精益生产技术自日本丰田汽车公司的大野耐一等人于上世纪50年代创立并推广以来, 在全球范围内得到了广泛的重视和应用。日本、欧美等发达国家掀起了一次又一次的精益生产的浪潮。在借鉴了丰田生产方式(TPS) 之后, 通用全球制造系统(GMS) 、德尔福制造系统(DMS) 、福特生产方式(FPS) 、法雷奥生产系统(VPS) 等均融入了精益生产的思想、技术和方法, 使得精益生产在汽车制造业迅速推广。
从90年代开始, 中国的汽车制造业如一汽等也开始吸收日本及欧美汽车业的精益生产的经验。而上海通用汽车作为中美最大的合作项目, 更是精益生产实施的成功典范之一。从建厂之初, 精益生产技术便在其采购、装配、物流、销售等各个环节广泛实施, 从而确保了在短短几年内, 便树立了其在中国汽车制造业的领先地位。
为了提高供应商的基础水平, 优化整个供应链,自2000年开始, 上海通用确立了推动精益生产体系向其供应商延伸的战略, 在多家供应商的生产现场实施了精益生产的现场改善研讨会, 取得了显著的成效。
一.精益原则
精益生产的本质在于消除浪费, 即一切消耗资源却不为客户创造价值的活动。为此, 需要从客户的角度定义什么是真正的价值, 识别整个价值流,推动价值的流动并由客户的需求进行拉动, 并持续不断地推进整个价值流的改善。
精益生产不是一个个孤立的实验, 而是整个组织企业文化、员工素质和士气的提升, 流程的优化和不断改进的过程。精益生产也不是一项项孤立的技术, 它是一个系统工程, 它的成功实施, 还往往需要整个供应链的价值流优化。
它是一个长期作战的过程。如笔者于日本三电赤城事务所看到, 从1990年起就开始推进TPM活动, 已多次获得日本TPM奖, 它的口号仍是TPM推进中。并仍在持续不断地努力。
精益生产不能有急躁冒进的情绪。虽然可以在局部产品、局部项目上短期内就可以达到显著的效果, 如缩短换模时间、提高生产率等, 但是只有经过长期的努力并真正成为企业文化的有机组成部分,精益生产才能给企业带来长期的收益。
精益生产技术的应用需要不但知其然, 还要知其所以然。如国内一大型冲压件厂在其来料剪切和冲压工序间导入了拉动系统, 简化了其生产计划和调度工作。但实际上, 只要按精益物流的原则, 适当调整其生产布局, 将剪切和冲压工序组织在同一个工作区, 并实现冲压各工序间一物流的生产原则(而不是象现今很多冲压件厂那样, 在各工序间滞留了大量的库存) ,就可以大幅度降低冲压在制品的库存, 缩短制造周期, 减少物料运输, 提高响应速度和产品质量, 从而达到更好的改善效果。
改善的方案还要按SMART原则制定(具体、可测量、可达成、切合实际和有时间紧迫性) 。精益生产不是一个孤立的体系, 它与6R、流程重组(Re-engineering) 、改善(Kaizen) 等改进技术可以有机地结合, 也可以很好地纳入ISO/TS16949质量体系。
二.精益组织
精益生产的成功实施需要有组织上的保障。最高管理层的理解和支持是项目成功的关键, 适当而充分的资源投入是项目成功的基础。精益生产的推进改变了规模生产方式下的供应链关系和组织、部门的定义, 因此推进过程中往往需要打破部门、组织的界限。头脑风暴法等非常规方法的实施需要参与人员的思想解放, 而不能囿于部门、级别的限制。
在精益生产推进的过程中, 还需要有一个专职的专家来组织、帮助实施。在初期这个专家往往由外脑担任。但随着精益生产的不断推进和深化,需要由组织内部的人员来承担这个职责并实现常态、长期的推进和管理。
正确而合理的目标、远景和实施计划, 以及定期的跟踪、解决, 则是确保改善项目成功的前提。员工的广泛而积极的参与, 则是精益生产持续开展的基础。
精益生产的推进要求组织选择正确而合理的评估参数和方法。如国内一些企业片面追求设备利用率、人员利用率的最大化,而忽视了库存成本和库存风险。同时对一些精益生产项目实施作出相反的评价。如实行U型工作区和一人多机后, 可能导致设备利用率的下降。
精益生产的实施不能以员工下岗、待岗为代价。通过现场改善、生产线平衡等工作后, 往往实现了生产线的减人化,这往往成为国内部分企业裁员的藉口,从而造成企业内改善人员与其他员工之间的对立、不合作情绪, 导致改善项目的夭折。而国外精益生产的先进经验则是, 通过现场改善减下的人员,往往是原生产区域的优秀人员。他们成为新项目、新生产线的核心,或成为其它改善项目的生力军, 在组织内部也有更大的发展机会。
精益组织最终将形成一个人人参与的氛围和机制, 从而最大限度地发挥员工的潜能。精益组织内的员工是多面手、多能化的员工。
三.精益现场
精益生产组织的现场是充分运用了5S和目视管理技术的现场。5S和目视管理是企业推进精益生产的第一步。它虽然是精益生产最基本的一个技术,易于被人忽视, 但在国内汽车制造业的实施现状并不理想。绝大部分的厂家并未能真正实现5S, 连2S都没有达到。如果按定置率考核，往往连80%都达不到。
定置率=“物有其位”且“物在其位”物品数/现场物品总数*100%
实施5S的关键在于打破员工对工作范围、工作职责的定义,并切身体会到5S、目视管理的意义。通过5S 活动作为精益生产推进的前奏,可以帮助组织打破精益生产的神秘感, 同时又能看到精益生产技术给企业迅速带来的效果。而目视管理则通过将企业及现场的现状、操作要领、目标等以简洁、有效的方法实现目视化,从而使员工在最短的时间内作出了解、判断和响应。如上海通用生产线采用了安灯(Andon) 系统和色标系统、地址系统等, 生产现场的工作状态、质量状态等一目了然, 支持人员也可以快速作出响应,保证了生产的有序、高效进行。
