信技術,以敏捷動態優化的形式組織新產品開發,通過動態聯盟、先進柔性生產技術和高素質人員的全面集成,迅速響應客戶需求,及時交付新產品并投入市場,從而贏得競爭優勢。其特點是:快速響應市場需求變化,供應具有柔性,全面的集成協作伙伴能力,生產與需求快速同步,提升企業的競爭力,改善整個價值鏈,形成精益敏捷的電子供應鏈。

1.5 什么是拉式生產

拉式生產已是工業界最時髦的話題,無論是精益生產還是敏捷供應鏈都以拉式生產、快速反應為核心。我們大多數企業都準備轉向拉式生產、隨需而動。

1.5.1 推和拉的基本概念

這里有兩個概念必須澄清,不能混淆。第一個是MRP和看板的比較,MRP是推,看板是拉,這主要是指執行層,看板是一個卡或傳票,可視化地連續拉動,通過消耗點來移動物料,是精益生產理想的拉式方法用于車間執行的工具。看板的概念在后面章節將詳細解釋,它的形式類似小批量的生產訂單。MRP是按生產訂單執行。看板是前工序按后工序的指令或消耗執行。

第二個是計劃層的推拉概念,計劃可以是推也可以是拉,也可以推拉結合,如按單裝配ATO模式就是前推后拉模式。

一般的推和拉是指執行層,它的關鍵區別主要體現在執行層,而不是計劃層。計劃強調遠瞻性和透明性。根據市場競爭性可以按實際需求計劃,也可以按預測需求計劃。

在穩定的環境下,集中計劃模式還是可以應付的。但是,一旦變化太快,推式計劃就很難適應了。那么什么是推式系統呢?它是依賴批量計劃來執行的,成批送到下游工序或倉庫排隊。推式系統集中控制,不考慮下一個工序的實際節拍,獨立的工序控制,關注資源能力,沒有形成連續流。

那么什么是拉式系統呢?它是實時響應實際需求或消耗來執行的,是一種由下游向上游提出實際生產需求的生產控制方法。其特點是:分散控制、靈活,具有較好的適應性,關注物料的流動。拉式系統可以應對快速的變化,看板就像人體的反射神經一樣自動、快速反應外界的變化。

1.5.2 MRP和看板的本質區別

MRP是推式系統,它是利用客戶的訂單來決定生產的需求,生產車間用生產訂單和工序段排程來溝通,在車間沒有真正優先級的方法來執行。

看板是連續拉式系統,可以用MRP的毛需求嚴格地作為看板需求計算投入。只有出現需要生產的信號,實際才生產。舉個例子:假設MRP算出今天需要500個,在MRP系統里,產生一個生產訂單數量為500個。而在精益系統里,每天500個將轉成5個看板,每個看板數量100個。現在我們知道預計需要生產多少,但是我們只有等到前道工序的信號才能生產。如果今天只接受到4個空看板信號,那就只能生產4個看板的數量400個。不像MRP盲目地生產500個。所以,在精益系統里,我們只生產需要的,而不是預計的。

1.5.3 庫存超市拉動系統和順序拉動系統的區別

庫存超市拉動系統是最基本、最廣泛的類型,有時也稱為填補拉動系統。在庫存超市拉動系統中,每個工序都有一個庫存超市來存放它制造的產品。每個工序只需要補足從它的庫存超市中取走的產品。一個典型的例子是,當材料被下游工序從庫存超市中取走之后,一塊看板將會被送到上游,授權給上游工序,生產已提取數量的產品。

由于每個工序都要負責補充自己的庫存超市,因此每天工作現場的管理就相對變得簡單起來,而且改進的機會也就更明顯了。各個工序間庫存超市有一個缺點,那就是每個工序必須承擔它所制造的各種產品的庫存。因此當產品類型多的時候,執行起來相當困難。

