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JIT 准时化生产方式的技术体系

作者:天行健咨询分类:精益生产管理类时间:2021-01-29 11:47:36

丰田准时制生产方法是包含多种制造技术和管理技术的综合技术体系。为了准确认识和理解准时制生产模式,我们有必要对这一综合性技术体系及其结构进行理论上的考察和描述,找出各种技术、手段和方法在这一体系中实现体系目标的具体功能和支撑作用,明确这些技术、手段和方法在整个生产体系中的地位及其相互之间的内在联系。只有把这些技术、方法和手段放到这个系统的整体结构中去认识和理解,才能有目的地使用它们。它清晰简洁地展示了丰田JIT 生产模式的系统结构,同时也展示了系统的目标以及实现目标的各种技术、手段和方法及其相互关系。下面我们就来简单讲解一下准时制生产模式的技术体系。


1.系统的核心

要实现“彻底降低成本”的基本目标,就必须彻底杜绝各种直接和间接的浪费,如过度的生产,过度的在制品,过度的人员。如果生产系统能够足够灵活地适应不断变化的市场需求,即“市场需要什么类型的产品,生产就是什么类型的产品;能卖多少,就生产多少;需要的时候,只要生产”,当然这是不必要的,库存也不会有多余的产品。如果生产人员的能力有足够的灵活性,当然不会有多余的闲置人员。这种持续平稳的生产,或者说快速适应市场需求数量和品种的变化,是通过一个主要手段实现的,那就是“准时制”。可以说,“守时”是丰田生产模式的核心。


所谓“及时”,就是我们前面介绍的。生产必要产品或零部件在必要时刻“准时制”的本质是打造一个能够灵活适应市场需求变化的生产系统。这种生产体系可以从经济性和适应性两个方面保证公司整体利润的持续提升。此外,这个生产系统还有一个内在的动态自我完善机制,即在“准时制”的刺激下,通过不断减少加工批次和在制品储备量,不断暴露生产系统中的问题,并不断完善生产系统本身,从而保证准时制生产的顺利进行。


2.看板管理

很多人称丰田生产看板管理,其实是不对的。丰田生产模式是产品的制造模式和生产系统,看板管理是准时实现生产的手段。


看板管理,简而言之,就是控制生产流程中每个流程的生产活动的信息系统。通常,看板是透明塑料袋中的卡片。常用的看板主要有两种:取料看板和生产看板。取料看板显示倒推工序应取的物料数量等信息,生产看板显示前推工序应取的物料数量等信息。准时制生产模式以反向“拉动”模式控制整个生产流程,即从生产末端的总装配线开始,依次从后向流程到前向流程,“在必要的时间获得必要数量的必要零件”,而前一流程“在必要的时间获得必要数量的必要零件”,以补充后续流程拾取的零件。这样,看板在生产流程中的各流程之间进行周转,从而将与取料和生产的时间、数量、品种相关的信息从生产流程的下游传递到上游,将相对独立的流程个体连接成一个有机的整体。


看板管理的实施是有条件的,比如生产的均衡化,操作的标准化,设备布局的合理化。如果不满足这些前提条件,看板管理就无法发挥应有的作用,很难实现准时制生产。


3.均衡生产

用看板管理来控制生产的流程,生产的均衡化是最重要的前提。换句话说,平衡生产是看板管理和JIT 生产的重要基础。


如前所述,后处理将在必要的时间从前处理接收必要数量的必要零件。在这样的生产规则下,如果后处理物料的时间、数量、种类经常发生不规则的变化,那么前处理就会出现亏本的情况,从而需要准备充足的库存、设备和人力来应对物料数量的峰值变化。显然,这会造成闲置和人力、物力、设备能力的浪费。此外,在许多工序相互连接的生产工序中,从每个后续工序中取出的材料量的变化程度将随着前一工序的推进程度而相应增加。


为了避免这样的变化,我们必须努力将最终装配线上的生产变化降到最低,即实现生产的均衡化。需要注意的是,丰田的平衡生产需求是生产数量和产品类型的平衡,即总装配线从每一个前道工序收集零件时,都要统一收集各种零件,实行混合生产。要防止同一种备件在一定时间内被回收,以免造成前道工序繁忙时间不均衡,造成生产混乱。


正因如此,丰田的装配线都是以最小批量装配运输成品,以实现“单件”生产和运输的最高理想。因此,装配线也将以最少的批次接收上一工序的必要零件。简而言之,生产的均衡使零件的数量变化最小,即每个后处理每天以相似的间隔接收相似数量的零件。这样每个流程都可以以一定的速度和数量为生产,这是实现看板管理的首要条件。事实上,如果最终装配线没有实现平衡的生产,看板管理就没有价值。此外,丰田将生产的均等化作为让生产适应市场需求变化的重要手段。通过均衡生产,没有生产线可以大量生产单一种类的产品。相反,每条生产线每天必须同时生产各种类型的产品,才能满足市场的需求。这种多品种、小批量混流生产模式灵活性强,能够快速适应市场需求的变化。


这种以多品种小批量混合生产为特征的平衡生产,还有一个重要的优势,就是每道工序都可以顺利适应市场需求的变化而不改变其生产批次,只需逐步调整取料频率或带看板的生产频率即可。


要实现以“多品种、小批量”为特征的均衡生产,就要缩短生产的前置时间,以利于各类产品的快速、及时生产。因此,为了缩短生产交付周期,有必要缩短设备的安装和调整时间,以尽量减少生产批次。


