（管理科学与工程专业论文）精益生产在企业的应用研究.pdf

中文摘要 “精益生产 - l e a np r o d u c t i o ns y s t e m ，又称t p s t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ，是 企业生产流程最精益的管理模式，是当今全球最卓越的制造业管理模式，是基于 供应链进行全流程彻底地去除各个生产环节的浪费，以最低成本生产出最高品质 产品的管理运营方式。 课题的研究基础为：绘制价值流图，首先正确地确定价值，识别浪费。然后 识别价值流。 研究使用的工具为：l e a nm o d e l ( 精益模型) ，通过设计l e a nm o d e l ，使 输入生产要素，输出想要的精益参数，为拉动技术( e k a n b a n ) 提供可靠的理论 数据。 研究的技术采用：电子看板( e - k a n b a n ) ，实现在生产全工序的流动，追求“单 件流”，从而实现拉动p u l l 生产。 全面实施精益方案：通过辅助实施布局重新规划，做到生产加工工序的单元 化生产( 拉动需求) ，做到全面实施l e a n 。 课题所应用的参数以及创新点：开发了独特的精益工具l e a nm o d e l ，使精益 生产的研究有了科学的理论基础和可靠数据来源：运用精益生产的理论设立运算 公式，求出拉动系统所需的参数如：生产周期；绘制价值流图；计算补充周期； 计算生产批量尺寸；计算缓冲库存量；看板数量。区别于普通层面的精益生产的 实施。开发了独具特色的拉动系统电子看板e k a n b a n ，使得研究成果转化为实 用的实践系统。e k a n b a n 作为独特的精益生产系统具有超前的生产计划系统功 能，同时又科学有效的控制了库存量；解决了当前e r p 所不能适应性的解决复 杂的生产计划和库存( 成品、半成品) 管理问题；使得生产管理按照合理的计划 体系有序的进行，真正实现了可控，可调，可视的现代生产管理模式。 关键词：精益生产；精益模型( l e a nm o d e l ) ；电子看板( e k a n b a n ) 拉动p u l l i n 生产；布局重新规划( r e - l a y o u t ) ；单元化生产 a b s t r a c t l e a np r o d u c t i o ni sa na d v a n c e dm a n u f a c t u r i n gs y s t e m ，i ti sa l s ok n o w na st h e t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m 1 e a np r o d u c t i o ni sa l s oc a l l e da s ”t od ot h er i g h tt h i n g s w i t h i nt h er i g h tp l a c ea tt h er i g h tt i m e ，t or e d u c ew a s t ea n db e i n go p e nt oc h a n g e ”。 t h em e t h o do fl e a np r o d u c t i o n ：v a l u es t r e a mm a p p i n g - t od e t e r m i n ew a s t e r e m o v a lo p p o r t u n i t i e sa n dd e s i g nw o r l dc l a s sp r o c e s s e st h r o u g h o u tt h ep r o d u c t v a l u es t r c 锄s u s t a i n a b l ew o r l dc l a s sr e s u l t sc a no n l yb ea c h i e v ei f t h ec e n t r a lt h e m e o fac o m p a n ys t r a t e g yb e c o m e st h ec o n t i n u o u sr e m o v a lo fw a s t e t h et o o lo f l e a np r o d u c t i o n ：t h el e a nm o d e l t oo b t a i nt h ed e t a i lp r o d u c t i o n p a r a m e t e r st or u nl e a np r o d u c t i o np r o c e s s e s t h et e c h n o l o g yo fl e a np r o d u c t i o n ：e - k a n b a n t om o v ep r e c i s ei n f c i r m a t i o n e f f e c t i v e l ya n de f f i c i e n t l yt h r o u g h o u tt h ep r o d u c t i o np r o c e