順序拉動系統是按訂單制造,將系統的庫存減少到最小。這種方式最適用于零件類型過多,以至于一個庫存超市無法容納各種不同零件的庫存的時候。在一個順序拉動系統中,生產計劃部門必須詳細地規劃所要生產的數量和混合生產方式,這可以通過一個生產均衡柜來實現。生產指令被送到價值流最上游的工序,以順序表的方式生產。然后按照順序加工制造前一個工序送來的半成品。在整個生產過程中,必須保持產品的先進先出(FIFO)。

順序拉動系統可以造成一種壓力,以保持較短的交貨期。為了讓系統更有效地運作,必須了解不同種類的顧客訂單。如果訂單很難預測的話,那就要保證產品交付期短于訂單要求的時間,否則必須保存足夠的庫存才能滿足顧客的需求。

庫存超市拉動系統與順序拉動系統也可以混合使用。這種混合型系統通常適用于一個公司的一小部分型號(大約20%)的產量占到公司每天總產量的80%。根據各種型號的產量分為A(高)、B(中)、C(低)和D(不經常的訂單)四種類型。D型所代表的是特殊訂單或者維修用零件。要生產這類低產量的產品,就必須制造出一種特殊的D型看板,代表一定的數量。這樣的話,調度部門就可以按照順序拉動系統來安排D型產品的生產順序。

這種混合系統有選擇地使用庫存超市拉動或順序拉動,使得即便是在需求復雜多變的環境下,公司也可以使這兩種系統共同運轉。對于混合系統來說,平衡任務和發現異常情況往往會比較困難,管理和改善活動也會比較困難。因此,需要有力的管理來保證混合系統有效地運轉。

1.5.4 連續拉動和廣播式拉動的區別

連續拉動是傳統看板、零件超市系統、補充系統、訂單點系統、JIT(準時化)通常采用的生產方法。這些方法主要是消除各種浪費。最簡單的連續拉動是直到下游客戶需要時,上游的每一步才生產產品或服務。簡單地說就是取代已使用的,拉動的魔法是限制了在制品。

連續拉動的主要效益是保證在可接受短缺風險的水平條件下,最大化客戶服務,并且實施簡單。庫存設置上限,可最小化堵塞和減少平均庫存,同時減少時間延遲,減少經營成本。但是連續拉動不是在每個地方都有效,連續拉動擅長于生產重復物料,并且具有相對穩定的需求。當這些條件不適應的時候,很難達成限制WIP的目的。

廣播式拉動APS和DBR主要是消除時間的延遲。最簡單的廣播式拉動是直到下游客戶確認需要時,上游才生產產品或服務。簡單地說就是取代將要使用的。一旦知道事件變化,系統的所有組成部分就能盡快響應。廣播式拉動的好處是所有活動源于客戶交貨日期,最小化堵塞和庫存,關注每個獨立的客戶。在確保最大化客戶服務的同時,最大程度減少計劃中斷生產流的情況,最小化流動時間。

完美的解決方案是結合連續拉動和廣播式拉動。精益制造的敵人是浪費和時間延遲,要實現真正的精益,我們需要積極地消滅一切浪費和所有的時間延遲。我們知道連續拉動適合于重復物料;物料具有相對穩定的需求。廣播式拉動適合于小批量物料、配置物料和大批量物料,這樣的物料具有相對不穩定的需求。然而,廣播式拉動需要及時和準確的數據。連續拉動適合在補充領域,在制品可以得到有效的限制,并具有簡單的計劃和執行。通過廣播式拉動在履行領域來實現JIT準時化,用APS或DBR來準確地滿足客戶需求。

總之,連續拉動面向庫存生產,適合重復物料的生產環境。廣播式拉動面向訂單的生產。混合拉動面向訂單裝配的生產。在實際生產管理系統里,只有支持這兩種方式,才能達到理想的效果。

1.5.5 推和拉的本質區別

推式和拉式的主要區別是,用實時事件驅動信號來控制價值流還是用非實時的計劃運行來控制價值流。

MRP的每次計劃運行后,將得出一個訂單的下達日期和一個完成日期。訂單包括生產、采購、分銷,通過MRP計劃來幫助計劃員根據變化來調整優先級,如供應商的交貨延遲、超出的損耗和機器故障等來重排訂單。但是,MRP系統是定期的、批處理的、反應較慢。

