Jidoka (自动化)
一个帮助机器和操作员,发现异常情况并立即停止生产的方法。它使得各工序能将质量融入生产(build-in quality),并且把人和机器分开,以利于更有效的工作。Jidoka与Just-In-Time是丰田生产系统的两大支柱。
Jidoka突显出问题,因为当问题一出现的时候,工作就立即被停止下来。通过消除缺陷的根源,来帮助改进质量(build-in quality)。
Jidoka有时也称为Autonomation,意思是有着人工智能的自动控制。它为生产设备提供了不需要操作员,就能区分产品好、坏的能力。操作员不必持续不断的查看机器,因此可以操作同时多台机器,实现了通常所说的“多任务序操作”,从而大大的提高了生产率。
Jidoka这个概念来源于二十世纪初丰田集团创始人Sakichi Toyota的发明。他发明了一台织布机,这台机器能够在任何一根纺线断了之后,立刻停机。在这个发明之前,当织布机的线断了之后,机器织出一堆有缺陷的织品,因此每台机器都需要有一个工人来看管。Toyota的革新,使得一个工人可以控制多台机器。在日语里,Jidoka是一个由Toyota创造的发音,与日语词汇“自动控制”几乎完全相同(写法kanji也几乎相同)的单词,但是增加了人性化和创造价值的内在含义。
参见:Andon(信号灯),Error-Proofing(预防差错),Fixed-Position Stop System(固定位置停止系统),Inspection(检查),JIT(及时生产),Multi-Process Handling(多任务序操作),TPS(丰田生产系统),Visual Management(可视化管理)。
Inventory Turns (库存周转率)
一种衡量材料在工厂里或是整条价值流中,流动快慢的标准。
最常见的计算库存周转的方法,就是把年度销售产品的成本(不计销售的开支以及管理成本)作为分子,除以年度平均库存价值。因此:
库存周转率=年度销售产品成本/当年平均库存价值
使用产品成本而不用销售收入,消除了因为市场价格波动所带来的影响。使用年度平均库存,而不用年底的库存,消除了另外一个影响因素——年底时经理们通常会为了一个好的业绩,而人为的减少库存。
我们可以为任何一个价值流中的材料计算库存周转率。但是,在进行比较的时候请注意:周转率会随着价值流长度而改变的,哪怕是整条价值流的各个部分都同样“精益”。例如,一个只负责装配的工厂,可能有着100甚至更多的周转率,但是如果加上供应厂的话,周转率就会减少到12或者更少;如果再将原材料的价值流都加上的话,周转率可能就会减少到4,或者更少。这是因为下游工序的产品成本都基本保持不变,而当我们计入越来越多的上游工厂的时候,平均库存价值就不断增高了。
如果我们把注意力从年库存周转率,转移到库存周转率随时间的变化时,库存周转率将成为一个极好的测量精益转化的标准。使用年度平均库存来计算周转率,它将成为一个“非常正确的统计参数”。
参见:Inventory(库存)。
注:所有的制造业,除去批发和零售的成品。汽车业,除去零售的成品。
注意:美国政府不采用产品成本而用总销售额。因此,库存周转率是按照总年度销售额,除以当年平均库存来计算的。
库存相关术语
Buffer Stock(缓冲库存)
存放在价值流下游工序的产品。当顾客需求在短期内突然增加,超过了生产能力时,通常用缓冲库存来避免出现断货的问题。
由于术语“缓冲”与“安全库存”通常交互使用,因此这也常常引起混淆。这两者之间最重要的差别可以概括为:顾客需求突然出现变化时,缓冲库存能够有效的保护顾客的利益;安全库存则是用来防止上游工序,或是供应商出现生产能力不足的情况。
Finished Goods(成品)
已经加工完毕等待装运的产品。
Raw Materials(原材料)
工厂里还没有加工的材料。
Safety Stock(安全库存)
在任何工位上存放的货物(原材料,在制品,或成品),用来预防因为上游工序生产能力不足,导致的缺货、断货的问题。通常也称为紧急库存。
Shipping Stock(装运库存)
在价值流末端工厂的库房里,那些已经准备好可以随时下一次出货的产品(这些库存通常是装运批量的一部分)。
Work-in-Process(WIP)(在制品)
