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从时间的视角看精益生产

时间:2022-05-09 10:33来源:未知 作者:网络 点击:
从时间的视角看精益生产
我们所做的,其实就是注意从接到顾客订单到向顾客收账这期间的作业时间,由此剔除不能创造价值的浪费,以缩短作业时间。 ——大野耐一

如果要深入理解丰田的精益生产,就要抓住两个关键词——“时间”和“浪费”,而“浪费”最终都可以用“时间”来描述(浪费的程度就是生产周期时间和增值时间的比值)。因此,“时间”是我们打开丰田的精益生产大门的钥匙,我们所接触到的标准作业、看板、快速换型、同期化、平准化、瓶颈管理等等改善工具和方法,都是基于对“时间”的改善和管理,甚至我们可以说,丰田精益生产的精髓就是标准的时间管理——JIT(Just In Time)。丰田基于时间不仅将各个改善工具和方法系统地链接起来,同时,丰田还通过时间管理将日常管理、机能管理和方针管理统合在一起。

一、时间的概念

既然“时间”是打开丰田精益生产的钥匙,因此,对“时间”的准确定义和理解就尤为重要。下面,我们就来系统地对丰田精益生产系统中有关的“时间”的概念进行定义和探讨。

1 节拍时间(Tark Time)= 额定作业时间/可销售量

节拍时间(TT)等于额定作业时间除以可销售量。其中,一天的额定作业时间,是一天不包括加班的正规作业时间减去休息时间。比如,一天额定出勤时间是从上午8点到下午5点,中午午餐1小时,同时上、下午各休息10分钟的话,那一天的额定作业时间就是9个小时减去1小时20分钟,即7小时40分钟(460分钟)。

节拍时间是从一天的可销售的量中判断产出一个产品的时间间隔的概念,因此,节拍时间是由市场和客户的需要决定,其本质是客户对产品需求的速度。节拍时间越短,表示客户对产品的需求速度越快,产品的市场越活跃,企业附加在产品上的价值更快地得到客户的认可,并因此而带来企业的利润回报,这正是企业存在的目的。

因此,对于企业来说,节拍时间是企业连接市场和客户的纽带,节拍时间决定了企业内部资源(人、财、物等)和工作量的分配,也决定了企业内部运行的速度、运行能力的投入和运行的效率

2 过程周期时间(Lead Time)

过程周期时间(LT),就是从接到顾客订单开始直到交付给顾客所要的货物的这个期间的时间,即:

  • 过程周期时间(LT)=订单信息的处理时间+制造过程周期时间(MLT)+货物运输时间。

其中,制造过程周期时间(Manufacturing LT)是从产品上线生产开始到成品发运结束的时间,即:

  • 制造过程周期时间(MLT)=加工/组装时间(VT)+检查时间+搬运时间+物品停滞时间(库存)。

工程的策划和生产的安排就是要把生产一个产品的制造过程周期时间(MLT)拆分到节拍时间(TT)以内进行生产作业,以满足市场和客户的需要。在节拍时间以内,如果我们尽可能多操作一些工序,生产效率就会提高。因此,在一天的可销售量减少时,我们需要尽可能的合并工序而减少人员以提高生产效率,反之,当一天可销售量增加时,我们就需要拆分工序到更多的人以保证交付。

增值作业时间(Value Added Time)

生产一个单位的产品,需要对产品的原材料进行加工或装配、检测、搬运、存放等等作业,而那些改变制造对象的状态或特性的作业就是增值作业,比如在制造对象上去除材料(切削加工)、增加材料(装配等)以及改变加工对象的内部结构或性能(热处理等)。相反,其它不能带来制造对象状态和性能改变的作业,就是非增值作业,比如搬运、缺陷检查、等待、存贮等等,都是浪费

以上是狭义上的增值作业,而从广义上看,只有被客户购买并被客户认可的产品价值的作业才算增值了,因此,广义的增值作业是附加在客户已购买的产品上并且其价值已被客户认可的作业。而生产不被客户购买的产品的作业或超出客户要求的价值所发生的多余作业都是非增值作业,比如生产过剩、过度或多余的作业等等,也都是浪费

增值作业时间(VT)就是作业者手工或利用工具以及设备完成一个产品的所有增值作业的时间总和。当产品定义后,在一定的生产条件下,增值作业的时间会趋于一个正态分布的稳定值,因此我们可以认为一个产品的增值作业时间在一定期间是一个标准值。虽然因要满足客户交付的节拍时间要求,而把增值作业分解到众多分工序或步骤进行作业,但总的增值作业时间不会因为增值作业时间的分解而产生太大的变化。

4 人的作业循环时间(CT)和设备循环时间(MCT)

为满足客户需要,我们要将产品制造的过程周期时间(MLT)拆分到节拍时间(TT)内的多个工序或步骤进行生产,每一个作业人员按照标准的作业要求在一连串的工序中完成一个手工作业循环的时间总和(包括步行时间)就是作业循环时间Cycle Time);而每一台设备完成一个产品工序的加工内容的循环的时间就是设备循环时间(Machining Cycle Time)

在拆解整个产品制造周期时间时,我们很难保证被拆解的每一个工序都是同一作业循环时间,有的作业时间要高,就有可能成为生产线的瓶颈,有的作业时间就比较少,这样就形成了产线中工序之间的作业循环时间的不平衡和浪费

因此,在工程设计时,我们需要遵守两个基本原则:

  • 第一就是确保TT≥CT>MCT
  • 第二就是尽可能提高工序之间的平衡率

5 停滞时间(Waiting Time)