如果企業是車間任務型地生產,MRP系統很難適應按單生產的柔性變化。只有使用可視化的APS系統,基于事件驅動的優化模擬排程技術來控制、模擬價值流,才能快速承諾客戶和監控履約。

在實施了精益的單元生產環境下,用看板和線平衡較為合適。然而,MRP在計劃上,尤其是應對長提前期的物料具有優勢。其中,在多個單元生產線的選擇和多層的子單元之間排程需要通過能力的優化和瓶頸的約束技術,結合APS和DBR就比較合適了。

在傳統的環境下,車間任務的布局是相似的機器成為一組,所有庫存點都分布在不同的工作中心,通過MRP計劃產生相應的生產訂單。這些生產訂單成批排隊地穿過重重工作中心。

推式生產源于按計劃表生產,而計劃表只是預計下道工序需要什么。不幸的是,生產過程中常有各種不同的變化,而且生產很少與計劃能精確地吻合。因此,當每道工序專注于自己的計劃表時,它們就像一個個孤島與下游工序分割開來。每道工序都根據自身的特點,制定自己的批量,按自己覺得合理的節拍生產,而不是從整個價值流的角度去制定生產計劃。這種情況下,就會堆積庫存。這種推動使得連續流動幾乎無法實現。造成庫存周轉慢、儲存場地大、物料短缺、能力瓶頸、設計更改難、物流需催促、庫存財務成本高、反饋遲緩、長交付周期、發錯產品等情況。

精益生產環境是指流水線生產環境,其思想是通過按產品分類來優化生產過程。由于采取了流水線生產,就可以小批量甚至單件流。因此,無中間庫存或緩沖且所有不必要的移動都消滅了。通過生產過程流動優化的方法消滅了庫存,減少了生產環境中典型的高成本因素及物料的成本。

拉式生產主要是按Takt需求節拍時間生產,盡可能開發連續流程,在連續流程無法向上游擴展時,使用超市控制生產;將客戶訂單下達到一個定拍工序,在定拍工序均衡分配多品種產品的生產時間;調整最小包裝量,在定拍工序上,下達一定的工作量來均衡拉式生產。

拉式生產是把支持拉式流程的幾種工具結合起來。看板是拉式生產中的一種工具。看板分為補充看板、一次性看板和臨時看板。補充看板應用于重復生產環境,一次性看板用于MTO按單生產環境,臨時看板用于應急情況。看板回路是指看板類型和拉動路徑。生產看板是客戶和生產線之間的信號,其典型的狀態為空、下達、在制、完成;取貨看板是生產線的線邊庫和倉庫之間的信號;采購看板是倉庫和供應商之間或生產線的線邊庫和供應商之間的信號,其典型的狀態為空、下達、在制、發運、可用。看板的需求數量是每天的需求×(1+補充時間)+安全庫存;看板張數是看板的需求數量除以每個看板的數量。

實現從傳統的批量排隊生產到精益的連續拉動生產需經過五個階段。

(1)前推或預先排定:排定每個作業步驟的生產量,往前推給下一個生產步驟。

(2)超市后拉(看板):上游作業步驟對下游顧客取走的物品進行補貨。

(3)順序后拉(廣播):按照順序拉動。

(4)先進先出順序:明確規定不連接的作業步驟之間的在制品數量的標準,采取先進先出的順序。

(5)持續的無間斷流程(單件流):各作業步驟連接起來,之間沒有存貨。

這里涉及三種拉動處理方式:

(1)超市拉動。

(2)順序拉動。

(3)廣播同步拉動。

超市拉動是保留一些成品庫存,其目的是緩沖訂單的波動,通過均衡柜來均衡拉動上游工序。順序拉動是在兩道工序之間設置一個順序規則,來取代超市。這意味著供應工序直接按訂單生產。如果上游工序所需的生產時間夠短,同時下游工序嚴格遵循訂貨的順序流程,這種方法就行得通。它們能夠沿著管道從下游滾向上游工序來指示生產。廣播同步拉動需要約束排程的APS、DBR先進信息系統來快速反應客戶訂單變化。