工厂内各个工序之间的半成品。在精益系统里,标准的在制品数量,是指能够保证价值流在生产单元内,平稳流动所需要的最少的数量。
参见:Standard Inventory(标准库存)。
Inventory (库存)
沿着价值流各工序之间存在的成品或半成品。
库存通常按照其在价值流中所处的位置及用途来进行分类。原材料,在制品和成品都是用来描述库存位置的术语。而缓冲库存,安全库存,以及装运库存则是用来描述库存用途的术语。库存可能发生在价值流中的某一个位置和某一种用途。因此,“成品”和“缓冲库存”极可能指的是同样的产品。类似的,“原材料”和“安全库存”也有可能指代相同的产品。
为了避免混淆,仔细地定义每一类的库存是十分重要的。
Inspection (检查)
在大批量生产中,专业检验员在制造产品的工序外,检查产品质量的行动。
精益制造商在生产工序中,使用防止错误的设施,并且把质量保证的任务分配给操作员。如果发现有质量问题,经由质保小组找出问题的源头所在。这个工序不仅要防止缺陷进入到后续工序,而且要停下来确定原因,并采取纠正措施。
参见:差错预防,Jidoka
传递顾客需求的信息到各个需要的部门,再直接送到各个生产工位的工序。
在大批量制造的公司里,信息通常采取平行流动的形式:预测信息从一个公司传递到另一个公司、从一个工厂到另一个工厂;生产计划也同样是从公司到公司、从工厂到工厂;每日(或每周、每小时)的装运单告诉每个工厂下一次要装运什么。当公司收到客户要求变更数量的时候,不得不取消原计划以及装运订单,并立即调整生产系统,以适应需求的变化。
精益思想的公司则尝试通过一个简单的时间安排点(scheduling point),以及创建一些信息的拉动环来简化信息流。这些信息向上游流动到前一个生产工序,然后再从那个点向上流动——一直到最初的那个生产点。
注意,下图体现了大规模生产和精益生产中不同的信息流。精益制造商在某些情况仍然需要预测,因为需要通知那些距离远的工厂和供应商,做生产计划,安排劳动力,计算节拍时间,调整季节性变化,引进新的模具等等。但是对于每日的生产信息流,可以通过把生产进度表及装运单等信息转换为简单的拉动环。
参见:VSM(价值流图)。
大规模制造中的当前状态信息流
精益生产中的未来状态信息流
Heijunka Box (生产均衡柜)
在固定的时间间隔里,利用广告牌来平衡产品的型号和数量的工具,称为生产均衡柜。
图示是一个典型的生产均衡柜,其中的横行代表产品型号。竖列表示有节奏的提取广告牌的时间间隔。每天从早上7:00开始上班,每20分钟材料搬运员从柜中取出广告牌,并把它们送到工厂里各个生产工序。
由于广告牌槽代表了对材料和信息流的定时,因此广告牌槽内的每块广告牌,就代表了生产一种型号产品的一个批量时间(批量时间Pitch=节拍时间×每批次的产品数量)。例如产品A的批量时间为20分钟,那么每个时间间隔的广告牌槽里就放一张广告牌;产品B的批量时间为10分钟,那么每个广告牌槽里就各放两张广告牌;产品C的批量时间为40分钟,因此每隔一个广告牌槽放置一张广告牌。产品D和E共享一个生产工序,并且D产品与E产品的需求比例为2:1,因此把D产品的两张广告牌分别放在前两个间隔里,而在第三个间隔里放入E产品的一张广告牌,以此循环下去。
由上文阐述的方法可以看出,生产均衡柜是一个工具,能够在一定时间内,用广告牌平衡多种产品的混合生产与数量,例如,确保在半小时内,以一个稳定的产品比例,来制造小批量的D和E。
参见:EPEx(每个产品每次间隔),Heijunka(均衡化),Kanban(广告牌),Material Handling(材料搬运),Paced Withdrawal(有节奏的提取),Pitch(批量时间)。
Heijunka (均衡化)
在固定的生产周期内,平衡产品的类型与数量。这样可以在避免大量生产的同时,有效的满足顾客的需求,最终带来整条价值流中的最优化的库存、投资成本、人力资源以及产品交付期。
举例说明“按照客户需求的产品数量来均衡生产”:假设一个制造商每周都收到500个产品的订单,但是每天收到的订单的产品数量却有着显着的差别:周一要运送200个,周二100个,周三50个,周四100个,周五再运送50个。为了平衡产量,制造商可能会把少量的已经完工的产品储存在装运处,作为一种缓冲来满足周一的高需求量,并按照每天生产100个产品的产量,来平衡整个一周的生产。通过在价值流终点库存少量成品,制造商可以平衡顾客的需求,同时,更有效地利用整条价值流的资源。