s s k e y w o r d ：l e a np r o d u c t i o n ，t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ，v a l u es t r e a mm a p p i n g ，t h e l e a nm o d e l ，e - k a n b a n ，p u l ls y s t e m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研冗成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得吞津大学或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工怍的同志对本研冗所做的任何贡献均已在论文中 作丁明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：字日靴：多孕0 9 年 易b多b 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤童盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签 签字日期：弘。 导师签名：l 彬, y j 导师签名： 签字日期哆多年万月多日 第一章绪论 第一章绪论 1 1所研究课题的背景、意义和研究的对象 1 1 1 研究课题的背景 “精益生产”l e a np r o d u c t i o ns y s t e m ，又称t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ，是企业生 产流程最精益的管理模式。精益生产是当今全球最卓越的制造业管理模式，是基 于供应链进行全流程彻底地去除各个生产环节的浪费，以最低成本生产出最高品 质产品的管理运营方式被称为“最低成本的生产系统”。 2 1 世纪，全球企业在相互激烈的竞争中进入微利时代。“精益生产”在几十 年实践中得以成熟并完善，成为企业赢取市场的“杀手锏”，是中国企业面临全球 化竞争的形式下，首先在外商投资的企业中进行了精益生产的研究与实践，紧接 着近几年内国内的国有企业甚至民营企业也开始了精益生产的研究和应用。 1 1 2 课题研究的意义和企业实施精益生产面临的问题 相对于t p s 在日本汽车制造业远远落后于美国、欧洲的时候，却能使之快 速形成一种强大的管理竞争力，中国现在正值世界制造中心大国的阶段，随着人 民币升值和人力资源成本上升的关键时期，如何提升企业管理水平，降低企业运 营成本，关乎企业的前途命运，精益生产无疑是一条成功的方法，这也是许多学 者正在不断研究的问题。 国外的公司开发和实施l e a n 过程中，由于他们在文化背景，员工素质，领 导战略思想上具有先进的一面，企业容易接受，实施比较顺利，效果明显迅速。 但是在国内企业研究和应用精益生产的过程中，或多或少的存在着一些难点和问 题： ( 1 ) 企业的认知度局限，l e a n 知识原理认识不足； ( 2 ) “精益生产”工具的开发和应用和提高能力有限； ( 3 ) 精益生产在国内企业的实施不够迅速，影响了中国企业的综合国际竞 争力。 第一章绪论 1 1 3 课题的研究对象 在充分理解精盏生产的基本概念和相关数据的公式关系的前提下，开发出适 合企业科学且有效的实施精益生产的专用实施工具和实施方法：即通过建立精益 模型( l e a nm o d e l ) 输出精益生产的科学的参数；以此参数为数据基础，开发出 精益生产应用系统一一电子看板( e k a n b a n ) 系统( 拉动技术) ；并通过拉动系 统的现场实验提供了一套科学、有效、全面的精益生产标准实施方法。 1 2 精益生产起源以及国内外的现状 1 2 1 精益生产起源 自1 9 7 7 年以来，丰田公司高瞻远瞩，为企业能在未来竞争中脱颖而出，突 破传统生产管理理念，以最低成本原则来改善生产流程与系统，也就是“精益生 产”的开始。 以丰田为代表的日本汽车业在与美国汽车业的市场竞争中不断攻城掠地，在 这种情况下，美国麻省理工学院的一批学者从1 9 7 9 年开始，对比研究了世界各 大汽车企业，力图破解日本汽车业快速成长的秘密。学者主要的成员包括：詹姆 斯p 沃麦克、丹尼尔t 琼斯、丹尼尔鲁斯。 研究结果发现，北美与欧洲的汽车工业所采用的生产管理技术与当年享利 福特使用的大量生产方式所差无几，而这些技术在市场越来越小批量多品种化的 今天，完全没有办法与日本企业，尤其是丰田公司采用的生产方式竞争。 很显然，2 0 世纪8 0 年代初的世界汽车市场，小批量多品种化的趋势已经非 常明显了，但是，欧美汽车业仍然抱着大批量生产方式不放。而丰田公司呢? 由 于一直是在小批量多品种的市场环境下不断发展，积累了大量的经验，并且已经 把这些经验初步上升到了理论的高度，因此，丰田早已成竹在胸了。研究小组发 现，丰田公司已经找到了在小批量多品种的市场环境下仍然赢利的生产方式，丰 田公司能够取得成功的重要原因之一就是这种新的生产方式，这就是丰田快速成 长的秘密。 