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精益生产咨询项目介绍

 

过去50年中影响最大的运营与供应链管理方法是精益生产(Lean production),在供应链领域,精益生产就是尽可能地减少浪费。供应链中不必要的移动、步骤和多余的库存都是精益过程(Lean process)改进的对象。一些工业咨询师提出价值链(value chain)的概念,旨在识别出供应链中能为产品和服务创造价值的过程以及那些不能创造价值的过程。精益生产可以说是制造和服务过程中实施绿色战略的最佳的方法之一。

精益思想的根源是首创于日本丰田的准时制生产(JIT)。其实在20世纪70年代在世界范围内开始流行的JIT的一些思想可以追溯到20世纪出的美国。亨利•福特(Henry Ford)在流水式的汽车移动装配线中就运用了JIT思想。比如为了消除浪费,福特利用包装箱底板来制作汽车座椅。尽管JIT早在20世纪30年代就已经开始在日本工业中运用,但它真正的定义源自丰田汽车的大野耐一(Tai-ichi Ohno)应用JIT将丰田汽车打造成交货时间和质量的佼佼者的过程。

顾客价值(customer value)作为精益生产的主体,其定义就是顾客愿意花钱购买的东西。增值活动是可以将原材料和信息转换成顾客所想的产品,而非增值活动不仅消耗资源,而且还不对顾客想要的产品做出直接贡献。因此,从顾客角度来说,浪费(waste)就是不能增值的部分。生产过程中浪费的例子包括次品、过量生产、库存、多余操作、加工、运输和等待。

精益思想还可以应用到服务业领域。来看这样一个非创造例子:到巴哈马群岛的航班。整个过程中增值的部分是飞行本身,而非增值部分是进入机场、停机、走人航站楼、为理登记手续、排队等待办理手续、走到安检站等。在这些过程中,非增殖步骤耗费的时间往往远远超过增值步骤的时间。那么应该集中在哪个点上做改进呢——是这些非增值步骤还是让飞机飞得更快?

理解价值与浪费以及增值与非增值之间的差异是理解精益生产的关键。有时从供应链整体出发都很难分别出这些差异。最好的方法是从各单独的组成部分出发,然后逐个应用精益思想。最后再效各过程联立起来以求减少浪费。

精益哲理

精益生产是一组活动的集合,旨在利用最少量库存的原材料、在制品以及产成品实现大批量生产。零件“准时”到达下道工作站,并被迅速加工和转移。精益生产的理念还基于以下逻辑:任何产品,只在需要时才进行生产。图1表示的就是精益生产的实现过程。生产需要产生于对产品的实际需求。理论上讲,当有一件产品卖出时,市场就从系统的终端——在此例中是指总装线——拉动一个产品,于是形成了对生产线的订货。接着,总装线工人从物流的上游工作站拉动一个新产品补充被取走的产品。这个上游工位又从更上游的工位拉动产品需求。这一过程不断循环,直到原材料投入流程。为了保证流程平稳工作,精益生产要求流程的各阶段都要具有高质量水平、与供应商的良好关系以及对最终产品需求的准确预测。

图1:精益生产拉动系统示意图

、丰田生产系统

精益生产源于日本,丰田生产系统就是其最好的体现——精益生产的基准。丰田生产系统是为了提高质量和生产力而逐步发展起来,以日本文化中消除浪费和尊重员工的思想为哲理。

1.消除浪费

正像丰田的前总裁张富士夫(Fujio Cho)所定义的那样,浪费是“除生产不可缺少的最少量的设备、原材料、零部件和工人(工作时间)外的任何东西”。张富士夫在对精益生产的定义中阐述了价值流中可被消除的七种主要类型的浪费:(1)过量生产的浪费;(2)等待时间的浪费;(3)运输的浪费;(4)库存的浪费;(5)工序的浪费;(6)动作的浪费;(7)产品缺陷的浪费。

2.尊重员工

尊重员工是丰田生产系统的一个关键因素。公司有着对永久职位实行终身雇用有传统和在商业环境恶化的情况下维持一个稳定的工资水平的传统。归属于公司的长期员工(占日本总劳动力的1/3)享有工作保障,而且具有更好的灵活,尽其所能地帮助公司实现其目标。(不过日本最近的经济衰退已经使很多企业放弃了这种思想。)

丰田以及日本其他公司的工会组织与管理层建立了合作关系。在经济繁荣期,所有的员工每年能获得两次红利。员工们知道如果公司业绩好,他们就能得到红利。这激烈员工努力地提高生产效率。管理者们把员工看成是财富,而不是人力机器。公司尽量使用自动设备和机器人完成枯燥的工作或常规的工作,这样可以使雇员解放出来去完成更重要的工作改进。