举例说明“按照产品类型来平衡产量”:请看图示,假设一家衬衫公司为人们提供A,B,C,D四种样式的衬衫,而顾客每周对这些衬衫的需求量为5件A型,3件B型,以及C型和D型各两件。对于追求规模经济性,希望尽可能减少换模的大批量制造商而言,他们很可能会按照AAAAABBBCCDD这样的生产次序来制造产品。然而,一个精益制造商,可能会考虑按照AABCDAABCDAB的次序来生产产品,并通过适当的系统改进,减少换模时间。同时根据顾客订单的变化,对生产次序进行周期性的调整。
参见:Demand Amplification(需求扩大),EPEx(生产批次频率),JIT(及时生产),Muda(浪费),Mura,Muri,SMED。
Greenfield (新建工厂)
一个采用新的生产方法设计的新工厂,不再沿袭一些妨碍进步的工厂布局,或不合乎要求的习惯和文化,从一开始就可以用精益方法布置生产流程。
比较:Brownfield(现有的生产工厂)
Gemba (现场)
日语“现场”(actual place)的意思,通常用于工厂车间,和其它任何创造价值的生产现场。
这个术语强调改进的基础是直接观察到的状况,制定任何改进计划必须要能到现场直接观察。因此标准化操作是不能在办公室里制定的,必须在现场(Gemba)才能进行了解,并提出改进计划。
Four Ms (四M)
生产系统为顾客创造价值的4个M。前三个M代表资源,第四个M指使用资源的方法。在一个精益系统中,这四个M表示:
1. 材料(Material)——无缺陷或短缺
2. 机器(Machine)——无损坏,缺陷,或是计划外的停机
3. 人(Man)——良好的工作习惯,必要的技能,准时,无旷工
4. 方法(Method)——标准化的工序,维护,以及管理
Flow Production (流水线生产)
亨利.福特(Henry Ford)于1913年在密歇根州的Highland Park,建立的生产系统。
流水线生产通过一系列的生产方法,包括使用通用的设备,使生产线上的每项任务都有稳定的周期时间,并按照加工工序的顺序,使产品能够迅速、平稳的由一个工位“流动”到下一个工位。经由生产控制系统,使产品的生产率与最终装配线上的使用率相符合。
参见:Continuous Flow(连续流)
对比:Mass Production(大批量生产)
Fixed-Position Stop System (固定工位来停止生产)
一种通过在某个固定的位置,停止装配线运转来解决问题的方法。这类问题通常是指那些已经检测到,但无法在生产周期中解决的问题。
当操作员发现零件、设备、材料供应、安全等方面的问题之后,会拉动一根灯绳或是按动一个信号灯,来提醒管理人员。管理人员在评估问题之后,决定是否在生产周期结束之前解决问题。如果问题可以在生产周期内解决,管理人员就会停止信号系统,以保证生产线继续运转,同时进行解决方案;如果不能解决,那么生产线就必须在生产周期完成后来解决问题。
丰田公司率先开创这套固定工位停止生产线的方法,其目的在于解决三个问题:(1)生产现场管理员通常不太情愿拉动信号灯绳;(2)在生产周期内,处理可以解决的小问题,消除不必要的生产中断;以及(3)在生产周期的终点,而不是在中间停止生产线运转,以避免重新启动生产线时,所导致的混乱,以及质量及安全等方面的问题。
固定工位停止生产线是一种自动化(Jidoka)的方法,或者说是一种沿着装配线的质量控制(building in quality)。
参见:Andon(信号灯),Automatic Line Stop(自动停止生产线),Jidoka(自动化)
Five Whys (五个“为什么”)
当遇到问题的时候,不断重复问“为什么”,目的要发现隐藏在表面下的问题根源。
例如,Taichi Ohno 曾举过这样一个关于机器故障停机的例子(Ohno 1988, p.17):
1.为什么机器停止工作?
机器超负荷运转导致保险丝烧断了。
2.为什么机器会超负荷运转?
没有能够对轴承进行充分的润滑
3.为什么没有给轴承充分的润滑?
润滑油泵泵送不足
4.为什么泵送不足?
润滑泵的转轴过于陈旧,甚至受损发出了“卡嗒卡嗒”的响声。
5.为什么转轴会破旧受损?
