2.5.2 批量停滞的改善
“批量停滞”的意思,是进行批量作业,例如批量加工1000件时:
· 加工第一件时,其他的999件都处于尚未加工的停滞状态。
· 加工第二件时,剩下的998件处于尚未加工的停滞状态。
· 而第一件则是处于已经加工完成的停滞状态。
· 于是整个批量都处于“相互等待”的状态,直到整个批量加工完成为止。
因为这种批量停滞发生在生产周期内,“具有隐藏于加工周期(内)的特性”,所以一般都不认为“批量停滞”是个问题。
反而,一般会认为批量作业“具有补偿换模时间损失的功能”而被视为非常有用,但却完全不知道隐藏在其背后“批量停滞”的问题。
的确,如果:
· 换模时间是4小时
· 每一件的加工时间是1分钟。
· 批量越大,则可明显地降低名义上的加工时间。
确实“可能降低64%的(平均单位)工时”。基于这样明显的效果,一般人都会认为“批量作业是有用的,因此所导致的‘批量停滞’是无可避免的,批量作业很有价值”。
但是,“批量停滞具有明显的延长生产周期”的不利性质。如图16。
也就是说,可明显地缩短生产周期。
· 如果将三工序的批量作业,改成“单件流生产”的话,那么生产周期可以降到1/3。
· 如果将10工序的批量作业,改成“单件流生产”的话,那么生产周期可以降到1/10。
如此一来,即使降低“批量停滞”可如此地缩短生产期间,许多工厂仍如前文所述,认为“批量作业的话,可大幅降低换模时间的均摊,有利于降低(平均单位)工时”,从而采用批量作业,允许“批量停滞”的存在。
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对降低工时有帮助的是“加工批量”,而对缩短生产周期有帮助的则是“搬运批量”。因此,“加工批量”可以是1000件,但如果只将搬到下工序的“搬运批量”改成“一件”的话,就可以缩短生产周期。但如果将“搬运批量改成一件”,将会增加搬运到下工序的“次数”,对此最有效率的解决对策是“改善工厂的布局”,其次才是考虑“采用方便的搬运手段”。从这个意义上来讲,改善布局不只是为了减少了“搬运工时”,在“明显地缩短生产周期”方面,也具有非常大的意义。
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如果能采用将在后文所述的“快速换模系统(SMED)”,如果能将换模时间由“4小时”缩短到“5分钟”的话,就可以将“增加加工批量”的意义从根本上摧毁。许多事例都证明了大幅地降低换模时间是可能的。
2.5.3 生产周期(P)与接单到交货的周期(D)
在实际的生产活动中:
· 接单到交货的周期⋯⋯交货周期⋯⋯D
· 从第一工序到完成⋯⋯生产周期⋯⋯P
于是“D:P”的关系变成一个重要的问题。例如:
D=10天< P=20天
如果其关系如上述,则成品无法按需求交货。所以,“我们会预先生产,在中间的工序预置半成品”,于是后续的生产周期是⋯⋯P’,相对于交期D:
D> P’( D=10天, P’=7天)图17
因此,从第一工序着手到完成的绝对的生产周期Po,应该要能符合“D>Po”的关系。
问题是,为了实现“D>Po”我们要做些什么呢?或者它是否有可能呢?然而,在一般工厂中:
加工周期:工序间停滞期间=
40 : 60 或是
20 : 80
如前文所述,如果我们可以实行“工序平衡与同步(流动)”,并将工序间停滞缩短到“零”,就有可能将生产周期降到1/5或2/5。
其次是“批量停滞”的问题。大多数的人认为“生产周期是将加工时间加起来就好了”。
但如前文所提到的,“批量停滞时间被隐藏在加工周期的影子里”。
换句话说,大家都认为,“如果一个批量的加工周期是5小时,有3个加工工序的话,则生产周期当然是15小时”。但是,在这15小时的影子里存在着“批量间停滞”。
“需要加工的批量可以是1000件,但搬运批量改成‘单件流’的话,就可以将生产周期缩短到1/3。”
一般的工厂生产中,同时存在着工序间停滞与批量停滞。如果我们思考以上的做法,在“3个工序的生产中”可得到以下的结果:
· 改善了“工序间停滞”的话,生产周期可减少到1/5〜2/5。
· 改善了“批量停滞”的话,生产周期可减少到1/3。
如果同时做以上两种改善所得到的相乘效果,“实际上可能将生产周期减少到1/15〜2/15”。类似的,如果10个工序能够转换成“单件流”,则因为改善了“批量停滞”,所以其生产周期可减少到“1/10”,若再配合“工序间停滞”的改善效果,则可大幅地缩短生产周期到“1/50〜2/50”。
因此,采用以上的对策本身,是丰田生产方式的基础中非常重要的想法。采用了这些对策与快速换模系统(SMED),即使对极短交期的要求:
· 采用快速换模系统(SMED)可以立即对应短交期的要求。
· 因为我们可以在非常短的生产期间内满足要求,所以我们不需要库存。
· 除此之外,采用了快速换模系统(SMED),得以让工时与机器稼动率的损失最小化。
“D与P”的关系也可以从根本解决。
R公司是“冷冻车”的制造商,他们业务是“将冷冻库组装到汽车的后载车架上”。在石油危机时,由于公司业务大幅萎缩,所以我访问了该公司,并问道:
“贵公司经营不善的原因是什么?”
