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精益生产的11个排程概念

来源/作者:网络(如侵权,联系删除)     发布时间:2016-09-01 09:42     浏览次数:

  这组11个概念可以让几乎任何一个公司成功建立价值流的精益排程系统,不管它是重复性生产,还是不规则流动。11个概念形成一组。它们当然可以个别使用,不过在完整的精益排程体系中,会用到它们的全部或者绝大部分。

  (1)需求平顺化(demand smoothing)。

  (2)节拍时间(takt time)和标准供料间隔(pitch time)。

  (3)  定拍工序(pacemaker)。

  (4)超市和FIFO通道(supermarkets和first-in-first-out lanes)。

  (5)常规、定期、偶尔需求(runners,repeaters和strangers)。

  (6)混合型号排程(mixed model scheduling)。

  (7)看板和拉动(Kanban和pull)。

  (8)精益生产批量大小和EPE周期(lean batch sizing和every product every interval)。

  (9)专职物料员和物料配送路线(runners/waterspiders和material haterial handlingroutes)。

  (10)均衡生产(Heijunka)。

  (11) 销售、运营和采购计划(SO&PP)。

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  1、需求平顺化

  需求平顺化和规律,计划就会越好,也更容易制订。需求平顺化是平顺化的一个特例,其优点已经在前述章节讨论。参见准备流动章节。

  注意我们前面提到的大部分产品的需求具有固有的稳定性这一点,至少在最终使用的地方如此。

  可以从画走势图来着手,或者,更好的方法是画出带有控制线的控制图,它可以显示出一般性的变异。什么是不正常的变异或者“失控”的程度?以及导致这些失控的原因是哪些?是哪些特殊事件导致的?这些原因包括错误的订购量,或者是可预见的事件,比如一个赛季的开始。对于后一种情况,可以怎样利用其可预见性来消除需求峰值,填补需求低谷—假设不存在时间敏感性物料?是否可以通过定价策略来平顺需求(在旅游产业已经使用)?

  走势图或许也可以暴露偶尔才有的大宗订单,而不是小型的频繁订单。为什么会这样?小型订单可以为客户节省大量成本,避免本公司生产速度的大幅度变化。为了减少顾客对于缺件的顾虑,你可能会同意保持一定的“永久”缓冲库存,直到顾客相信平顺化排程系统的神器的双赢效果为止。

  此外,你是否可以为顾客的订购过程提供帮助?这无论如何都不是最不重要的。虽然你的产品或许只占顾客总体业务中的一小部分,却是你的主要业务。因此,顾客可能从来就没有考虑过将给你的订单平顺化。你能帮助他预测他自己的需求吗?比如一旦逾期没有下订单就发出提醒,或者设定供应商管理的库存系统(VMI),或者干脆接管其订货过程(顾客不存在风险)—自己给自己下订单!

  2、节拍时间和标准供料间隔

  节拍时间是确定节奏的鼓点,标准供料间隔时间是搬运物料箱(或者规律的批量产品组合)的重复性的时间间隔。节拍时间是一段时间内的可用时间除以需求量。标准供料间隔是节拍时间乘以物料箱的容量,常用作均衡生产系统的间隔时间。节拍和供料间隔在准备流动章节有更详细的解释。它们并非一直相关,不要强制将两者联系在一起。

  3、定拍工序

  工厂内的价值流围绕单一的定拍工序来安排生产计划。一个价值流只有一个定拍工序。使用定拍工序的好处是避免放大效应(参见价值流图章节),实现工序间的同步。如果定拍工序是心脏,物料配送人员就是血液循环系统。

  定拍工序不一定非要是约束或者瓶颈,尽管常常是这样。通常选择非常靠近下游的工序作为定拍工序,这样可以拉动上游工序,在定拍工序之后,你可以遵循先进先出(FIFO)原则来流动,或者使用成品超市。

  定拍概念在重复性生产的情况下比在平顺需求情况下效果更好。同时,定拍工序将作为鼓点按照供料间隔时间或者略低于它的速度(通常是90%)来生产,这样可以允许少许的过程变异。这是真正的“欠饱和产能排程”。常常在定拍处使用计划平衡箱(Heijunka Box)作为实际的计划排程工具。

  4、超市和FIFO通道

  超市是一种库存存放地,专职物料员到超市拿取所需的零件,类似于“购物”。精益以流动为目标,理想情况是单件流。物料应该在超市之间流动。超市区域应该进行整理,把一些零件放到一起,以保证专职物料员可以按照规定的路线定期到超市一次性拿取所有需要的零件。

  参照价值流图可知,超市经常设立在拉动回路的边界,比方说,设在一台冲压机和一组生产单元之间,或者设立在两个价值流汇合或者分离的地方,或者是两个CONWIP(标准在制品,详见第10章)。所有其他的库存都应该放在少量的超市内。

  成品库存有时也称作“耻辱墙”,预示需求管理和计划稳定性还有待提高。对成本超市中的库存应该持续进行审视。例如,使用标记系统,如果从来就没出现过库存低于该标记的时候,就说明流通中的库存太多。可以为每个物料箱设立标记,也可以为超市中每个零件的存放地点设立标记。物料箱移走后标记也相应移走。如果物料箱比方说一个月都没有移动过,标记也会保持一个月,这也预示可能库存过多。

