多品種小批量精益生產方式適應性分析

1、多品種小批量精益生產方式適應性分析摘要:精益生產方式是在豐田生產方式基礎上發(fā)展起來的一種強調徹底消除浪費、減低成本和持續(xù)改善的準時化生產方式。其目的是通過流程整體優(yōu)化與持續(xù)改進,均衡物流,高效利用資源,最大限度消除浪費,降低成本,縮短周期,以最少的投入向顧客提供最完美價值的目的。 關鍵詞:多品種小批量;精益生產方式;浪費;看板;局限性 一、 精益生產方式的引入 精益生產方式(Lean Production System,簡稱LPS)是第二次世界大戰(zhàn)結束后,日本豐田汽車公司在資金和市場需求雙重匱乏的條件下,在追趕歐美發(fā)達國家汽車制造業(yè)的過程中創(chuàng)建的一種不同于西方的批量生產的全新生產方式。美國麻省

2、理工學院根據(jù)其在“國際汽車項目”的研究,對日本豐田生產方式進行研究和總結,并稱其為精益生產方式。 精益生產方式是綜合批量生產與單件生產的優(yōu)點,最大限度的消除浪費,降低庫存以及縮短生產周期,力求實現(xiàn)低成本準時生產的生產模式。其最終目的是通過流程整體優(yōu)化與持續(xù)改進,均衡物流,高效利用資源,最大限度的消除浪費,降低成本以及縮短生產周期,達到用最少的投入(人員、設備、時間和場地等)向顧客提供最完美價值的目的。即持續(xù)不斷地追求盡善盡美和精益求精1-2。精益生產強調“適時、適量、適物”。 精益生產完全不同于批量生產,精益生產與大批量生產方式的關鍵區(qū)別在于物流的觸發(fā)機制和在制品庫存的控制機制不同。批量生產和

3、精益生產之爭是西方的規(guī)模經(jīng)濟理論與豐田的減少浪費理論之爭,也是推動生產與拉動生產之爭。推動生產是基于預測展開,拉動生產是基于需求展開。精益生產由此形成了與大批量生產方式完全不同的管理思想,形成了一套完全不同于批量生產的生產組織和管理技術。它的成功之處在于強調從顧客需求拉動生產,最大限度消除浪費和在制品庫存,從而使生產成本大幅下降。 由于精益生產方式?jīng)_擊了第一次管理革命的核心成果勞動分工理論和批量生產理論,造成人們的管理觀念、組織和人際關系乃至社會生活等方面發(fā)生了根本性變革,精益生產方式成為繼福特流水線和斯隆事業(yè)部制之后,使得汽車第二次成為“改變世界的機器”。 二、 精益生產方式的優(yōu)勢分析 (一

4、)關注顧客,創(chuàng)造完美價值 價值只能由最終顧客來確定,價值只有由具有特定價格,在特定時間內滿足顧客需求的產品來表達時才有意義。關注顧客,企業(yè)真正要做的是站在顧客立場,重新審視價值,消滅一切浪費,向顧客提供完美價值。精益生產方式從顧客角度審視設計到生產再到交付的全部流程,將全過程消耗減至最少,消除一切不增加顧客價值的流程和產品功能,不將額外花銷轉嫁給顧客,實現(xiàn)顧客需求的最大滿足2。 (二)消除浪費,優(yōu)化流程,降低成本 沃邁克(Womack)和瓊斯(Jones)把企業(yè)內部的Muda(浪費)分為兩種:(1)生產中不創(chuàng)造價值,但在現(xiàn)有技術與生產條件下不可避免的步驟,稱為I型Muda;(2)不創(chuàng)造價值且可