物品在某一个地方发生堆积停滞,其停滞时间(WT)就等于物品在某一地方的数量除以单位时间物品的消耗数量。比如:

  • 库存停滞时间(天)=库存数量/每天需要的数量;
  • 在制品停滞时间(小时)=工序间在制品数量/每小时生产量。

6 产品通线时间(Throughput Time)

产品通线时间(TPT),是指一个产品从原材料上线开始,没有任何停滞地完成所有的加工/装配、检查、搬运等生产作业的总时间。通过产品通线时间,我们可以确定:

  • 一条生产线合理的在制品数量 = TPT/TT。

7 作业切换时间

作业切换时间,是指从前一种产品的作业结束开始到下一种产品的作业开始结束的这一期间的时间。由一种产品的生产转换到另一种产品的生产,需要停止前一产品作业以变更和调整设备、工装、模具等到另一产品的生产状态,它包括作业切换的准备时间、生产状态的调整时间和调整后的确认时间。这些切换作业有的必须停止生产进行,比如更换模具和工装、设备参数的调整、调整后的结果确认等,我们称之为作业内切换;而有的切换作业可以不停止生产进行,我们称之为作业外切换,比如切换作业的前期准备工作,可以在前一种产品生产时同步进行。

我们可以采取以下步骤方法对于作业切换时间进行缩短,第一是区分作业内切换作业和作业外切换作业;第二是尽量将作业内切换的作业转化成作业外切换作业;第三是保证作业内切换工作必须在作业外切换工作完成之后进行

二、基于时间的生产性评价

1 浪费的程度= MLT/VT

我们可以用制造周期时间(MLT)和增值作业时间(VT)的比值来评估制造过程浪费的程度,比值越大,浪费越大。因为增值作业时间在一定的条件和时期内是一个标准值,因此,我们要消除浪费,只能是从持续地缩短过程周期时间着手,这也就是丰田精益生产的核心

2 生产力水平(Productivity)

我们可以用附加在产品上的增值作业的人工时间和投入生产的总人工工时的比值来评价企业的生产力水平(劳动生产率):

生产力=(产量×产品增值人工时间)/投入生产总人工工时

其中,投入生产的总人工工时,为投入产品生产的作业、检验、搬运等直接针对产品的作业人员及其班组长的付薪时间,而支持产品生产所需物料作业人员、设备维修人员等不包括在内。

3 设备综合效率(OEE)

我们用附加在合格产品上的标准设备时间和投入生产的设备总台时的比值来评价企业的设备综合效率(OEE):

  • OEE=(合格产品数×ΣMCT)/投入生产的设备总台时

其中,ΣMCT为生产一个产品的所有工序的MCT的总和。在评价一条产品线的OEE时,只计入完工成品的MCT,而半成品虽然消耗了设备台时,但不算有效产出,因此,减少在制品的生产,有利于OEE的提升。

三、基于时间的能力和负荷

设备生产能力 = 额定作业时间/MCT

设备的生产能力是指额定时间的产出数,比如单位时间产出数、小时产出数、日产出数等。我们可以采用设备额定时间的生产数来跟踪和管理现场的生产进度,同时也可以用额定时间的实际产出数和理论产出数的比值来评价产出效率

2 设备负荷率 = MCT/TT

设备负荷率是MCT和TT的比值,通过设备负荷率,我们能够直观地判断出设备能力是否能满足客户的需要,当设备负荷率大于1时,说明设备能力不足,需要加班或增加设备以满足客户需要;当设备负荷率小于1时,说明设备能力有富裕,能够满足客户的需要。与此同时,从设备负荷率上,我们还可以评价设备资产的利用效率

3 人的作业负荷率 = CT/TT

同样,我们可以用人的一个作业循环的时间来评价人的作业负荷率。当人的作业负荷率大于1时,需要我们加班或拆分CT增加人员以满足客户需要;反之,就合并CT减少人员以提高效率。与此同时,人的作业负荷率还是我们进行生产线人员核算和配置主要数据输入。

以上计算用到的MCT和CT,当有作业切换时间时,可以把作业切换时间平均后加到MCT或CT内。

四、缩短过程周期时间的方法

丰田生产方式总的指导思想就是彻底消除浪费,而消除浪费的最终目的就是缩短生产过程周期时间,从而系统地优化资源的整体效率,增加应对市场变化的灵活性以创造更多的市场机会。欧美企业实施精益生产虽然也是消除浪费,但消除浪费的目的主要是为了降低成本,比如很多欧美企业会从成本的角度去评估和决策是否需要降库存,这和丰田的精益生产有着本质的不同。

丰田通过时间管理将公司的方针目标(经营)、机能管理和日常管理统合在一起,使经营和管理有效地区分和融合,而融合的工具就是物料信息流图(VSM)。丰田把未来三年的VSM状态纳入到方针目标进行管理,然后把半年和一年的VSM状态作为公司日常管理和业务机能管理的行动指南,从全局出发系统地推动持续改善以缩短生产过程周期时间。缩短生产过程周期时间的着眼点主要有各工序的加工时间、各工序间的搬运时间、各工序的停工待料时间、各工序的作业切换时间,主要的方法有标准作业、工位平衡、瓶颈管理、优化设备布局、多能工、小批量生产、快速换型、看板管理等等。

总结

还是以大野耐一的话做个总结:“我们所做的,其实就是注意从接到顾客订单到向顾客收账这期间的作业时间,由此剔除不能创造价值的浪费,以缩短作业时间。”。

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