  FIFO通道是动态的缓冲库存,存在于周期时间不同的两个工序之间。在等待下一个作业的时候,库存会在FIFO通道中聚集。FIFO通道中的库存最大值取决于下一个工序的延迟时间,比如,等待换型。它们也可能用作两个分离工序之间的实物连接,即维持生产计划。FIFO通道应该清晰地标记出最大库存量。FIFO通道不应该用作永久保有的标准在制品库存。如果FIFO通道中的库存从来没有下降到接近与于0,可能说明通道中的库存太多。有一种不错的做法,就是在FIFO通道上用不同颜色的油漆标记来提示上一道工序需要生产更多的零件,因此,它实际上也是一种看板。如果通道中绿色部分暴露出来,表示可能需要补充零件。如果红色暴露出来,则表示零件应该马上补充。

  在计划可能变更的地方,仅仅设立工序间的FIFO通道—而不是临时缓冲—可以给提前时间、简单化带来很多好处。它是实现斯比尔和鲍恩的丰田DNA第三个规则的方法(忘记了?重读吧—他与精益排程紧密相关)。

  FIFO通道应该有确定的最大库存量。典型的应用之处是,第二个工序在换型的同时第一个工序保持连续生产。这样,就会在两个工序之间的FIFO通道聚集库存。FIFO通道的最小库存量应该保证第二个工序换型的整个时间内第一个工序保持既定的速度连续生产。你也可以稍微增加一点库存量以备紧急情况。另一个应用之处是第一个工序按照两班生产,而第二个工序只安排一个班次。此时,FIFO通道应该至少保有前一个工序一个班次的产量加上安全库存。两种情况下,安全库存都应该考虑到故障的可能性,如果第二道工序是瓶颈,还要考虑第一道工序发生故障的可能性。

  FIFO通道的库存应该由一端填充,从另一端拿取。如果存在日期敏感性物料,可以用小旗子来表示。如果零件比较小,可以使用靠料盒自重来移动的物料架。大型物料架的FIFO通道,使用两个并排肩并肩的通道比单独的长通道更好,这样可以避免重复移动,否则当一件物料被取走以后,所有其他物料(或者其容器)都要往前一个位置。在两个短通道的情形下,在一个通道拿取物料的时候,在另一个通道补充物料。需要信号系统(灯光?标志?)来指示专职物料员往哪一个通道补充物料,以保证先进出规则的一致性。

  另外,FIFO通道也可以由CONWIP信号系统来控制—通道末端流出一件产品之后,才允许在起点流入一件产品。

  在混合型号生产时,如果队列中的一个或多个在下道工序的周期时间比节拍时间长,可以用FIFO通道来弥补时间差。因为下道工序的周期时间比节拍时间长,存在时间损失,因此通道中会聚集库存。当产品流经下道工序后,因为其后的周期时间比节拍时间短,因此库存会逐渐减少。见下面的计算过程。

  在供应链中,FIFO通道等于交叉配送(crossdock,也称越库作业)。供应链中的超市等价物是库房。

  超市容量及其相关的看板回路在下面的章节讨论。确定FIFO通道长度的方法稍后给出。

  显而易见(现在希望)的是,不要将自动存储和取料系统作为超市使用。它们会鼓励更多的库存,可见性不佳,对专职物料员或者配送员的需求响应缓慢。而且它们会发生故障。不过,小型的AS/RS(或者旋转木马式料仓)可以用于消耗品和响应速度较慢的零件,特别是在空间和防盗方面有问题的时候。然而,总体上说,应该竭力避免使用它们。

  确定FIFO通道长度

  在下述的公式中,LS代表通道的长度,不过没有考虑应对设备故障等需要的安全库存,其单位要变换为产品的数量。注意,如果后道工序的周期时间比前道工序的换型时间短的话,实际上不需要任何的FIFO通道。

  ●A给B供料,B的周期时间长于A的换型时间,此时A、B之间的FIFO通道长度计算如下:

  A的换型时间+LS×(A的周期时间)=LS×(B的周期时间)。解得LS。

  ●B给A供料,A需要换型,B、A之间的FIFO通道长度计算如下:

  LS=A换型时间/B的周期时

  ●混合型号生产中,一个或者多个周期时间比节拍时间长,而混合型号队列的平均时间比节拍时间短。此时仅仅考虑重复发生的混合型号队列(mixed model sequence)中周期时间长于节拍时间的产品。所需的FIFO通道的长度计算如下:

  LS=(队列中长周期产品积累的总时间)/节拍时间

  举例:混合型号队列为ABCDE,重复性生产。节拍是25秒。周期时间分别是15、30、40、20、10秒。

  平均周期时间=23秒(请核对)。

  长周期所积累的时间=7+17=24秒。

  通道长度为24/25=1。不过,将队列顺序按照A、B、D、C、E重新安排,重复生产。如果通道中有多于比方说3件产品的话,应该规定前道工序停止生产。

  如果是一批产品同时生产,每个产品的周期时间都超过节拍时间,积累的时间应该包括所有的产品。例如,如果经常同时生产10件C产品,在仅仅考虑C的影响时,此时长周期产品的积累时间就是10x15=150秒,FIFO通道应该容纳150/25=6件产品。

  注意:应该谨慎对待上述给出的示例。一个经验法则是,如果周期时间的变异超过节拍时间的1/3,特别是在需求变动很大的时候,需要考虑其他方法。




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