由于未来市场必然会小批量多品种化，因此丰田生产方式就非常具有革命意 义了，于是，詹姆斯等人热情地把丰田生产系统( t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m ) 的特 点加以总结，跳出丰田公司、跳出汽车行业，提炼成了普遍适用的管理技术，并 命名为“l e a np r o d u c t i o n ”，中文译名为“精益生产”。 第一章绪论 2 0 世纪9 0 年代美国对精益生产进行一系列的研究和实践。除了汽车行业又 有更多的美国企业如波音、洛克希德马丁、惠普等投入到实施精益生产的大潮中 来。在这个过程中，日本人提供了基本的思考和方法，用出色的实践证明了精益 生产的强大生命力；美国学者的研究，美国企业、乃至美国政府的研究和实践， 则证明了精益思想在世界上的普遍意义，并升华为新一代生产哲学，精益生产由 经验变成为理论，新的生产方式由此正式诞生。 1 2 2 精益生产在国内外发展的情况 自二十世纪七十年代对生产进行的理念实行改革，使丰田公司获得前所未有 的生产绩效，它的利润因此超过福特与通用汽车公司利润的总和。近2 0 年来福 特、通用电器、诺基亚、格兰仕等全球卓越企业，皆以精益生产权威丰田公司作 为学习标杆；世界5 0 0 强企业也纷纷引进这一先进的管理模式实施生产改造，这 种管理模式作为能“抵御风险的生产系统”而被全球制造业所瞩目。 2 1 世纪，全球企业在相互激烈的竞争中进入微利时代。“精益生产”在几十 年实践中得以成熟并完善，成为企业赢取市场的“杀手铜”，是中国企业面临全球 化竞争的形式下，首先在外商投资的企业中进行了精益生产的研究与实践，紧接 着近几年内国内的国有企业甚至民营企业也开始了精益生产的研究和应用，这在 客观上带动了精益生产在中国的传播。在中国工业界，精益生产正在受到前所未 有的重视。 1 3 拟定的研究方法 经过项目预研，本课题拟定的研究的方法如下： 课题的研究基础为：绘制价值流图，首先正确地确定价值，识别浪费。然后 识别价值流。 研究使用的工具为：l e a nm o d e l ( 精益模型) ，通过设计l e a nm o d e l ，使 输入生产要素，输出想要的精益参数，为拉动技术( e k a n b a n ) 提供可靠的理论 数据。 研究的技术采用：电子看板( e k a n b a n ) ，实现在生产全工序的流动，追求“单 件流”，从而实现拉动p u l l 生产。 全面实施精益方案：通过辅助实施布局重新规划，做到生产加工工序的单元 化生产( 拉动需求) ，做到全面实施l e a n 。 第一章绪论 1 4 课题研究的创新点 开发了独特的精益工具l e a nm o d e l ，使精益生产的研究有了科学的理论基础 和可靠数据来源：运用精益生产的理论设立运算公式，求出拉动系统所需的参数 如：生产周期；绘制价值流图；计算补充周期；计算生产批量尺寸；计算缓冲库 存量；看板数量。区别于普通层面的精益生产的实施。 开发了独具特色的拉动系统电子看板e k a n b a n ，使得研究成果转化为实用 的实践系统。e k a n b a n 作为独特的精益生产系统具有超前功能的生产计划系统， 同时科学有效的控制了库存量；解决了当前e r p 所不能适应性的解决复杂的生 产计划和库存( 成品、半成品) 管理问题；使得生产管理按照合理的计划体系有 序的进行，真正实现了可控，可调，可视的现代生产管理模式。 1 5 论文结构安排 本论文结构的安排如下： 第一章：概述，简述了课题的背景、意义、对象以及精益生产的研究方案。 第二章：精益生产的综述，简述了精益的概念，起源和国内外的发展情况， 介绍了精益生产的实施步骤。注重介绍了浪费和识别浪费。 第三章：精益生产专用工具- - l e a nm o d e l 的开发。 首先阐述了l e a nm o d e l 的原理：介绍了交货期与生产周期的关系，生产周 期与在制品库存( w i p ) 的关系和运算； 其次绘制v a l u es t r e a mm a p p i n g 价值流图，主要通过p q 分析确定重要产品， 并进行了产品分簇； 然后进行l e a nm o d e l 的开发：包含，l e a nm o d e l 参数分析与计算( 拉动系 统看板分析) ，看板的概念和看板的数据采集与计算( 含计算补充周期，计算生 产批量尺寸，计算缓冲库存量，计算相应看板数量) ，l e a nm o d e l 的模型建立及 数据输入和应用，其中包含有收益分析、价值流图分析、产品信息、补充拉动循 环设定、数据收集、策略性工序组团l o o p 技术及分类、看板计算。 第四章：e k a n b a n 系统开发应用。阐述了e k a n b a n 系统设计结构；e k a n b a n 资源配置及运行规则；e k a n b a n 系统的实施要点。 第五章：精益生产的辅助实施方案：阐述了布局改善r e l a y o u t 原理与实施； 单元化生产( 单件流o n ep i e c ef l o w ) ；实施展望。 4 第二章精益生产综述 第二章精益生产综述 2 1精益生产及相关的几个概念 2 1 1精益概念 管理技术，就是肇始于科学管理鼻祖泰勒的美国工业工程，系指力求在省人、 省力、省钱、省时、省料、省能等的条件下，挖掘企业内在潜力，高效地生产高 质量、低成本的产品和提供优质服务。