丰田非常依赖转包商网络。事实上,由小公司构成的供应商网络占据了日本90%以上的公司。其中一些供应商是某个小领域的专家,他们通常会为多客户服务。公司与供应商和客户建立了长期合作关系,供应商也将自己看作客户的大家庭中的一员。

斯德哥尔摩经济学院的克莱斯特•卡尔森(Christer Karlsson)在其最近的研究中指出这里的精益思想并不普遍适用于所有的日本制造业公司,相反,它只有在适合的环境才能发挥作用。然而,其减少浪费、尊重员工的基本思想仍然是大多数日本制造业公司拥有卓越生产力的根基。

二、精益供应链

 

图2:精益供应链:ACME订单执行现状图:SKU918

三、价值流图

价值流图(value stream mapping,VSM)是一种用于精益流程开发的特殊流程图工具。这个工具能将产品在各个加工工序上的流动过程可视化,而且还能显示伴随加工的信息流以及用于控制加工的信息。本节的主要内容是简单介绍价值流图并通过一个例子来介绍它的使用。

精益流程的创造需要对业务有全面而充分的认识、包括生产过程、物料流动以及信息流动。我们主要讨论产品制造中的生产过程,但价值流图绝不仅限于此。它还能应用到服务、物流、配送以及其他任何看得见的过程之上。

在生产这一领域,比如一家制造工厂,价值流图技术是要识别出从原材料进厂到成品发往顾客手中的所有增值活动以及非增值活动。图3就是一个描绘生产过程的例子。有了这个图,我们就可以找出存在浪费的过程和物料流动,然后针对性的进行改进或是消除,如此生产系统的生产率将得到提高。

图3:制造流程的价值流图

图3上各种图标的详细解释会在后半部分给出,这里我们讨论图3中所包含信息的实际含义。从左边开始,我们可以看到物料按周供应,然后存放为原材料库存,用三角形表示。这个库存的平均水平为2500个单位。接着,物料依次通过机械加工、磨光、清洗、质检和包装五个过程。机械加工、磨光、质检和包装都只需一名操作工人。在这些过程图标下标有活动周期时间(cycle time,CT)、换型时间(changeover time,C/O,两类产品之间的转换时间)、批量(lot size)、每天可用时间(单位为秒)以及正常运行时间所占的百分比。清洗/去毛刺是一个多步骤过程,按先到先服务的原则进行处理。各个过程之间都有库存缓冲,其平均库存水平在图上均有标注 。

价值流图上还显示了信息的流动。从图3上我们可以看到,生产控制部门会发出每月的需求预测、会给供应商下达每周的订货需求,还会发出以天做管理时间单位的生产安排计划。月度预测是由顾客提供的,他们每周都会下达订单。底部的时间线给出了各个活动的加工时间(秒)以及库存的平均等待时间。把这些时间加总就可以对整个系统的提前做出估计。

大部分价值图图标是标准化的,但也有很多变化。图4给出了一些常见的图标,分成过程、物料、信息和一般图标几类。

图4:价值流图图标

价值流图方法包括两个步骤,第一步是描绘流程的“现状图”,第二部是描绘强能的“未来状态图”。同样还是上面的几个过程,我们给出了一些改进建议,用Kaizen爆发标注了可以做出改进的区域。在日本文化中Kaizen指的是持续改进。这幅图几乎把整个流程重新设计了一遍:各独立的生产过程被组合到一个有3名操作工人的工作单元内。另外,与原来通过生产控制部门发出每周生产安排计划来“推动”整个系统中的物料流动不同,整个流程转变为一个直接依据顾客需求进行操作的拉动系统。注意,与原系统34天的提前期相比,新系统的提前期缩短到只有5天。

我们这里应用举例说明,例1是另一个价值流图应用的例子。价值图是一个能分析现有系统并找出可消除浪费地方的绝佳的可视化工具。价值流图作图简便,整个图用纸和铅笔就能完成。当然,这些图用标准的办公软件或图形包绘制会更加容易。

四、精益供应链设计原则

价值流图是分析现有流程的一个很好的方法。在寻找改进供应链流程的方法的同时,应当遵循那些已经千锤百炼的思想。下面我们介绍一系列能对精益供应链设计做出指导的关键原则,它们主要分为三类。前两类原则与内部生产流程相关,这些流程在企业创造实实在在的产品和服务。第三类原则是将精益思想应用到整个供应链之中。这些原则包括:

1、精益布局

(1)成组技术;

(2)源头质量的控制;

(3)精益生产 。

2、精益生产调度

(1)均衡生产符合;

(2)看板生产控制系统;