1.6 中國制造企業的結構缺陷分析

我們經常走訪一些成長型企業,在組裝車間,迎接我們的是刺耳的聲音、怪氣味和繁忙操作的機器轟鳴聲。車間在制品儲存零件的地方堆滿了零件和下腳料。一些裝貨的鏟車掉了軸承,還在把空垃圾箱和裝零件的料斗運送到處理和儲存的空曠地帶。

我們的眼睛常被油漆和膠水的煙霧刺傷,然后開始打噴嚏、流鼻涕,有毒氣體和塵土落在了衣服上,細小的特殊物質也飄然而至。

換班時,操作員簡單清洗器械,急匆匆趕回家,接班的工人用自己的方式工作,把下腳料堆在一起,慢慢地堆積如山,這就是我們看到的情景。他們試圖滿足時間進度,滿足客戶裝滿卡車,然后獲得報酬,這就是他們的工作。

工廠的大門前,卡車還在往上運送很重的鋼板。原材料需求在增長,當倉庫收貨員忙著應付采購合同等案頭工作,從一個不連續的操作移動到另一個時,供應商還在往箱子里面塞物件。

工廠內,鏟車和卡車快速地把原材料運送到沖壓機前,沖壓機有節奏地轟鳴著,準確地理解著操作員生產過程中的每個指令。這個工廠的一切都是那樣雜亂無章、充滿噪聲。所有過道上,空曠處,塞滿了原料和成品庫存,連走路都要側著身,比我們想象中的21世紀制造中心相去甚遠。這個工廠是生產優質機柜的總裝車間。經濟的騰飛推動了需求增長,需求增長刺激了經濟成長,每天都是一個新的機遇。

了解工廠的能力和節奏的最好方法是追蹤一個完整的生產過程,從原材料運抵到各個生產環節,直至最后的總裝、包裝和成品運走。這個工廠事例揭示了一個具有特殊意義的挑戰,因為在它的多元、多層次的組裝過程中,以及中間各部門甩下的五花八門的問題都被推到了最后的總裝生產線。我們走過為總裝線供料的關鍵的分裝線,發現他們每個人都在睜大眼睛、全神貫注地工作。

在車間里面,一個小組正在操作一臺巨大沖壓機器,換班時停機。工作間歇會波及下一道工序,造成下面的工作中斷。來自總裝線的主管們集中在一起,看著操作者。車間主任是一個有多年經驗的老手,他在不停地指揮、摧促著員工,同時解決新出現的問題。車間頭不耐煩了,他們揮舞著訂單文件,并忍受著無休止的部件短缺。

面對幾個訂單缺少零件,車間主任默不作聲地移動著自己的腳步,回到了自己的小工作間,然后開始一個個地加工零件。他靜靜地接受著現實,掩飾自己對工作無能為力。每天的工作都變成了一系列的中斷和來自下游組裝線的工人的求助,因為他們無法保持生產線運轉,在等待缺少的部件時,他們必須把未完成的機柜拖到一邊。

事實上,本應熟練并可視化的組裝被噩夢取代了,夢中到處是扔掉的機架、損壞的邊腳下料和一系列未完成的客戶訂單。每件事都在等待中,毫無進展。然而,總裝必須在所有的小失誤、小插曲、錯誤運輸、質量和設計問題都摸得著、看得見的情況下進行。我們仍然期望著操作工能夠創造瞬間的奇跡,因為他們的問題僅僅是因為沒有部件而不能運轉整個生產線。數不清的機械、電子和計算機工廠證明了這一點。

這是每個生產管理者的噩夢。在生產運轉中,快速決策和等待都是不正常的。成千上萬的工廠每天都以不同的發展速度較量著,面臨著相同的人類工程學和同樣沮喪的客戶。

縱觀全工廠,計算機控制的大型機器取代了高使用率、人工操作的小型設備,長長的生產線被雜亂無章堆積起來的不符合要求的廢品分割為一塊一塊。操作工拼命跟隨著機器的節奏,從一個操作地到另一個操作地來回奔跑。在一天結束回家的時候,他們緊張到甚至不知道生產了什么,不知道是如何完成公司最重要的任務。