而精益生产管理技术便是当前工业界越来 越多的企业在企业管理中大规模运用的工业工程管理技术之一。1 精益生产是当今全球最卓越的制造业管理模式，是基于供应链进行全流程彻 底地去除各个生产环节的浪费；以最低成本生产出最高品质产品的管理运营方 式，被称为“最低成本的生产系统。 精益生产是起源于日本的丰田生产方式，美国学者对这种生产方式在理论上 加以概括与总结，命名为“l e a np r o d u c t i o n ，中文翻译为“精益生产”。 精益生产可以理解为：一大基础，两大支柱，一大目标。“就是在不断改 善的理念下，通过准时化和白化相互的依赖和作用，达到持续追求降 低成本、提高效率的目标。这其中，目标和理念都是工业工程的核心内容，只 有“准时化”和“自化”是丰田公司根据日本文化创新出来的实现模式。1 “精益”是一种理念，也是通过持续的消除浪费向客户提供完美价值的过程。 旨在以越来越少的投入，如较少的人力、较少的设备、较短的时间和较少场地， 获取越来越多的产出，同时也越来越接近用户，提供他们确实要的东西。 首先让从理论上来阐明什么是浪费，什么是价值。 2 1 2 浪费的概念 2 1 2 1 精益生产的浪费原理 精益生产的浪费原理，是建立在精益“消灭浪费”的基本原理念之上的。认 为并非所有工作都有价值，超过客户要求的任何生产所必需的设备、材料、场地 及人工都是浪费。这些浪费各不相同，同时，浪费之间的关系错综复杂，一种浪 费往往会衍生出多种浪费。在所有浪费之中，物流是关键，从削减库存着手，是 第二章精益生产综述 精益生产的典型做法。 精益生产的浪费原理，含有三层含义： 第一层含义：并非所有工作都有价值，很多工作都是浪费。为什么是浪费呢? 超过客户要求的任何生产所必需的设备、材料、场地及人工都是浪费。 第二层含义：浪费之间的关系错综复杂，彼此衍生。例如有一家企业的领导 力图消灭搬运浪费。他说：“搬运是浪费。我正在准备把运输中间在制品的周转 箱加大一倍，这样，我就可以把搬运时间缩短一半了”。这种方法并不可取，因 为在消灭搬运浪费的同时，在制品的浪费却增加了。 第三层含义：根据大量的实践经验发现，物流是关键，库存的浪费是标志性 的浪费。这里的库存泛指企业中的一切原材料、在制品、成品。为什么说物流是 关键呢? 因为作业现场的一切活动都是围绕物流展开的，一切浪费、不合理的活 动，最终都会在物流上体现。管理不善必然带来物流不畅，物流不畅必然产生大 量库存。 2 1 2 2 浪费的主要形式 从实践的角度出发，精益生产概括了“七种浪费”，这对实际工作有非常现 实的指导意义。七种浪费分别是：等待的浪费、搬运的浪费、不良品的浪费、动 作的浪费、冗余加工的浪费、库存的浪费、过量生产的浪费。 等待的浪费。等待的浪费细分为以下四种： 第一种等待的浪费，是指因前一工序的零件未运达或欠缺等因素，而无法进 行加工作业的浪费，这种浪费在机种切换时尤为重要，很多人忙于生产所谓的“周 转半成品”而使得后工序发生很长时间的等待，连交货期都跟着延长了。这就降 低了“有效产出 。 第二种等待的浪费，是指机械自动地加工，加工者只站立在机械的旁边等待 所产生的浪费。这就降低了生产效率，违背了降低运营费用的目标。 第三种等待的浪费，是管理都在生产过程中作决策时等待信息所浪费的时 间。容易造成“成品产出”的降低。 第四种等待的浪费属于计划安排不当造成的浪费。常规企业常常发生这样的 情况，组装一件产品需要1 0 0 个零件，虽然已经到9 9 个，但是最后一个却迟迟 未到，结果还是没有办法组装。去询问机加工车间，却被告知根本不知道这个零 件是急件。这就是典型的由于计划安排不当造成的浪费。 搬运的浪费 搬运的浪费是指由于存在不必要的搬运距离，或是暂时性的放置场，堆积更 换及移动等等所产生的浪费。 第二章精益生产综述 搬运本身是需要人员的，这就有可能增加运营费用。自动化的搬运工具同样 会花钱。搬运的浪费，增加了库存，增加了存货费用。这是怎么回事呢? 大家都 不想搬运，知道是浪费，所以常常想办法降低搬运次数，结果就把搬运的批量变 大。最终导致了在制品库存的增加，库存费用上升。 因此为了消除搬运的浪费，把搬运的距离缩为最短，最好取消或是避免暂性 的放置场。例如传统的作法中，零件都是从大的集运架上移至小的集运架，进而 暂时放置在机械上进行加工，精益生产则要从根本上排除这些暂时性的放置( 排 除搬运的浪费) 。 不合格品的浪费 一般传统的生产线允许存在某种程度的不合格品，精益生产认为不合格品是 不能创造产品价值的浪费。一旦发生不良品，有时要增加返工的费用从而增加成 本，若不良品报废时，更造成材料、人工等各种浪费，甚至增加处理报废品的善 后费用。因此，企业实施精益生产强调第一次就做好、做对，前工序绝不把不良 品流到后工序，彻底避免不良品的浪费。总结一下是“不流入不良品、不制造不 良品、不流出不良品 。 动作的浪费 检视制造生产线的工作人员，多有不具附加价值的无谓支矍，例如为取得材 料而步行的浪费，以及花费人力寻找零件所造成的浪费，丰田生产方式强调工作 人员能在最短的时间、以最节省人力的状态取得生产作业所需要的零件或工具， 避免造成所有的动作浪费。 