(3)确定所需看板的数量;

(4)准备时间的最小化。

3、精益供应链

(1)专业化工厂;

(2)与供应商合作;

(3)精益供应链的建设。

五、精益布局

精益要求需要工厂布局的设计能保证工作流在制品库存最小时保持平衡。每个工作站都是生产线的一部分,不论这个生产线的物理形态是否存在。在装配线上也用同样的逻辑来进行能力平衡,并用拉动系统来连接各个操作。另外,系统设计都必须将物流系统里里外外所有方面都可视化,并在布局中显示。

重视预防性维修(preventive maintenance)可以保证系统流动不被停机或设备故障打断。预防性维修包括定期检查和维修,以保证机器可靠性。操作员工负责大部分维修工作,这不仅因为他们是最了解他们机器的人,还因为在精益化操作偏向多而简单的机器,而非大而复杂的机器,这样机器维修简单很多。

1、成组技术

在成组技术(group technology,CT)的理念中,类似的零部件被分成一组,生产这些零部件的工作由一个专门的工作单元负责。成组技术取代了将工作从一个部门转移到另一个部门的专业员工操作的方式,考虑了制作一个零部件的所有操作,并将完成这些操作的机器组合在一起。图5显示了两种布局方式的不同:一种是将生产一种零部件的各种机器组成一个工作中心,另一种是按部门进行布局。成组技术单元消除了不同操作之间的移动、排队(等待)时间,减少了库存和所需雇员的数量。然而,员工必须具有充分的灵活性以便能够操作几种不同的设备,完成工件的加工过程。由于工人们具有先进的技术水平,因此工作的安全性也得到了提高。

                       成组技术生产单元                                        专业化分工单元

图5:成组技术与专业化分工的比较

2、源头质量控制

源头质量控制(quality at the source)意味着必须一次性就把工作做好,而一旦出现错误,就立即停止该流程或装配线的工作。工厂的工人成为自己工作的检查者,每人都必须对自己的产品质量负责。由于工人一次只关心工作的一部分,因此就容易发现工作中存在的质量问题。如果工作节奏太快,或者工人发现了质量问题,再或者如果工人发现了安全性的问题,他都必须按下按钮停止生产线的运行,同时发出一个可视信号。其他部门的人员对该警报和问题将立即做出反应。此时,会授权工人们维修自己的机器和清理工作,直到问题解决。

3、JIT生产

JIT意味着仅在需要的时候才生产必要的产品,绝不过量生产。超过最小需求的任何产品都将被看成是浪费,因为在当前不需要的事物上投入的精力和原材料不能马上得到利用。这种思想与那种依靠额外物料投入以预防出现工作失误的做法形成鲜明的对比。

JIT通常被应用于重复性生产——一个接一个的生产相同或类似的产品。JIT并不要求进行大批量生产,它可用于任何业务中具有重复性的部分,而不论它们出现在何处。在JIT的生产模式中理想的批量规模是1个。尽管工作站可能会铺的比较开,但日本人还是可以将运输时间降到最低,同时保持运送批量小——通常是把日产量的1/10作为单位运送批量。供应商有时甚至要每天供应多次物料,以保持较小的批量规模和较低的库存。这样做的目标就是尽量把排队中的库存为零,实现库存投资的最小化,大大缩短订货到交货的时间。

当库存水平比较低的时候,质量问题就很明显。图6体现出了这种观点。如果用池子中的水代表库存,用有石头代表企业中可能出现的问题。当水位较高时,就隐藏了问题(石头),同时管理层也会认为每件事都做得很好。但当水位在经济衰退中下降时,问题就出现了。如果特意让水位下降(尤其是在经济繁荣期这样做),就能在引起更严重的问题之前,发现和解决这些问题。JIT生产可以发现其他生产方式中由于过多的库存和过多人员而隐藏的问题。

图6:库存隐藏问题

4. 实施精益生产前后的对比

Set up time

换摸时间

-60%

Lead time

交付周期

-50%

Cycle time

循环时间

-20%

Down time

停工时

-50%

Operator required

人员需求

-30%

WIP DOH

在制品库存

-60%

F.G. DOH

成品库存

-40%

Distance traveled/part

零部件流转距离

-50%

Floor space

场地面积

-30%

Rework

返工

-70%

 

、 精益生产咨询案例

某大型国企钢铁企业咨询案例

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上汽集团旗下某模具公司诊断现场

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上汽集团旗下某模具公司诊断现场

上汽集团旗下某模具公司诊断现场

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七、精益生产样板企业参观展示

通用汽车车间现场

通用电气车间现场

统一企业车间现场

苏泊尔车间现场

 

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