5、以立即去掉的步驟,稱為型Muda1。精益生產方式審查生產特定產品的所有活動,首先努力消除型Muda,降低成本,然后使制品在整個流程中流動起來。通過連續(xù)流動,進一步消滅浪費,優(yōu)化流程,并且流動越快,所暴露出的浪費會越多,越有利于精簡流程和降低成本2-3。 (三)縮短流程周期,提高響應能力 精益生產方式以最終顧客需求為起點,采用Kanban(看板)管理,以后道工序準時拉動前道工序,使價值連續(xù)流動,通過生產單元之間的均衡與協(xié)調,快速而可靠地減少流程周期和前置時間,提高效率,同時減少大量浪費,加速資金流轉,最終大大提高企業(yè)對市場變化的響應能力。JP+1精益生產方式通過消除流程瓶頸以及流程并行和價值連續(xù)

6、流動來加快流程速度,這種方法適應了多品種小批量和定制化生產模式。(四)強調全員參與 精益生產方式非常強調全員參與。員工是組織的根本資源,全員參與有效地集中了員工集體智慧和才干,為組織帶來了巨大收益。全員參與使員工的積極性和熱情度很高,更加關注為顧客創(chuàng)造價值;能主動地發(fā)現(xiàn)流程中存在的問題,進行持續(xù)改進并強化自己的技能、知識和經(jīng)驗,承擔起對組織目標和任務的責任;JP+1使得員工能夠有效地對改進組織方針和戰(zhàn)略目標作出貢獻;也更容易獲得對工作的滿足和對組織的自豪。 三、 多品種小批量精益生產系統(tǒng)的局限性 研究發(fā)現(xiàn),精益生產多適用于重復性、穩(wěn)定的生產環(huán)境,難以適應產量大幅變動以及生產品種的頻繁動態(tài)調整的

7、情況。在多品種小批量生產環(huán)境中,生產過程復雜多變,生產組織調度變得非常困難,精益生產的提前期變長,質量不穩(wěn)定,精益生產方式卻表現(xiàn)出了許多難以克服的局限性。 第一,不適用于需求動態(tài)變化的環(huán)境。精益生產方式的物流觸發(fā)與在制品庫存水平是由看板控制的。理論上,看板運行過程中,只有最終產品生產計劃,其余工序根據(jù)看板信息實行分布式控制,需求訂單到達時,由最后的工序拉動前道工序生產。當后道工序接到生產看板時,拿取貨看板到前道工序去取貨,前道工序按照接收到的生產看板的指令信息,到其前道工序進行取貨,然后“在必要的時間生產必要數(shù)量的必要零部件”,需求信息正是通過看板一步步向前傳遞的,然后物流才由生產過程的第一道

8、工序開始向后流動。按照這種機制推理就會發(fā)現(xiàn),由于生產過程具有滯后性,當后道工序來取貨時,只是傳遞生產信息,并不能立即取走所需物品,而是各道工序都在等待前道工序交貨,在沒有或者具有很少庫存的情況下,這必然會導致生產延遲,造成交貨期很長。因此,在實際生產過程中,企業(yè)往往是根據(jù)看板數(shù)量的多少和零部件料箱的大小,按照下道工序過去的需求信息提前生產所需的產品種類和數(shù)量。這樣當下道工序來取貨的時候,就會摘下裝滿零部件的料箱上的生產看板,放回看板回收盒,掛上取貨看板后把料箱取走,然后本工序繼續(xù)根據(jù)回收的生產看板的指令信息進行生產,生產完畢將裝滿完工物品的料箱掛上生產看板,放入本工序的存儲區(qū)等待下道工序來取貨

9、。 因此,就外部環(huán)境來說,看板生產在以下三個環(huán)境中很難成功運行:(1)受看板基于過去需求信息進行生產的影響,它不適用于生產品種頻繁變更的job shop環(huán)境;(2)受難以減少在制品庫存的限制,看板難以適應需求品種很多的多品種小批量生產環(huán)境,否則會造成很大的庫存;(3)受看板數(shù)量多少和料箱大小難以改變的限制以及精益生產強調消除浪費(產能浪費)的限制,看板不適用于需求量大幅動態(tài)變動的環(huán)境,即使顧客需求是可以預期的,精益生產系統(tǒng)也沒有辦法在短時間內大規(guī)模調整生產能力。JP+1因此,精益生產或以大量的儲備產能作后盾,或者難以滿足需求變動的環(huán)境。由此可見,看板拉動生產的成功很大程度上依賴于重復性、穩(wěn)定性