其回答是:“有23台成品车的库存,使得资金周转不灵。”
我又问道:“为什么你有这么多的成品车库存。”
“因为订单的最终规格确定是在出货前‘7〜10天’,但生产周期需要3周,于是先生产标准型产品,等确定规格之后,再装上各种配件。但由于石油危机所导致的经济衰退,使得订单都中断了。因此预先装好的标准型车辆都成为库存了。”
观察了现场之后,回到办公室,我做了以下的建议:
“将生产周期由‘3周改善到3天’如何⋯⋯?也就是将目前标准车的生产周期缩短到3天。”
接着,制造经理说:“噢!只有‘3天’⋯⋯那根本不可能⋯⋯”
然后我说到:“是的,是有可能喔!例如以往‘每批量是裁断10台量的钢板’,现在‘只要裁断一台量’。为此,需要有一个快速‘更换工装夹具’的方法,以便能够迅速裁出产品所需要的尺寸。”
“因此能消除在每个工序的‘工序间停滞’,然后一个一个地实施‘单件流’作业。为此,则需要做工厂的布局改善。”
“同时,一定得缩短在冷冻库的夹层注入绝热材料,并在最终工序烘烤所需要的9天。”
制造经理又说:“为了能缩短这9天的时间,一定得提高烘烤温度,但因此将会破坏产品的质量⋯⋯。”
我则回答说:“不,不需要提高烘烤温度。只需将目前你是分别烘烤‘10台批量’的天井、底盘、右侧与左侧墙、后板、前门,改成烘烤一台量的所有零件,因此只需要1.5天就好了。”
制造经理又有异议而反对,“但它们的长度与宽度各有不同⋯⋯”
我又告诉他:“为每个零件制作支架,并开始试验。”
第二个月,我访问了该公司时,制造经理告诉我:
“三天还是很赶,我们是否可以延长到5天?”
结果,“是可能在5天完成生产的”。
一年半之后,完全没有成品车库存了,以后也没有库存的需要,所以经营状况也转亏为盈。
这个案例显示了,“因消除了‘工序间停滞’与‘批量停滞’,彻底地缩短了生产周期”,因此大幅地改善了“D:P”的关系。
社会上许多管理者与督导者都漠然地认为“批量生产比较有利”或是“我们的产品不适合‘流动’生产”。但从生产的本质来看,绝对没有这样的事情。从生产管理的立场来看,“D:P”的关系是一个非常重要的问题,应做彻底的研究与改善。
在“工厂管理”杂志(日本日刊工业新闻社出版)1979年5月号,在“多品种时代的第一线督导者群像”主题的座谈会中,“工厂管理”杂志的记者提问,“今后,应用丰田生产方式于‘多品种小批量’的生产,是否也可期待得到与目前为止一样的好处?”丰田汽车工业公司前副社长大野耐一先生做了如下的回答:
“如我在开始的时候说过的,丰田最初也是从小批量生产开始的。除此之外,我们也不得不生产各式各样的汽车。因此,如果不努力研究能顺利应对‘多品种小批量’需求的生产方式,将无法追上美国。那么我们要采用什么样的生产系统呢?之后我们试验了新乡先生所开发的‘快速换模系统(SMED)’。
结果我们发现,如果我们可以熟练地换模,则没有理由认为小批量生产会提高成本。只有日本人自己才能为多品种少批量、中批量,甚至有时大批量生产不同的产品,构建出经济的生产方法,没有其他人会去想这件事的。
再让我们回顾一下事情的始末,我们从怀疑美国生产性能优异的机械设备是否适用于日本的生产环境开始,当我们进一步地思考时,发现许多因素是相冲突的。在美国,产品的种类并不多,是大批量生产与大批量销售,其机械设备也是适用于这样的生产环境,但如果这些机械设备被日本采用,它们就不会如此地有效率。尽管美国的机械设备看起来很好,但是结果对我们而言,却用了不成比例原则的昂贵机械设备。
因此,他强调我们必须采用适用于日本管理环境的生产系统。
丰田生产方式的最大特征,就是对“加工、检验、搬运”的问题,先实施作为补偿对策的“停滞”,从而进行改善。
但实际的做法则是先改善前述的“加工、检验、搬运”各要素,然后自然地可以改善“停滞”。