多年來,客戶們一直這樣訂購半成品,不同尺寸外觀的柜子,每次約定在6~8周內交貨。少數幾個訂單提前完成,但大多數不行。市場部門已經明白了嚴格承諾的風險,而生產部門并不了解。

近來,公司遭到了來自精益生產者的強勁競爭,對手采取了在大多數產品上每周兩次出貨的辦法。管理者們樂于提速并加大生產量,但是相伴而來的是超時、投入更多的勞動力、添加另外多個高速沖壓機器。

其實可以不這樣。150年來,人們把各種制造過程融合成順暢的流程,它平衡了原料和過程的關系。精益生產者們每天都在改善。

確實,我們很多成長性企業,管理處于比較粗放的階段,靠低廉的勞動力和便宜的原材料生存和發展。目前,我們大部分工廠的生產體系結構存在著結構性缺陷。

(1)資源組合不佳。

多工序段的結構容易造成物流斷點、搬運、停工、等待、堆碼、清點、尋找等。采用批量生產,導致批量在制品按序轉移,后工序經常等待。由于批量生產,工序速度不一樣,投料過早,物料不配套,計劃變動,品質缺陷,大量在制品資源積壓。過多的工序段結構,造成信息流斷點,以及工序段的壁壘,有的工序等待,而有的工序冒進。

(2)產能過剩和不足。

生產線規模較大,生產線能力的增減不靈活,跟不上市場訂單的變化,有時產能不足,有時產能過剩。

(3)工序生產節拍差異。

由于工序過多,雖然工序之間的差異較小,但是工序節拍累計差異會大。不同的工序的工作量和加工難度分布不同,輪番成批上線時,各工序的產能很難適應,導致節拍失衡。

(4)生產線切換難。

因為生產線規模較大,切換線較難。物流、信息流、工藝順序環環相扣,牽涉面太廣,耗費太大。

(5)搬運時間過長。

目前大部分的工廠布局都是工序段,所以物料的移動需要大量的搬運。

(6)冗員過多、配置不靈活。

龐大的職能機構減弱了市場的應變能力。

(7)采購意識落后。

傳統的采購方式是按銷售訂單的需求或批量經濟采購,而不是按生產消耗的速率采購。

(8)生產管理薄弱。

生產計劃管理周期太長,投料不精細,作業動作不科學,文檔傳遞煩瑣。

1.7 中國制造企業成長之路

面對中國這個全球制造中心,制造企業必將逐步與國際商業準則和先進的企業管理接軌,高度透明的市場迫使制造企業需更快速地隨需變革。在快速發展的同時,如何不斷優化和提升管理能力;如何用較少的資金和人力去適應多變的市場需求;制造企業的經理們發現他們深陷越來越多的理論與事實不協調的困惑中,各種管理大師的互相矛盾的流行理論和現實的不確定性充斥著人們的大腦,一個個幻想被現實擊破。

過去20年的中國制造業的發展經驗和模式理論,能否指導未來,今天下此定論還為時過早。經濟學家喬納森·安德森稱中國經濟“奇怪的十年”發展的特點并不適用于將來。

也就是說,我們的優勢將可能逐漸消失,當然不是明天。就目前而言,我們似乎在各個制造領域都顯示了超強的競爭力,但這種局勢不會持續太久。成本上升會使生產低端產品的競爭優勢不斷減小,管理技術的落后會使響應市場的速度放慢。我們必須提高學習能力,面對眼花繚亂的先進理論,我們必須具有清醒的頭腦。

我們不需要多個改進方案的堆積,無論是精益生產、ERP、六西格瑪,還是供應鏈APS,都是加強組織的制造核心能力,我們必須要從戰略能力來考慮。我們知道戰略指導流程,而流程指導結構。我們企業要在不同的發展階段采用適應市場的不同制造戰略。