4.快速安装和调整设备

实现以“多品种小批量”为特征的均衡生产最关键、最困难的一点是设备的快速安装和调整。


以冲压工艺为例,更换冲床模具并调整其精度往往需要几个小时。为了降低装配、更换和调整的成本,人们经常连续使用一套模具,制造尽可能多的生产产品。这种降低成本的方法很常见。但丰田的平衡生产要求总装线和各道工序采用“多品种小批量”的方式,频繁从上道工序收集各种零部件或产品,使得“连续大批量生产单个零部件或产品”的方式行不通。这就要求冲压工序要进行快速频繁的更换和调整操作,也就是说要快速频繁地更换冲模,这样才能在单位时间内冲压出种类繁多的零件和产品,并满足后续工序(车身工序)频繁接收各种零件和产品的要求。这样,考虑到制造过程的经济性,冲床和各种生产设备的快速更换和调整就成为了封闭插件。


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为了实现设备的快速安装和调整,丰田的生产现场人员,经过长期不懈的努力,终于成功地将冲压过程中安装和调整冲压模具所需的时间从1945年到1954年的3小时缩短到1970年后的3分钟!现在,丰田所有的大中型设备都可以在10分钟内安装、更换、调整,为“多品种、小批量”的平衡生产奠定了基础。


丰田公司发明并采用的SMED方法是设备快速更换和调整的方法,即“10分钟维修法”。该方法的要点是将设备安装和更换调整的所有操作分为两部分,即“外部安装和更换调整操作”和“内部安装和更换调整操作”。所谓“外部更换调整操作”是指在设备运行时可以进行的操作,而“内部更换调整操作”是指在设备停止运行时必须或只能进行的操作。为了缩短安装和调整时间,操作员必须在设备运行时完成所有“外部安装和调整操作”,一旦设备停止,他应该专注于“内部安装和调整操作”。在这里,最重要的一点是尽可能将“内部更换调整操作”改为“外部更换调整操作”,并尽可能缩短这两项操作的时间,以保证更换调整操作的快速完成。


丰田将“快速设备更换和调整”作为提高企业竞争力的关键因素之一。


5.设备的合理布置

设备的快速安装和更换调整,为满足后期工序频繁接收备品备件和产品的生产要求和“多品种小批量”的平衡生产提供了重要基础。但是这种复杂的产品收集方式必然会增加运输工作量和运输成本,尤其是运输不方便的话,会影响JIT 生产的顺利进行。可见,生产工艺的合理设计和生产设备的合理布置是实现小批量频繁运输和生产 生产生产生产生产生产生产1的又一重要基础。


传统的生产车间设备布局方式采用“集群式”布局方式,即将功能相同的机器设备集中布置在一起,如车床组、铣床组、磨床组、钻床组等。这种设备布置方式最大的缺陷是零件和产品流动路线长、流动速度慢、在制品量大、人数多,不便于小批量运输。丰田改变了这种传统的设备排列方式,采用了“U”型单元排列方式,即根据零部件的加工工艺要求,将不同功能的机器设备排列在一起,形成一个小型的加工单元。这种设备的布置可以简化物流路线,加快物流速度,减少工序间不必要的在制品储备,降低运输成本。


显然,设备的合理布置,尤其是U型机组连接形成的“组合U型生产线”,可以大大简化运输作业,增加单位时间内零部件和产品的运输次数,但运输成本并没有增加或增加很少,为小批量的频繁运输和单件的生产 生产生产1-1传动提供了基础。


6.多技能操作员

多技能工人(或“多面手”)是指能操作多种机床的生产工人。多技能操作员与设备的单元布局密切相关。在U型生产单元中,由于各种机床组合紧凑,要求生产工人操作各种机床,同时负责多道工序的操作,方便,比如一个工人要能同时操作车床、铣床、磨床。


在由多个工序组成的生产单元(或生产线)中,多技能操作人员按照标准操作组合表依次操作几台不同的机床,完成不同工序的操作,在标准周期时间内,巡视U型生产单元一周,最终回到生产起点。每个工序的在制品只有在生产个工人完成该工序的加工后才能进入下一道工序。这样,每当工件进入生产单元时,成品就会同时离开生产单元。像这样的生产模式是“单件生产单件传输”模式,具有以下优点:消除了工序之间不必要的在制品,加快了物流速度,有利于生产单元内作业人员之间的相互协作等。特别是多技能操作人员和组合式U型生产线,可以将各工序节省下来的零散工时集中起来,以整数减少多余的生产人员,有利于提高劳动生产率。


7.标准化操作

标准化操作是实现均衡生产和单件生产单件传输的另一个重要前提。丰田标准化作业主要是指每个多技能操作人员操作的各种机床的操作规程,是指每个多技能操作人员在标准周期时间内所承担的一系列各种作业的标准化。丰田的标准化作业主要包括两个内容:标准周期时间、标准作业顺序和标准在制品库存,均以“标准作业组合表”表示。


标准周期时间是指每生产单位(或生产线)内生产单位成品所需的时间。标准循环时间可通过以下公式计算:


标准周期时间=每日工作时间/每日必要产出;


根据标准周期时间,生产现场的管理人员可以确定每生产单位内生产一个单位产品或完成产量指标所需的工人数量,合理配备全车间、全厂工人。


标准操作顺序是指多技能操作人员在同时操作多台不同机床时应遵循的操作顺序,即操作人员取料、加工、加工后取出,再转移到另一台机床上的顺序,操作人员操作的各种机床连续遵循该顺序。因为所有操作员都必须在标准周期时间内完成所有任务,所以他们可以在同一个生产单元或生产线内实现生产平衡。


标准在制品库存是指每生产单位的在制品最小数量,应包括机器上仍在加工的半成品。没有这些数量的在制品,生产单位的一系列机器将无法同步工作。但是,我们应该尽最大努力将在制品库存降低到最低水平。


根据标准化作业的要求(通常用标准作业组合表表示),所有操作人员必须在标准周期时间内完成单位产品所需的所有加工作业,并在此基础上对操作人员进行培训和改进流程。


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