冗余加工本身的浪费 所谓加工本身的浪费，例如在欠缺夹具时，工作者就必须用手按紧工件进行 作业，除了会造成物品的加工不顺利外，更增加了工作时间的浪费。除此，精益 生产更重视的是在产品设计阶段就避免不必要的加工动作。 库存的浪费 这里的库存泛指一切原材料库存、在制品库存以及成品库存。“合理的库存” 是制造业的传统观念与作法，为了避免可能造成生产停滞，库存被视为理所当然， 精益生产则认为库存是由于企业管理混乱，物流不畅造成的，同时，它本身又是 制造浪费的一大根源。有库存就需要建造仓库作业存放场所，然后需要工作人员 使用搬运机械设备将物品搬运至仓库，设置仓储人员管理或作防锈处理，从仓库 领用时生锈或有所损伤时，又需整修作业等等，都造成增加人员设备及许多额外 提高成本的恶果，精益生产以降低成本为目标之一，库存的浪费与其背道而驰， 是绝不允许的。 第二章精益生产综述 库存直接带来存货费用，更会间接引起经营费用的产生，同时会造成交期变 长。正因如此，库存的问题正在逐步引起大家的重视。精益生产最大的价值是消 减库存。 过量生产的浪费 过量生产包括制造太多或太早，是生产中最常见的现象，工作进度过快所造 成的浪费，最容易被忽视。 “人人有事做”的思想是造成“过量生产”的思想根源。企业的目标是提供 给顾客成品，而不是在制品。就常规企业来说，如果每个人都尽自已最大能力生 产的话，那就可以断言，这个企业必然存在大量的库存成本，同时，工厂的成品 产出却不会增加。这是因为企业中各个环节的生产能力普遍不均衡，总是会有所 谓的“瓶颈”存在。非瓶颈生产得快，瓶颈流不出去，必然会有库存产生。 事实上，消灭浪费只有与企业的总目标结合起来才有意义。而企业的总目标 是赢利。为了实现赢利的总目标，就产生了三个评价指标。首先是以客户需求为 上限，努力生产成本，这一项称作增加成品产出；其次是不断削减半成品在制 品，求得较好的投资收益率，这一项称作减少库存成本；再次是减少工资、设备、 水电等支出，这一项称作降低运营费用。 企业对七种浪费的理解，一定要与项目相结合，才能产生直接的效益。 2 1 2 3 削减库存是消灭浪费的入手点 精益生产消灭七种浪费的原则是：通过逐步削减库存；不断暴露问题、解决 问题。 生产的浪费被大致归类为七种。但是，精益生产并不主张根据问题逐一展开 对策。生产现场是一个系统，系统中的各部分是互相联系、有因有果的。例如， 在制品库存这种浪费的直接原因往往是过量生产。所以如果解决过量生产的问 题，那么库存的问题也就不存在了。根据精益生产的经验，在各种浪费中，库存 ( 包括成品与半成品，还有原材料) 的浪费是一类非常复杂的浪费，消除库存的 过程，会引起比较复杂的反应。因此，削减库存被精益生产赋予了特别高的优先 地位，以至于精益生产将j i t ，也就是“在必要的时间，按照必要的数量，生产 必发的产品”作为精益生产的本质，奉为理念。 以降低库存为主轴，能够有效地开展消灭浪费的各项改善活动。随着库存的 减少以及其他各种浪费的减少，这种改善活动带给企业的不仅仅是成本的降低， 更重要的是，生产周期也获得了奇迹般的缩短。 2 1 2 4 实施精益生产的浪费意识改革 实施精益生产的意识改革，第一是对自己的工作目标有清醒的认识，找到自 第二章精益生产综述 已工作的真正价值之所在；第二是了解企业生产过程中的所有浪费现象，并理清 浪费之间的关系；第三是抓住牛鼻子，积极把企业向“零库存方向引导。 “应该杜绝浪费”是共识。但实际去消灭浪费很困难。因为无法识别浪费， 这才是个大问题。 精益生产中，浪费定义为：超过客户需求的、生产所必需的任何设备、材料、 场地及人工都是浪费。 上述定义中，最引入注目的是要求生产现场“不超过客户需求的、生产所必 需的任何材料 这一项，这一项通常被称之为“j i t ”，j i t 是英文j u s ti nt i m e 的 首字母缩写，中文称之为“及时生产”。 所谓及时生产是指：要求生产现场，只在必要的时间，按照必要的数量，生 产必要的产品。必要的时间是指后工序指定的时间；必要数量的产品是指后工序 所需数量的产品。及时生产所涵盖的范围，除企业内的生产现场外，还应该包含 销售、设计、购买、订购、物流。其中生产现场是及时生产中最重要的环节。 及时生产认为，客户不仅仅指真正购买企为产品的消费者，在企业中，后工 序就是前工序的顾客。 2 1 3 价值的概念 企业因顾客而存在。只有在顾客购买企业产品的时侯，企业的价值才体现出 来。从这个意义上讲，价值就是对顾客有利的活动。工艺图纸中的每一步是有价 值的，而实际的生产流程却充满浪费。如制作一副眼镜框，把镜腿折成工艺要求 的角度，这是有价值的。但是，把眼镜从前一道工序搬运到后一道工序，这个搬 运动作却没有使得镜框发生任何对客户有利的变化，这就是浪费。因此，从微观 上来讲，增值活动可以看作使加工物在物理上发生了变化，对顾客更具吸引力的 活动。 任何企业的产品生产过程，都是一个由原材料到顾客能接受的成品的过程。 企业要了解顾客需求才能定义自已的价值，生产过程中的各环节也是如此。 2 2 精益生产实施步骤 2 2 1 第一步，正确地确定价值，识别浪费 正确地确定价值就是以客户的观点来确定企业从设计到生产到交付的全部 9 第二章精益生产综述 过程，实现客户需求的最大满足。 以客户的观点确定价值就必须把生产的全过程中的多余消耗减至最少，不将 额外的花销转嫁给用户。