1.7.1 傳統的制造企業

我們很多成長性企業,管理處于比較粗放的階段,靠低廉的勞動力和便宜的原材料生存和發展。目前,我們大部分工廠的生產體系結構存在結構性缺陷,如資源組合不佳,產能過剩和不足、工序生產節拍差異、生產線切換難、搬運時間過長、冗員過多、配置不靈活、采購意識落后、生產管理薄弱。

1.7.2 信息化集成的企業

為解決信息孤島現象,運用一體化的ERP信息化系統來解決傳統企業的一些問題,達到物流、資金流、信息流同步,可以較好地加強和完善基礎管理,使得流程規范和固化,企業信息共享,減少數據重復錄入和信息延遲,各個部門協調溝通透明化,成本得到有效的控制,有效地監控績效,使管理改善持續化。

1.7.3 信息化敏捷的企業

制造企業的核心競爭力,不是準確和透明,而是為了快速響應客戶需求,轉向按訂單生產模式,強調速度的制造戰略。

承認現有的不合理的布局和管理的浪費,也承認客戶會隨意地改變日期、未完成的或不準的BOM的數據和工藝的數據、不守信用的供應商、員工突然的病事假、機器故障、質量問題等可能發生的事情。利用APS高級計劃與排程技術或約束理論結合車間執行系統MES,在客戶訂單輸入時,能及時同步計劃、人力產能、生產設備與工具、物料需求。產生優化的、準確的交貨計劃滿足客戶訂單。優化管理模式,優化資源,優化流程。

1.7.4 精益管理的企業

努力消除一切浪費,改變傳統的設備布局,使生產達到一定的標準化、均衡化,連續流生產。《改變世界的機器》的作者James Womack, Daniel Jones和Daniel Roos說:“精益生產是人類最好的生產方式,它可以被廣泛利用來提高質量、降低成本。同時,無論是工廠工人或總部人員,它讓每個層次的工作者都可以在工作中挑戰自己,得到更高的滿足感。”

精益的戰略目標是成本、質量與交貨最優化。為達到這個目標,精益試圖消除運營系統中的三大損失:浪費、波動、僵化。

精益管理的企業,消除無法增加價值的一切事物;減少任何偏離標準的情形,如客戶的服務和產品質量的減損,技能的變異導致生產力的損失。快速地響應客戶變化的需求。消除浪費有助于減少成本,消除變異有助于改善質量、消除僵化,增強柔性有助于優化交付能力。

1.7.5 精益信息化的企業

傳統的精益企業面對超競爭環境挑戰,如市場需求波動大、產品訂制化和混合程度高、工程技術變化頻繁、資源瓶頸多、提前期長、供應鏈復雜、全球化發展、資源需要共享等。往往在鞏固和深化精益生產管理成果的同時,提出了更高的要求,比如生產的柔性要求。

另一方面,傳統的精益企業具有本身的缺陷,如看板數量的確定和制作均是手工,看板流轉的維護和管理也是手工,人員看板操作的培訓較嚴格,內部看板流轉時信息常丟失,缺乏執行層透明化管理。供應商采購溝通困難,無法有效地進行供應商績效評估、成本的控制、物料追溯等問題。

解決上面缺陷的手段之一就是采用精益信息化,它可以使精益更加柔性。如看板數量可以動態調整優化以適應客戶需求的變動;看板狀態在信息系統中易控制和透明查詢;生產單元Cell的看板管理和有限能力CT與TT的分析;當看板異常時可以預警,可以設定看板的優先級決定看板的排序;可以基于Web的電子采購看板和供應商互動;看板的更新自動集成到ERP庫存并可以追溯,成本信息自動集成到ERP的成本管理。