由于没有安装附加滤网,导致金属碎屑进入了油泵。
如果没有反复的追问“为什么”,操作员可能只会简单的更换保险丝或者油泵,而机器失效的情况仍会再次发生。 “五”并不是关键所在,可以是四,也可以是六、七、八……关键是要不断的追问,直到发现并消除掉问题的根源。
参见:Kaizen(改进);Plan(计划),Do(实施),Check(检查),Act(行动)。
5S
五个都以 “S”开头的相关术语,用来描述可视化控制,及精益生产的现场操作。在日语里这五个术语是:
1. 整理(Seiri):从必要的项目ぞ撸慵,材料,文件中分离,并丢弃那些不必要的东西
2. 整顿(Seiton):整洁地布置工作区域,把所有东西放到它们应该在的位置上
3. 清扫(Seiso):打扫与清洗
4. 清洁(Seitetsu):常规性的执行前三个S所导致的清洁
5. 纪律(Shitsuke):执行前四个S的纪律
5S通常被英译为分类,清理,光亮,标准化,以及持久。一些精益思想的实践者另外添加了第六个S——安全,在车间和办公室内建立并实施安全程序。但是丰田公司传统上只提前4个S:
1. 整理(Seiri):详细检查工作区域内的所有物品,挑出并清除不需要的物品
2. 整顿(Seiton):按照整齐的,便于使用的方式布置需要的物品
3. 清扫(Seiso):清理干净工作区域,设备,以及工具
4. 清洁(Seitetsu):由严格执行前三个S所导致的全面的清洁和秩序
放弃第五个S,是因为在丰田公司,每天、每周、每个月审核标准化操作的系统下,再强调纪律显得多余。无论是使用4S,5S,还是6S,关键在于整个企业所有员工的全面切换,而不是临时的、孤立的一个个项目。
参见:Standardized Work(标准化操作)
First In, First Out (FIFO) (先进先出)
一种维持生产和运输顺序的实践方法。先进入加工工序或是存放地点的零件,也是先加工完毕或是被取出的产品。这保证了库存的零件不会放置太久,从而减少质量问题。FIFO是实施拉动系统的一个必要条件。
先进先出最好的例子,是一个能承放固定数量产品的斜槽,供应未制成品从槽的入口处开始,而下游工序取货安排在槽的出口处。如果先进先出排列已经满了,那么供应就必须停止,直到下游工序开始使用槽中库存。FIFO可以防止上游工序过量生产,甚至适用于那些不是连续流或库存超市的生产工序。
对于两个生产工序中间不适用库存超市的情况,FIFO是一种很好的拉动系统。因为某些零件可能非常特别(one of a kind),或是有着很短的“货架寿命”(shelf lives),或是非常昂贵,但又经常需要的。运用这种方法,从FIFO斜槽里取走一个零件,会自动引发上游工序生产一个补充的零件。
参见:Kanban(广告牌),Pull System(拉动系统),Supermarket(库存超市)
Fill-Up System (填补系统)
在一个拉动生产系统中,前面的工序只生产“够用”的产品,来取代或是填补后续工序提取的产品。
参见:Kanban(广告牌),Pull Production(拉动系统),Supermarket(库存超市)
Every Product Every Interval (EPEx) (生产批次频率)
在同一条生产线中,生产不同型号产品的频率。
如果工序中的一台机器,每三天换模一次,来生产不同的产品,那么生产批次间隔EPEx就是三天。一般而言,EPEx应当越小越好,这样就可以按照小批量,来生产不同型号的产品,从而把库存量减到最小。然而,一台机器的生产批次间隔,通常取决于换模时间,以及零件种类的多少。用一台换模时间很长的机器,来生产多样产品,就不可避免的会产生较长的生产批次间隔时间,除非能够减缩短换模时间,或是减少零件的种类数目。
参见: Heijunka(均衡化)
Error-Proofing (预防差错)
防止操作员在工作中出现由于选错、遗漏,或是装反零件等操作,而导致质量缺陷的方法。也称为错误预防(mistake-proofing),Poka-yoke(差错预防),以及Baka-yoke(fool-proofing 傻子都犯不了错误)
常见的例子包括:
&O1548; 为产品设计特殊的物理形状,使得操作员只能按正确的位置,而不可能从其它方向装配。
&O1548; 零件箱上方的光电控制设备,防止操作员在拿到正确的零件前,进行下一个工序。
&O1548; 一个较复杂的产品监视系统,使用光电控制设备,但增加了逻辑控制,以保证操作员在进行装配时,选用正确的零件组合。
参见:Inspection(检查),Jidoka(自动化)
Efficiency (效率)
用最少的资源,最准确的达到顾客的要求。
Apparent Efficiency(表面效率)与 True Efficiency(真实效率)
Taiichi Ohno用一个“10人每天生产100件产品”的例子阐述了人们经常混淆的“表面效率”和“真实效率”的含义。如果通过改进,使每天的产量达到120个零件,效率表面看起来有了20%的提高。如果需求也增加20%,这表示真实效率提高了。如果需求还保持在100,那么提高真实效率的唯一途径,就是如何以更少的投入,生产出相同数量的零件用8个人每天生产100件产品。
Total Efficiency(总效率)与Local Efficiency(局部效率)
丰田公司通常把总效率(整个生产过程或是价值流)和局部效率(对一个生产工序,或是价值流中的某一点,或某一个步骤的操作)区别开来。他们往往更注重于前者,而不是后者。
参见:Overproduction(过量生产),Seven Wastes(七种浪费)。
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