因此，在使客户满意的同时，企业自身也降低了生产成 本，这就是精益生产的价值观。精益价值观将商家和客户的利益统一起来，而不 是过去那种对立的观点。 以客户为中心的价值观来审视企业的产品设计过程、制造过程、服务过程就 会发现太多的浪费：从不满足客户需求到过分的功能和多余的非增值消耗。当然 这些浪费的直接受益者既是客户也是商家。乜1 2 2 2 第二步，识别价值流 精益生产不只需要所有员工的参与，它更需要系统的展开。因此就要对企业 现状做出分析。这个工具就是价值流图。 企业内直接为客户创造价值的流程有三类，分别是： 从概念到发布的产品设计流程； 订单到交货的生产流程； 在产品交货期内，提供的服务流程。 价值流是指构成每个流程的全部活动。识别价值流的含义是在价值流中找到 哪些是真正增值的活动，哪些是可以立即去掉的不增值活动。精益思想将所有业 务过程中消耗了资源而不增值的活动叫做浪费。“识别价值流”就是发现浪费和 消除浪费。识别价值流的方法是“图解价值流v a l u es t r e a mm a p p i n g 首先按产 品簇为单位画出当前的“价值流图”，再以客户的观点分析每一个活动的必要性， 最后转化成具体的实施计划。价值流分析成为实施精益生产最重要基础工具之 一。 价值流分析一般从自己企业的内部开始，然后向前延伸到供应商，向后延长 到向客户交货的活动。按照最终用户的观点全面地考察价值流，特别是分析部门 之间的交接的过程，这个交接过程往往存在着惊人的浪费。2 1 2 2 3 第三步，实现流动，追求“单件流 如果正确地确定价值是精益思想的基本观点，识别价值流是精益思想的准备 和入门的话，那么“流动f l o w ”和“拉动p u l l 则是实现精益生产的中坚。 精益思想要求创造价值的各个活动( 步骤) 流动起来，强调的是不间断地“流 动”。实现流动的常用方法有布局优化、单元化生产等方法。 1 0 第二章精益生产综述 布局优化非常讲究灵活性及适应性，因为产品的工艺特性千差万别，同时今 天大多数企业正面临着多品种小批量市场的挑战，走规模化经营道路的企业正面 临着巨大的风险，市场正不以人们意志而转移的朝着个性化方向推进，在此环境 下大多数企业的生产布局基本上还是延续着经典规模化批量生产时的功能划分 的布局方式，正是这种不适应频繁变化的生产传统布局模式直接影响整个公司及 车间的生产效率。因为人和产品不得不在设备之间作大量的移动，精益生产对这 种布局形象称之为“鱼丸”式生产，这种布局的不合理直接影响到生产的生产周 期，同时还会影响人的情绪及工作热情。所以现代i e 在仔细考虑厂房内的设备、 机械、工具摆放、物料搬运、工艺流程等前提下，对工厂布局进行大量改进与革 新，改善的前提是认真评审现实状况的合理性并要有针对性的机动灵活的对下述 七个方面的多种情况进行现场布局设计，同时它也证明布局改善的必要性与重要 性。 单元化生产是精益生产的核心模块。为了迅速地压缩生产周期，需要压缩在 制品数量，达成单件流的物流状态。在精益生产的工具集里，有许多工具，从不 同的层面来实现这一目的。除了拉动看板生产方式外，单元化生产就是从现场生 产线设计层面来达到压缩在制品的目的。当然，压缩在制品只是单元化生产的目 标之一。 在小批量、多品种的大环境下，单元化生产是当代最新、最有效的生产线设 置方式之一。配合相应的计划控制方法和效率提升技术，企业面临的缩短交货期、 降低生产成本、快速转产等问题可从根本上得到解决。2 1 2 2 。4 第四步，实现拉动p ul l “拉动 就是按客户的需求设计投入和产出，使用户精确地在他们需要的时 间得到需要的东西。实行拉动以后，用户或制造的下游就像在超市的货架上一样 了到他们所需的东西，而不是把用户不太想要的产品强行推给用户。拉动原则由 于生产和需求直接对应，消除了过早、过量的投入，从而减少了大量的库存和现 场在制品，大大地压缩了生产周期。 拉动原则更深远的意义在于企业具备了当用户一旦需要，就能立即进行设计 和制造用户真正需要的产品的能力，最后实现抛开预测，直接按用户的实际需要 进行生产。 实现的拉动的常用方法有看板管理、d f t 等。 流动和拉动将使产品开发时间减少5 0 ，交货周期缩短7 5 ，生产周期缩 第二章精益生产综述 短9 0 ，这对传统的改善来说简直是个奇迹。乜1 2 2 5 第五步，全面实施精益生产，做到精益求精 奇迹的出现是由于上述四个原则相互作用的结果。改进的结果必然是价值流 动速度显著加快。这样必须不断地用价值流分析方法找出更隐藏的浪费，作进一 步的改进。这样的良性循环成为趋于尽善尽美的过程。精益制造的目标是“通过 尽善尽美的价值创造过程( 包括设计、制造、和对产品或服务整个生命周期的支 持) 为用户提供尽善尽美的价值 。因为外在市场环境处于不断变化之中，企业 内部也要不断进行转变，所以“尽善尽美”永远是一个目标，但持续地对尽善尽 美的追求，将造就一个永远充满活力、不断进步的企业。乜1 1 2 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开发应用 第三章精益生产工具- - l e a nm o d e l 的原理与开发应用 3 1 l e a nm o d ei 的原理与开发应用 实施精益生产最直接的效果，就是能够迅速压缩生产周期，从而缩短交货期， 加快周转而减少库存浪费。