一、精益生产方式的概述
美国麻省理工学院国际汽车研究计划总结了日本丰田生产方式,提出了“精益生产方式”(Lean Production),指出这是一种以丰田生产方式为核心的,适用于所有制造业的先进生产方式和管理模式。
1.精益生产方式的核心思想
(1)消除一切形式的浪费。凡是不增加顾客价值的活动都属无效劳动,都是浪费,都是应该取消的。
(2)不断改进、不断完善,追求尽善尽美。精益生产是一种零缺陷、零故障、零库存、零调整的生产系统。
(3)把调动人的积极性、创造性放在一切管理工作的首位。人具有能动作用和创造力,因此把人看做是各生产要素中最宝贵的资源。
(4)快速应对市场的变化。追求高度的灵活性和应变能力,以快速响应市场的变化。
2.精益生产方式的基本原则
(1)确定价值。精益思想的关键出发点是价值。价值只能由最终用户来确定;而价值也只有由具有特定价格、能在特定时间内满足用户需求的特定产品来表达时才有意义。
(2)识别价值流。价值流是使一个特定产品通过任何一项商务活动的三项关键性管理任务时所必需的一组特定活动。这三项任务是:在从概念设想,通过细节设计与工程,到投产的全过程中解决问题的任务;在从接订单到制定详细进度到送货的全过程中的信息管理任务;在从原材料制定成最终产品,到送到用户手中的物质转化任务。
(3)流动。一旦精确地确定了价值,完整地制定出了某一特定产品的价值流图,消灭了明显的浪费步骤,就要使保留下来的、创造价值的各个步骤流动起来。
(4)拉动。按用户的实际要求设计、生产和制造出用户真正需要的产品。
(5)尽善尽美。在提供比以往更接近用户真正需要的产品时,无止境地不断减少付出的努力、时间、场地、成本和错误。[美]詹姆斯·P。沃麦克、[英]丹尼尔·T。琼斯著,沈希瑾、张文杰、李京生译:《精益思想——消灭浪费、创造财富》,北京:商务印书馆,2002.
3.精益生产方式的主要内容
(1)生产系统方面。以作业现场具有高度民主工作热情的“多面手”和独特的设备布置为基础,将质量控制融会到每一生产工序中去,生产起步迅速,能灵活敏捷地适应产品的设计变更、产品变换以及多品种混合生产的要求。
(2)零部件供应系统方面。采取在竞争的同时,与零部件供应商保持长期稳定的全面合作关系,包括资金合作、技术合作以及人员合作,形成一种“命运共同体”。并注重培养和提高零部件供应商的技术能力和产品开发能力,使零部件供应系统也能够灵活敏捷地适应产品的设计变更以及产品变换。进一步通过管理信息系统的支持,使零部件供应商也共享企业的生产管理信息,从而保证及时、准确地交货。
(3)产品的研究与开发方面。以并行工程和团队方式为研究开发的主要组织形式和工作方式,以主任负责制为领导方式。在一系列开发过程中,强调产品开发、设计、工艺、制造等不同部门之间的信息沟通和同时并行开发。这种并行开发还扩大至零部件供应厂家,充分利用它们的开发能力,促使它们从早期开始参加开发,由此大大缩短开发周期和降低成本。
(4)流通方面。与顾客以及零售商、批发商建立一种长期的关系。使来自顾客和零售商或批发商的订货与工厂的生产系统直接挂钩,销售成为生产活动的起点;极力减少流通环节的库存,并使销售和服务机能紧密结合,以迅速、周到的服务最大限度地满足顾客的需要。
(5)人力资源方面。形成劳资互惠的管理体制。通过质量控制小组、提案制度、团队工作方式、目标管理等一系列具体方法,调动和鼓励员工进行“创造性思考”的积极性,并注重培养和训练工人以及各级管理人员的多方面技能,最大限度地发挥和利用企业中每一个人的潜在能力,由此提高员工的工作热情和工作兴趣。
(6)管理理念方面。总是把现有的生产方式、管理方式看做是改善的对象,不断地追求进一步降低成本、降低费用、质量完美、缺陷为零、产品多样化等目标。这样的极限目标虽然从理论上来说是不可能实现的,但这种无穷逼近的不懈追求却可以不断产生意想不到的波及效果。不仅“白领阶层”,而且大部分“蓝领阶层”的员工也提高了对工作的热情和兴趣,在工作中感受到了成功的喜悦。由此带来的是质量和生产率的不断提高。崔平:《现代生产管理》,北京:机械工业出版社,2002.