10、的生產環(huán)境5,因此這種依靠看板的拉動方式存在很大的局限性。第二,精益生產也不適用于多品種小批量生產的job shop環(huán)境。當生產過程中的多個品種所經(jīng)過的工藝路線相同時,這種加工模式稱為flow shop模式;當工藝路線不同時,稱為job shop加工模式。在job shop環(huán)境中,加工品種繁多,并且不同品種之間的工藝路線差別較大,生產組織和作業(yè)調度非常復雜,物流和工序負荷很難平順,生產系統(tǒng)瓶頸工序很多并且隨品種不同動態(tài)轉移。在這種環(huán)境下無法成功引入看板,實行拉動生產。因為精益生產的各種需求都是通過在現(xiàn)場觸發(fā)供應點而引起的,在job shop環(huán)境中引入看板就會導致現(xiàn)場始終有大量的各品種的物料庫存

11、。JP+1在job shop加工環(huán)境中,工藝路線和物料需求的繁雜導致企業(yè)的生產組織和調度很復雜,由于拉動生產難以保證實施,生產提前期就會變的很長、難以控制。 第三,傳統(tǒng)精益生產方式也不適用于技術動態(tài)變化的高技術行業(yè)。高技術行業(yè)經(jīng)常頻繁開發(fā)新產品,淘汰老產品,精益生產難以適應新產品的頻繁引入,因為需要對所有的組件和部件頻繁引入看板。還有可能的是,有一些看板因為一個產品品種生產而被增加到系統(tǒng)中,但是這種產品在后來卻有很長一段時間不再被生產,導致在制品也將不必要的被保留。 第四,傳統(tǒng)精益生產的計劃與預測能力不足。精益生產方式是一種現(xiàn)場控制主導型的生產模式,它的車間和現(xiàn)場控制能力很強,通過現(xiàn)場靈敏的反

12、應系統(tǒng)來指揮材料供應和訂單發(fā)放,保證產品質量,提高生產效率。它的著眼點比較微觀,對現(xiàn)有生產指導意義較大,但它傾向于保守、封閉,它把主要精力集中在組織內部持續(xù)不斷地消除浪費和改進業(yè)務流程上,對各種變化卻無法給出一個全面的反饋,只能被動接受。雖然它強調通過顧客需求拉動企業(yè)內部生產,但它仍然離不開生產計劃和需求預測的指導,而這方面恰恰是它的弱項,它沒有模擬和預測功能,更多的是通過持續(xù)改善去適應變化的環(huán)境6。 第五,質量控制方面的問題。精益生產的產品質量主要是通過自動化、andon(安燈)系統(tǒng)、防錯法以及TPM等方法進行控制和保證,主要是一種依靠人的能力和自覺性進行控制的方法,它可能會隨著人的疲勞程度

13、的增加以及偷懶思想的蔓延而忽視了在制品的缺陷,導致產品質量不穩(wěn)定。尤其在多品種小批量生產中,生產工藝和產品結構復雜,物料很繁多,生產中頻繁轉換品種,僅僅依靠人的主觀能動性的發(fā)揮難以保證產品質量。此外,由于生產過程中的許多質量問題是錯綜復雜、綜合的系統(tǒng)性問題,各種問題的原因以及影響因素往往具有很強的內在相關性。只根據(jù)經(jīng)驗和直覺進行簡單分析,不注重采用系統(tǒng)、專業(yè)的方法來提高生產系統(tǒng)過程能力往往并不能夠徹底解決問題。因此,多品種小批量生產環(huán)境中產品質量不穩(wěn)定是精益生產的一個弱點。 總的來說,盡管精益生產在企業(yè)消除浪費、減低成本方面具有很強的優(yōu)勢,但它對于需求快速而劇烈變化、多品種小批量生產以及高技術開發(fā)等高度不確定性的環(huán)境仍然表