什么是交货期? 什么又是生产周期? 二者之间有何关 系? 精益生产工具l e a nm o d e l 很好的揭示了其中的关系，并为l e a n 的进一步 实施提供了科学的数据来源。 在开发l e a nm o d e l 之前，需要理解以下几组概念以及内在的原理和关联。 3 1 。1缩短交货期是企业面临的一大课题 所谓交货期，指的是从顾客发出生产定单到收到产品的时时间隔。 为了使客户对工厂的服务满意，一般要在三个方面努力，分别是：q ( q u a l i t y ) ：品质；c ( c o s t ) ：成本；d ( d e l i v e r y ) ：交货期。 其中，品质与成本这两项，是传统的竞争要素，自从人类有生产活动以来就 一直为生产企业所重视。 而从2 0 世纪9 0 年代开始，交货期也变成了一项活跃的竞争要素。 因此企业要想赢利，就要想方设法使自已的产品能够比别人的产品早上市， 能够领先几个月。这种情况下，市场会给生产工厂很大的交货压力。 因此提前一个月就发出生产定单的情况会越来越少。而半个月，甚至者要求 七八天就交货的情况会越来越多。对常规企业来说，这种趋势带来了令人头疼的 问题，这就是紧急订单以及由紧急订单而引起的计划变更、生产切换等等一系列 问题。产生紧急订单的根本原因在于，实际生产周期太长了。 1 23 4567 ( 天) 图3 - 1 紧急订单的第一个原因；实际生产周期太长 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开发应用 如图3 1 所示，客户要求4 号前交货，但是，在现有生产体制之下，一般要 到6 号才能交货。在这种情况之下，“紧急订单”这样一个异常情况就出现了。 作业生产管理者，从根本上解决问题的办法，就是应该把标准的交货周期缩 短，缩短到比“紧急订单”要求的交货期还要短。 3 1 2 交货期与生产周期的关系 首先要了解交货时间的构成。 从物流角度来看，交货时间由两部分构成： 采购周期：这段时间，属于所谓的“厂外物流”。 生产周期：这里是指从开始生产到发货的时间。 因此，交货期= 采购周期+ 生产周期。 其中，生产周期又可以细分为：排队与等待时间和加工时间。 事实上，对大多数企业来说，在生产周期中，只有不到1 0 的时间属于真正 用来加工的时间，而剩余9 0 的时间都是在等待中浪费，如图3 2 所示。 采购时间排队与等待时间加工时间( 天) 厂_ 入、l 弋，一一弋 原材料仓库机械加工总装发货 供应商 图3 - 2 交货期的构成 以上分析得出提示： 为了压缩交货周期，可行的办法就是压缩生产周期； 为了压缩生产周期，可行的办法就是压缩等待时间： 3 1 3 缩短生产周期的可行性分析 所谓生产周期，是指从原材料进入工厂到成品流出工厂的时间间隔。缩短生 产周期会给工厂带来很多好处：首先这会减少顾客的等待时间；其次是这会减少 紧急定单带给工厂的冲击。对于这一点，简图3 3 可以提供很好的说明。 1 4 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开发应用 图3 - 3 缩短生产期，可以减少“紧急定单” 如图3 3 所示，客户仍然要求4 天交货，但是，实际生产周期只用了3 天， 在这种情况，就不存在紧急定单的异常情况了。 3 1 4 生产周期与在制品库存( w lp ) ( 1 ) 一个重要概念，l e a dt i m e 从客户给工厂下订单，到工厂交货，在时间上一定会有一个提前量，这个提 前的时间就是l e a dt i m e l e a dt i m e ：称为前置时间、提前时间或提前期等，意为“为完成某项目标 而花费的流程时间。 ( 2 ) 常用l e a dt i m e 有三种：制造l e a dt i m e 、验收l e a dt i m e 、确定l e a d i 。i m e 。 制造l e a dt i m e ， 止所需的天数。 验收l e a dt i m e ， 间。 确定l e a dt i m e ， 执行所需的时间。 也称为生产提前期、生产周期，即从开工开始到完成为 也称验收提前期，即发货、卸货日前进行验收所需的时 也可以称之为指令提前期。是指从发出指令开始到指令 ( 3 ) 体现提前期与在制品关系的利特尔法则。 利特尔法则的英文原称是：l i t t l e sl a w 。 利特尔法则是一个有关提前期与在制品关系的简单数学公式，这一法则为精 益生产的改善方向指明了道路。其公式是： l e a dt i m e = 存货数量生产节拍。 所谓存货，是指平均每一时刻生产系统内的原材料、在制品；存货数量即是 原材料、在制品的总数量。 所谓生产节拍，是生产能力的一种表达方法，含义是每生产一个产品所需要 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开菱应用 的时间。例如，一台机器的生产能力是每小时生产6 0 个产品也可以换一个说 法，称这台机器每生产一个产品需要】分钟，这样就称这台机器的生产节拍是1 分钟。 生产节拍常由单位时间( 天、星期等) 除以单位时间的有效产出，所吼利特 尔法则可由另一种表达形式表达l e a d t i m e = 存货数量单位时间产出。