精益生产方式是一种在降低成本的同时使质量显著提高,在增加生产系统柔性的同时增加人的工作兴趣和热情的生产方式。精益生产方式顺应当今市场需求快速变化、技术进步日新月异、世界范围竞争日趋激烈的企业生存环境,是具有高度灵活性的生产系统,同时也是从市场预测、产品开发、生产作业、零部件供应,直至流通、销售的企业活动整体上追求高效率、低成本、高质量的综合的系统工程。
二、精益生产方式创新的主要内容
精益生产方式使丰田公司在日本汽车制造业的竞争中处于领先地位,并对提高日本汽车工业的国际竞争力也起了决定性作用。日本汽车制造企业纷纷仿效和学习精益生产方式,逐渐形成了“日本式”汽车生产经营模式。这种生产方式的高效性是日本汽车工业迅速崛起的主要原因之一。
同传统生产方式相比,精益生产方式追求的是彻底消除无效劳动和浪费,寻求达到以下目标:废品量最低(零废品)、准备时间最短(零准备时间)、库存量最低(零库存)、搬运量最低、机器损坏率低、生产提前期短、批量小。精益生产方式的创新之处。
表1-2精益生产方式与传统生产方式的比较
比较维度精益生产方式传统生产方式质量水平要求零废品。消除各种引起不合格品的原因,加工过程的每一个工序都要求达到最高质量水平接受有少量缺陷的产品和一定的不合格品率库存量水平要求零库存。库存是弊病,是引发和掩盖各种管理问题的重要根源,是生产系统设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证明接受安全库存量。在制品和产成品库存被视为资产,代表系统已经积累的增值;原材料和外购件库存被视为缓冲器准备时间要求零准备时间。准备时间长短与批量选择相关。如果准备时间接近于零,低成本、高效率的多品种、小批量的生产的实现将成为可能接受一定的准备时间生产提前期生产提前期短。认真分析生产提前期的组成,并采取相应措施缩短提前期生产提前期长生产批量及自动化批量小,柔性自动化,系统应变能力强。产品设计既能满足用户的不同需要,又易于加工生产批量大,刚性自动化,系统应变能力差生产布局及物料搬运量基于对象专业化的生产布局,减少物料的搬运量,节省运输的人力、设备和费用基于工艺专业化的生产布局,加工装配操作中存在大量非增值的零部件搬运活动产品开发并行开发顺序开发生产驱动拉式生产。按照订单或顾客的需求,利用看板系统使生产指令信息从生产线的最终工序逆物流方向传递推式生产。按事先制订的生产计划控制生产过程生产组织强调企业各部门密切合作的系统优化强调分工细化
美国曾花费500万美元和5年时间,组织世界各国50多位专家对17个国家的90个汽车制造厂进行实际调查。研究发现与传统生产方式相比,精益生产方式有以下优势:所需人力资源(无论是产品开发、生产系统还是其他部门)可减至1/2;新产品开发周期可减至l/2或2/3;生产过程中的在制品库存可减至1/10;工厂占用空间可减至1/2;成品库存可减至1/4;产品质量可提高3倍。栗全庆等:《现代生产管理理论及应用》,北京:国防工业出版社,2003.