精益信息化體現在管理上,所有工廠和交易伙伴的運作透明化,快速適應變化的業務環境,多工廠多企業的集成;在計劃控制方面,廢除基于計劃和預測的MRP需求,用生產平準化適應需求的波動;在物料管理方面,看板與ERP集成,使采購流轉化為自動信號,更專注于采購戰略活動;供應商可以在線查詢需求和預測,實時采購信號和在線的互相協作可以加快流程。對倉庫管理消除了非增值活動,在線可視化管理拉動路徑,提高了補料速度、降低了在線庫存、精簡了業務處理。管理單元生產線的任務優先和順序,使執行過程全面透明化,加速了溝通與業務處理。以更高的質量和更低的價格,提升按時交貨率,提高客戶滿意度。

1.7.6 供應鏈透明的企業

我們知道現在的競爭實際上是供應鏈之間的競爭,很多企業已經用供應鏈的視角來管理企業。在建立供應鏈的工程中,首先需要建立團隊,贏得管理層的支持和參與;然后建立網絡門戶、發布庫存、制造計劃、生產進度、訂單安排、分銷計劃、預測等。

1.7.7 供應鏈聯盟的企業

讓所有的公司都參與管理;利用庫存跟蹤系統實時監控庫存;利用APS的生產計劃工具不斷更新生產計劃與預測,自動化處理日常訂單。

1.7.8 供應鏈協同的企業

拓寬與合作公司的主協議;利用協作性的APS建立全局的ATP/CTP,實現供應商管理庫存VMI;利用ERP系統實時監控庫存并和網絡門戶集成。

1.7.9 供應鏈自適應的企業

通過網絡使運輸和財務等服務標準化,開發通用業務流程,并使其在主協議的規定下實現標準化,從而自動控制整個網絡運作。將基于agents代理技術的普及軟件和Web服務軟件組合以自適應處理自動決策。企業利用商務網絡中的大量數據流,通過網絡實時共享信息。

1.7.10 供應鏈精益價值的企業

把供應鏈轉化為精益供應鏈,建立一個單一的訂單起始點來控制整個供應流程,精益常把這點叫定拍調節器。理想的點是在終端客戶得到服務的地方。把補充物品的需求信號用低噪音的信息技術頻繁發出,越簡單越好。消除信息發送到供應流中的各個節點的集中計劃體系,避免計劃體系將矛盾的指令發給系統的各個部分。供應流中各個地方的經理為解決自己眼前的問題而根本無視這些指令,使得情況越來越糟。

采用精益物流技術從調節器那一點開始沿供應鏈上溯,在每一點少量而頻繁地補充。改變供應布局,建立快速反應的體系。把生產和配送地點放在盡可能接近消費者的地方。精益的規則是:

(1)對尚未成熟的或客戶訂制量大的產品,要靠近技術中心。

(2)一般的產品應放在銷售區域內成本因素較低的地方。

(3)需求非常穩定的、標準化的、基本的、勞動密集型產品放在全球成本較低的地方。

總之,制造戰略的靈活性和培養戰略的適應性能力尤其重要,也就是能力需要適應戰略。企業要有自己的制造戰略,制造企業要從戰略的高度考慮長期的發展,而不是短期超越競爭對手、狹隘地消減成本或增加靈活性。卓越制造就是要具有幾種核心的能力,如按單精益制造能力、ERP計算機集成能力、APS/DBR的快速優化能力和業務流程改善能力,最重要的是要有持續的學習能力和柔性應變能力。在這個強調不斷學習的時代中,許多制造商顯然已經忘記了一個重要的利潤法則:競爭優勢最終來源于顧客響應性。

主站蜘蛛池模板: 灵山县| 大名县| 罗山县| 慈利县| 门头沟区| 海安县| 永修县| 鄢陵县| 石渠县| 阿克| 上林县| 麟游县| 黄大仙区| 华坪县| 沐川县| 双牌县| 金溪县| 奉节县| 什邡市| 盐亭县| 张家界市| 长沙市| 双鸭山市| 乳源| 自贡市| 肇州县| 类乌齐县| 盈江县| 静安区| 阿尔山市| 贡山| 太湖县| 永昌县| 柳江县| 耿马| 闽侯县| 微博| 垦利县| 枣强县| 卢氏县| 宜宾市|