四.精益价值流
精益生产实施的结果是价值流的不断优化。而价值流图分析和管理(VSM)则是优化价值流的一个结构化的工具。通过对整个信息流、物流的分析, 它可以帮助识别组织内、外的价值流, 分清增值和不增值(浪费) 的项目, 识别企业内需要优先解决的问题。
通过绘制出目前、将来和理想状态的三种价值流图, 可以将整个组织内价值流的优势、劣势和改进方向明确和目视化, 并为整个组织所了解和认同。
价值流图分析帮助组织确定哪些是急迫的改进项目, 从而引导组织资源的合理分配, 确保精益生产项目的有效实施。价值流分析中要注意要结合产品进行, 并要合理选择分析的对象和范围。对各个价值流指定价值流经理实现对整个价值流的持续优化。
五.精益布局
精益生产要求生产线布局不是以传统的按功能组织, 如所有的冲压工序、焊接工序、油漆工序分门别类地布局。精益生产主张按产品和产品族进行分组, 结合产量分析, 确定是专线生产还是共线生产,以及确定选用的设备类型。而生产的布局和工作要素的分配, 以及设备的选型, 则要充分考虑顾客节拍时间(Takt Time) , 即顾客拉动产品的速度。如上海通用一家空调控制器供应商将生产现场的布局将原沿输送带的流水线布局改成U 型布局,并将工作要素重新分配, 对操作工的工作通过平衡墙进行了分析、改进后, 将生产线人员由原来的11人减少到5人, 在线库存减少了30%, 制造周期缩短了20%。
六.精益设备和工装
精益生产的全面实施离不开精益的设备。在设备设计时就要充分考虑到精益生产的需要。如设备选型不能求大、求新、求快。速度过快、产能过高的设备往往是库存浪费和过量生产浪费的源泉。
设备工装的切换(从生产一种产品到生产下一种产品) 的时间要最小化。日本汽车业制造厂从追求几分种内完成换模(Single Minute Exchange ofDie) 到追求一键式(One Touch) 换模。而国内汽车制造业很多厂家仍然认为换模时间是正常、不可避免的, 更不是一种浪费。设备和工装设计、制造过程中对换模时间的缩小更是很少考虑。对生产现场现有的设备和现有的换模过程, 则要不断进行改善和优化。如笔者在给上海通用的一家三角窗供应商组织的一次快速换模研讨会期间, 通过分清换模过程中的各项工作要素, 按最小化内部时间(必须停机的时间)的原则和ECRS 方法(消除、组合、减少、重新安排) , 通过60多项改进方案的实施, 将别克车上饰条挤压线的换模时间从原来的6-8小时, 缩短到了仅用不到4个小时, 而投资不过几千元,却产生了巨大的效益。
精益生产对设备的管理(尤其是瓶颈设备) 要标准化、科学化。不能仅仅考核故障时间, 要将设备的各类损耗(如停机损耗、暂停损耗、低速损耗、不良品损耗等)进行综合分析, 并通过TPM 活动等,不断改进。精益设备和工装还有充分的防错设计, 保证不合格品不被制造、不流向下一工序、不流到顾客处。精益设备还要具有维修方便、能力(Cmk)稳定充足、目视化、标准化等特点。
七.精益物流
精益物流是精益生产成功实施的重要一环。为了优化物流和生产计划过程,目前国内汽车制造业很多厂家纷纷采用MRP和ERP系统。但很多厂家的MRP、ERP 的实施并未能给企业带来预计的收益。一方面是由于ERP的正确实施需要大量准确、详实的设备、物料、人员、产品等方面的数据作为保证;另一方面在许多情况下, 企业的布局、生产、组织等还是沿袭了传统规模化生产时的状况, ERP本身并不能产生根本的变化。事实上,在很多情况下,正确的布局改进和物流优化所取得的效果,远远超过ERP在一些企业的实施所带来的收益。
精益物流设计时, 单件流是物流系统的目标。应首先考虑实现产品的连续流动, 而不是本末倒置,先去考虑实施拉动系统。对限于目前的设备和工艺, 尚不能实行一物流的, 则采用拉动系统和及时供货的方法。根据产品的特点和拉动的需要, 分别选用看板卡拉动、料箱拉动、电子拉动和其它灵活多样的拉动方法。
精益物流还要求实现料箱化(Containerization),所有产品、在制品的包装都是标准化的、符合人机工程(方便操作工取、放零件, 方便物料工装卸等)。每一料箱内的产品数量都是固定的,一旦有短缺或多件,可以一目了然地发现。料箱大小的设计要考虑零件的大小、重量和使用等。原则上每一料箱内的产品数量不超过10%的日用量。
精益物流的成功实施还需要精益计划。由于拉动系统的实施,使得生产计划变得更为简单。均衡化生产(Level Scheduling)是生产计划的重要原则。通过均衡化生产的实施, 使得企业生产进程稳定、有序, 既满足顾客的需求,又避免因顾客需求的变化而导致供货紧张, 或者储备额外的设备产能,造成浪费。
八.结语
精益生产是一个不断追求尽善尽美的过程。国内汽车制造业目前在观念、方法、技术等方面与日本企业相比, 还存在着较大的差距。精益生产所包含的技术远不止本文中所提及的。本文主要针对国内汽车制造业的现状和精益生产实施过程中存在的主要问题, 提出了目前最关键、最紧迫的问题。
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