三、精益生产方式的实施步骤及具体策略
精益生产方式在全球的实践有很多成功的案例,如:全球最大的铝业集团Alcan在90年代初导入精益生产,形成了自己的系统;加拿大邮政运用精益思想改革邮政输送系统,并取得显著效益;美国柯达公司在2000年开始发展自己的精益系统(KOS);作为六西格玛管理成功样板的通用电气公司在2001年开始强调精益管理;软件业巨头Oracle开始学习以精益的角度设计各类企业管理软件;IBM、DELL等公司也正大力开展精益活动;在银行业,美国花旗集团、加拿大帝国银行等许多银行保险巨头都高薪聘请了精益工程师专门从事服务流程的持续改善;世界最大的船舶运输集团马士基集团在全球展开精益管理活动。
精益生产方式的实施是一个系统工程,其实施原则是分步实施和持续改进。总体实施步骤为:
1.全员思想的统一
传播精益思想,培养危机意识,使每位员工形成消除浪费的思想与意识;部门间充分的沟通,在企业内部实现价值观念的统一,形成精益生产的实施动力。
2.系统培训
进行精益生产的管理层培训和内部组织培训,让相应的部门人员掌握精益生产技术和实施方法。如生产部门掌握小批量生产方法,采购部门掌握供应链的构建方法等。
3.精益生产信息系统的建立
精益生产信息系统控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有资源,在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能,对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理,还通过双向的直接通信在企业内部和整个产品供应链中提供有关产品的关键任务信息。当发生突发事件时,精益生产信息系统能做出及时反应、报告,并对它们进行指导和处理。这种对状态变化的迅速响应能够减少企业内部没有附加值的活动,有效地指导生产运作过程,从而改善生产组织、缩短生产周期、减少在制品数量、减少生产提前期、提高产品的质量和降低人力资源消耗。
精益生产信息系统的建立包括企业内部和外部两方面。企业内部信息集成使信息能在内部及时反映和无障碍流动。企业外部信息集成能加快业务处理速度,与供应商、销售商及时沟通,提高供应与预测的准确度与及时性。精益生产信息系统强调整个生产过程的优化,它需要收集生产过程中大量的实时数据,并对实时事件及时处理。把制造系统的计划和进度安排、追踪、监视和控制、物料流动、质量管理、设备的控制和ERP集成等一体化去考虑,以最终实施制造精益化战略。
4.适合本企业的精益技术的建立和分步实施
建立适合本企业的精益技术,并采取分步实施、逐步提高的策略。
(1)明确当前生产过程中存在的浪费。丰田公司将无效劳动和浪费分为以下几种:制造过剩的零部件、空闲待工、无效的搬运劳动、库存积压、加工本身的无效劳动、动作方面的无效劳动、生产不合格产品。
发现当前生产过程中存在的浪费可用到的精益技术有价值流评估。价值流评估是通过绘制价值流图,展现出当前整个物流、设备、操作等状况的一个快照,得出过程中的增值和不增值的步骤。运用中必须注意的是:第一,以某一个产品的完整制造流程为分析对象;第二,流程和数据是实际的、实测的,而不是理论的;第三,特别注意半成品积压数量;第四,一定要分析产品的产能;第五,库存积压要转化为时间(要包括产品换型/设备停机和维护的次数和时间)。
分析发现,很多企业在从原材料到生产区域起至成品运出生产区为止的制造周期内,增值行为不到10%,有些企业甚至不到1%,而其中由于半成品积压造成的不增值会有60%~70%。半成品积压的原因涉及几乎生产中的各种负面情况,如生产线产能不匹配、设备停机频繁、生产计划不当、无计划的频繁换型、不换型、产品品质差等。
(2)改进和消除各种浪费。有了价值流评估的数据,就能分析出“最薄弱的一环”,也就是所谓的瓶颈。接下来就是生产流程的改进,这时需要注意的是“平衡”,生产中的不增值过程不可能完全消除,因为有些部分对稳定生产来说是必需的。生产流程改进是按照现有资源下最优化运作的理念来实施的,通过生产流程改进消除各种浪费,得到的就是改善的空间。生产流程改进需要用到以下技术工具:
1)看板管理。看板管理是对生产过程中各工序生产活动进行控制的系统。通常,看板是一张在透明塑料袋内的卡片。经常使用的看板主要有两种:取料看板和生产看板。取料看板标明了后道工序应领取的物料的数量等信息,生产看板则显示着前道工序应生产的物品的数量等信息。精益生产以“拉动式”方式控制整个生产过程,即从生产终点的总装配线开始,依次由后道工序到前工序“在必要的时刻领取必要数量的必要零部件”,而前道工序则“在必要的时刻生产必要数量的必要零部件”,以补充被后道工序领取走的零部件。这样,看板就在生产过程中的各工序之间周转着,从而将与取料和生产的时间、数量、品种等有关的信息从生产过程的下游传递到上游,并将相对独立的工序个体联结为一个有机的整体。看板就相当于工序之间、部门之间以及物流之间的联络神经而发挥作用。看板除了生产管理机能以外,还有改善机能。通过看板可以发现生产中存在的问题,使其及时暴露,从而立即采取改善对策。
2)均衡化生产。均衡化生产要求生产数量的均衡和产品种类的均衡,即总装配线向各前工序领取零部件时,要均匀地领取各种零部件,实行混流生产。要防止在某一段时间内集中领取同一种零部件,以免造成前方工序的闲忙不均,以及由此引发的生产混乱。生产的均衡化使得零部件被领取时的数量变化达到最小程度,即各工序每天如一地以相近似的时间间隔领取数量相近的零部件。各工序都以一定速度和一定数量进行生产,这也是实施看板拉动的首要条件。
除此之外,均衡化生产是使生产适应市场需求变化的重要手段。通过均衡化生产,任何生产线都不大批量地制造单一种类的产品。相反,各生产线必须每天同时生产多种类型的产品,以期满足市场的需要。这种多品种、小批量的混流生产方式具有很强的柔性,能迅速适应市场需求的变化。为了实现以多品种、小批量为特征的均衡化生产,就必须缩短生产前置期,以利于迅速而且适时地生产各类产品。于是,为了缩短生产前置期,则必须缩短设备的换装调整时间,以便将生产批量降低到最小。
3)设备的快速换装调整。实现以多品种、小批量为特征的均衡化生产最关键和最困难的一点就是设备的快速换装调整问题。丰田公司发明并采用的设备快速换装调整的方法是SMED法,即“10分钟内整备法”。这种方法的要领就是把设备换装调整的所有作业划分为两大部分,即“外部换装调整作业”和“内部换装调整作业”。所谓“外部换装调整作业”是指那些能够在设备运转之中进行的换装调整作业,而“内部换装调整作业”是指那些必须或只能够在设备停止运转时才能进行的换装调整作业。为了缩短换装调整时间,操作人员必须在设备运行中完成所有的“外部换装调整作业”,一旦设备停下来则应集中全力于“内部换装调整作业”。这里最重要的一点就是要尽可能地把“内部换装调整作业”转变为“外部换装调整作业”,并尽量缩短这两种作业的时间,以保证迅速完成换装调整作业。丰田公司把“设备的快速换装调整”视为提高企业竞争力的关键因素之一。
4)设备的合理布置。设备的快速换装调整为满足后工序频繁领取零部件制品的生产要求和多品种、小批量的均衡化生产提供了重要的基础。但是,这种频繁领取制品的方式必然增加运输作业量和运输成本,特别是如果运输不便,将会影响精益生产的顺利进行。可见,生产工序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单件生产单件传送的另一个重要基础。
丰田公司改变了传统的设备布置方式,采用了U形单元式布置方式,即按零件的加工工艺要求,把功能不同的机器设备集中布置在一起组成一个个小的加工单元。这种设备布置方式可以简化物流路线,加快物流速度,减少工序之间不必要的在制品储量,减少运输成本。
5)培训多技能作业员。多技能作业员是指那些能够操作多种机床的生产作业工人。多技能作业员是与设备的单元式布置紧密联系的。在U形生产单元内,由于多种机床紧凑地组合在一起,这就要求并且便于生产作业工人能够进行多种机床的操作,同时负责多道工序的作业,排除了工序间不必要的在制品,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, 多技能作业员和组合U形生产线可以将各工序节省的零星工时集中起来,以便削减多余的生产人员,从而有利于提高劳动生产率。