如下图 3 - 4 所示。 图3 - 4l e a dt i m e = 存货数量( w i p ) 单位时问产山( e xj t 下面，通过举例来说明利特尔法则的用；圭 生产节拍1 秒个 2 0 个5 0 0 个 原材料在制品 6 0 0 十 在制品 3 0 0 十 在制品 口卜元；司口吕吕口卜；：；司回曷吕日卜；i ：矗习口曷冒口厂i ；吾习 。l ! _ j 。l ! _ _ 田田l ! _ _ 。口口口l ! _ | 】0 秒个】0 秒个l o 秒个1 0 秒个 1 0 0 十 在制品 日圈吕 2 0 0 秒4 8 0 0 秒2 0 0 秽5 8 0 0 秒2 0 0 秒2 8 0 0 秒2 0 0 秒8 0 0 秒 加工等待n z -等待加t等待加t等待 加工时问：8 0 0 秒等待时间 1 4 2 0 0 秒 图3 - 5 利特尔法则倒题 如图3 - 5 所示，己知：客户订单为2 0 个产品，生产流程中，中闻周转库存 分别为5 0 0 、6 0 0 、3 0 0 、1 0 0 十在制品；主要生产工艺有四个分别是a 、b 、c 、 d ，且各工序的生产能力相同，都是1 0 秒一个产品。在不允许调整生产顺序的 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开发应用 情况下，生产这2 0 个产品的生产周期是多长? 真正用于加工这2 0 个产品的加工 时间有多长? 答案应该是：生产周期= 存货数量x 生产节拍 存货数量= 原材料数量+ 在制品数量 = 2 0 + 5 0 0 + 6 0 0 + 3 0 0 + 10 0 = 15 2 0 ( 个) 生产节拍= 1 0 ( 秒个) 生产周期= 1 5 2 0x1 0 = 1 5 2 0 0 ( 秒) 所以：从原材料到成品产出的生产周期为1 5 2 0 0 秒。 以此得出：a 工序加工时间= 2 0 0 ( 秒) b 工序加工时间= 2 0 0 ( 秒) c 工序加工时间= 2 0 0 ( 秒) d 工序加工时间= 2 0 0 ( 秒) 合计= 2 0 0 + 2 0 0 + 2 0 0 + 2 0 0 = 8 0 0 ( 秒) 所以真正用于加工这2 0 个产品的加工时间为8 0 0 秒。 说明：从例中可以很清晰地看到，真正用于加工的时间仅仅有8 0 0 秒，然而 总的生产周期却要1 5 2 0 0 秒! 那么其余的1 4 4 0 0 秒都跑到哪里去了呢? 都花在周 转库存上了。 那么，如何有效地缩短生产周期呢? 利特尔法则已经很明显地指出了方向。 一个方向是提高单位时间产量，从而缩短生产节拍；另一个方向就是压缩存货数 量。 通过例子看到，生产出来的产品不能及时转移一下一个工序，是造成生产周 期过长、在制品数量过多的最主要原因，因此想方设法压缩在制品是缩短生产周 期最重要手段。 3 2 价值流图( v a iu es t r e a mm a p pin g ) 分析 3 2 1 价值流图的基本概念 实施精益生产，就是逐步构筑拥有完美增值流程的生产系统。改善着眼点， 则从顾客的角度考察生产系统，从中发现问题。所以，精益生产分析问题的方法， 一般是观察客户的产品，看这个产品在生产流程中有什么样的遭遇，从中分析价 值，发现浪费。 价值流就是一个产品通过其生产工序的全程活动，包括增加价值和不增加价 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开发应用 值的活动，并从价值与浪费的角度来记录流程。 绘制价值流图，运用的是流程分析方法：关注向顾客提供的产品或服务，从 流程的开始一直到流程结束，然后把产品或服务所涉及的所有物流与信息流相关 内容用目视图表的方法绘制出来，形成一张价值流图，作为今后实施精益生产的 依据。 如图3 - 6 说明了价值流图在实施精益改善过程中顺序。 图3 6 价值流图改善顺序 从图示了解到通过收集工作现场的信息与数据，来画出现状图，并为勾画理 想状态图提供必须的数据。注意现状图与理想状态图之间的箭头是双向的，意味 着现状图和理想状态的进展是相辅相成的。当绘制现状图时，理想状态的想法便 自然地产生了。最后一步工作是一份写在纸上的实施计划，描述如何从当前状态， 转为理想状态。 3 2 2 绘制价值流图的步骤： 步骤一：p q 分析，确定重要产品。 p q 分析的目标是对众多产品进行分类，找出哪些产品对公司至关重要，能 代表公司的主要流程，值得专门分析。在这里，p q 分析中的p ( p r o d u c t ) 表示 产品，q ( q u a n t i t y ) 表示数量，且在这里是指产品生产的产值。 第三章精益生产工具一l e a nm o d e l 的原理与开发应用 图3 7p q 分析图 图3 7 中横轴为产品，纵轴为需求数量，按产品需求产值的大小从左边开始 排列，左边最大，右边最小。品种少，但产值特别大的关键产品作业专门分析对 象。品种多，但是产值不大的产品，一般不作专门分析。 由分析中可知$ 8 0 0 3 虽然只是一个项目，但其产值在公司的总产值中占有绝 对份量，因此作为精益改善的重点产品。 表3 - 1 产品分族矩阵 工艺顺序与关键设备 产品 切割c n c 冲成型