6)标准化作业。标准化作业是指在标准周期时间内,把每一位多技能作业员所承担的一系列的多种作业标准化。主要包括三个内容:标准周期时间、标准作业顺序、标准在制品存量。根据标准化作业的要求,所有作业人员都必须在标准周期时间之内完成单位制品所需要的全部加工作业,并以此为基础对作业人员进行训练和对工序进行改善。牛占文、何桢:《实施精益生产提升企业核心竞争力》,载《工程机械》,2006(6)。
(3)对改进效果进行评估。从消除质量检测环节和返工现象、消除不必要的零件移动、消灭库存、减少生产准备时间、消除停机时间、减少废品产生、提高劳动利用率等方面采集数据,对改进效果进行评估。
(4)总结提高。对于行之有效的精益生产技术方法进行总结,使之规范化,纳入公司管理系统之中。应用PDCA原则,实施持续改进,循环提高。
四、实施精益生产方式应该注意的问题
精益生产是一个连续的、随环境变化而不断改进的过程,在实施过程中应注意以下问题:
1.高层领导的意志和中层管理者的支持
企业高层领导统一坚定的意志和中层管理人员对精益生产的理解与支持,对于精益生产的实施有着举足轻重的作用。变革的阻力通常不是来自基层,而是来自参与决策者。因为变革会触及相当一部分管理人员的切身利益,可能某些人会因机构精简重组而失去原有的岗位,甚至成为富余人员被安置。解决这一问题的办法是制定稳妥的富余人员安置方案,使被安置的富余人员的利益不会受到较大的损害,达到绝大多数人可以接受的水平。
有的领导迫于总部或者客户的压力推行精益生产,这种走形式的推行是注定不会成功的。有的领导支持推广精益生产,但自己并不真正了解,以为找一个精益生产的专家来推行就可以了。但实际上推行精益生产要对整个企业进行深刻的变革,高层不了解,中层就抵制,变革很难取得理想的效果。
2.员工观念的转变
建立优秀的团队,培养员工主动承担责任的意识、主动工作的意识、跨边界管理的意识、创新意识,这些都是精益生产成功实施的保证。
处于生产一线的员工对“质量控制在生产过程中”的理解与重视程度对精益生产的实施至关重要。由于实施精益生产前,一线员工习惯于第三者的生产过程质量监督与检查,要自己把好产品质量关,还需要时间来适应。在实施精益生产的初期,要加强质量意识和质量理念的宣传教育工作,强化岗位质量理念,强化工作质量观念,强化工序产品质量自我把关,使员工把质量的自我检查变为习惯行为。全员的质量意识提高了,工作质量提高了,产品的质量也就有了保证。
3.信息系统的可靠性
企业战略实施过程中,计划跟不上变化。面对客户对交货期的苛刻要求,面对更多产品的改型,订单的不断调整,生产计划的制订不能与市场和实际的作业执行状态相协调,更不能准确地制订物料和库存计划来保障生产。第一,市场信息与生产信息的不同步,“零浪费,零库存”的理想与现实中的物料浪费形成巨大的反差;第二,由于物料控制信息,流程控制信息,生产设备等都缺乏足够的柔性,实现多种产品“零转换时间”也非常困难;第三,在生产过程控制中,设备的故障停机以及流程控制故障是造成生产线停止运行的主要原因;第四,生产信息的延迟直接影响到质量控制的及时性,造成合格率下降、物料的报废率上升、生产线的停滞、多余的返修环节、多余的库存等。
企业在基础生产信息采集和汇总处理方面,虽然也进行生产现场的流程控制,但还是不能与物料控制、设备维护、突发事件处理等环节完整地结合起来,各种生产现场的数据不能通过一个整体性的系统得到共享,很多生产中的问题都需要人工干涉才能得到控制。因此,实现现实意义的精益生产迫切需要实时生产现场信息系统平台的技术支撑。
4.整体优化
在生产运营管理优化过程中需要相关系统的配合才能达到整体优化的目的。与生产运营管理密切相关的质量管理、设备管理、物流管理、现场管理及人力资源管理等系统需要进行配套变革。强调跨领域合作,不仅需要企业内部各部门的合作,还需要上游供应商的协作和下游市场环节的合作。
强化精益企业价值观:产品价值链上的所有组织必须都达到精益的标准;价值链上组织和活动之间的连接是精益的;企业必须考虑众多利益相关者对价值需求多元化的特征识别和平衡所有利益相关者的需求;强调精益思想在整个企业和整个价值链上的集成效应和对产品整个生命周期的作用,只有全过程和全方位的精益才能发挥出全部效用。
总之,一个能成功实施精益生产的企业应该是一个“成熟”的企业,一个有优秀执行力的企业,一个勇于变革的企业。这样的企业,本身在管理中已经潜移默化地使用了精益的哲学,因此是真正的精益企业。