流星小说网 > 其他小说 > 丰田制造业真经 > 第二章、丰田生产方式与基本思想
    丰田带给汽车工业最大的贡献就是即时生产(JustInTime)和质量管理(QM,或者称为质量控制QC)。这种有革命意义的生产方式是丰田汽车在学习总结福特生产方式的基础上创造出来的。这种方式彻底改变了世界汽车工业的格局和生产方式。

    丰田方式其实质就是没有库存,零件在需要时才被运到生产地,紧密的生产车间布局,缩短的准备开发时间,管理阶层和生产工人共享信息,每个工人可以适应多种不同的装配工作。所有这些环节都是围绕着丰田“零失误”(ZeroDefects)的最高质量宗旨。

    准时生产是丰田公司创立的一种独具特色的现代化生产方式。它顺应时代的发展和市场的变化,经过数十年的探索和完善,逐渐形成和发展成为今天这样的包括经营理念、生产组织、物流控制、质量管理、成本控制、库存管理、现场管理和现场改善等在内的较为完整的生产管理技术与方法体系。

    准时化生产方式诞生在丰田公司,但它并不是仅适用于汽车生产。事实上,准时化生产方式作为一种彻底追求生产过程合理性、高效性和灵活性的生产管理技术,已被应用于许多行业和众多企业之中。

    日本筑波大学的门田安弘教授曾指出:“丰田生产方式是一个完整的生产技术综合体,而者板管理仅仅是实现准时化生产的工具之一。把看板管理等同于丰田生产方式是一种非常错误的认识。”

    丰田生产方式

    丰田生产方式的目的在于彻底杜绝企业内部的各种浪费、降低成本,生产高质量的产品和提高生产效率,是丰田汽车公司积累多年经验而形成的思想体系。它否定了大批量生产的优点即多多益善——这种观念在汽车工业界人士的头脑中早已根深蒂固——汽车工业常采用马克西·西耳巴斯通曲线(Maxy-SilberstonCurve)。在经济高速增长时期,他们适应了生产多少就能销售多少。并且,如产量增加,汽车的成本必然会显著下降,这种大批量生产效果的原理。在经济高速增长时期,已经得到证实。在许多经营者的思想上仍有这种深受数量概念影响的倾向。

    丰田的准时化生产通过看板管理,成功地制止了过量生产,实现了“在必要的时刻生产必要数量的必要产品(或零部件)”,从而彻底消除在制品过量的浪费,以及由之衍生出来的种种间接浪费。因此,每当人们说起丰田生产方式,往往容易只会想到看极管理和减少在制品库存。事实上,丰田公司以看板管理为手

    段,制止过量生产,减少在制品,从而使产生次品的原因和隐藏在生产过程中的种种问题及不合理成份充分暴露出来,然后通过旨在解决这些问题的改善活动,彻底消除引起成本增加的种种浪费,实现生产过程的合理性、高效性和灵活性。这才是丰田准时化生产方式的真谛。

    它是丰田汽车公司积累多年经验而形成的思想体系,该方式不仅能使企业不断提高生产效率增加效益,而且还能满足消费者对质量和快速交货的要求。

    丰田生产方式的理论结构

    彻底排除浪费,降低成本,以求在经济低速发展中增加利润,这是丰田生产方式的出发点,也是丰田生产方式的最终目标。为实现这一目标,丰田采取了一系列的手段和方法,这些手段和方法构成了丰田生产方式的基本框架。见图2.1。

    (1)要实现降低成本的目标,必须排除工厂内的过剩在制品和过剩人员。如果各种产品的生产量能弹性地适应市场需求变化,这个目标就会作为当然的结果而实现。也就是说,如果“能卖出去多少就生产多少”的话,当然就不会有多余的库存了。并且,如果能从劳动力方面弹性地改编各生产线的话,当然也就没有了多余人员。

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    图2.1丰田方式的框架图表

    (2)如果适时生产的概念可以实现,弹性生产的量的管理目标也就实现了。这就是所谓“三及时”,即在必要的时间里、按必要的量、生产必要的产品。

    为了实现适时生产,开发和利用了作为每月生产指示表示手段的看板生产制。在丰田,由指挥中心把制定的月度生产计划,作为各工序的预定月度生产额向全部工序以及协作厂传达。这是用电子计算机实施的全公司的计划制定过程,可称为“推进方式”。与此相适应,各工序每日生产的实际指示的发布方法是:从最终生产线开始,按顺序地由后工序用看板从前工序“在需要的时间,领取需要的东西”,这叫“牵引方式”。

    (3)为了对前工序和协作厂推行看板,而又不使其发生过剩在制品储存和过剩人员,必须有“生产的均衡化”这一前提。生产的均衡化,意味着最终组装线在向前工序领取部件时,要平均化地使用各种零部件,混合生产各种车辆。为了实现均衡化混合生产,指挥中心每日用计算机制定出车型投入顺序。

    为了实现生产的均衡化,必须每天平均地迅速地生产各种部件,所以各种部件都有必要缩短生产周期。生产周期的缩短,可以依靠各种部件的小批量生产

    ,或单件流动的生产来实现。各种部件都以单件流动生产,虽只是理想,但在冲压、铸造、锻造等工序现在已实行约一天用量的小批量生产,必须努力向此靠近。使单件流动生产成为可能的重要前提,在丰田称为“标准作业”。丰田的标准作业,是将在标准时间内,一个作业者担当的一系列多种作业标准化而成的。这被称为标准作业组合。依此来完成标准时间内单位产品所需的全部加工作业。

    小批量生产是靠缩短作业变换时间来实现的。作业变换的工作可以分为机械动作时进行的“外部交换”与机械停止时进行的“内部交换”,尽量缩短两者的时间。

    (4)通过削减作业人数降低成本,是用根据每月需要的变动,将各生产线的作业人数弹性地增减这种方法实现的。关键在于是否能将需要减少的生产线的作业人数减下来,在丰田这被称为“少人化”。要实现这种“少人化”,U型机械配置是有效的。特别是U型生产线连接而成的“联合U型配置”。可以将需要减少时各作业点减少的工时集中起来,以整数削减人员。在U型生产线中作业的多能工,依照标准作业组合表,依次操作不同种类的机械,在标准时间内巡回U型生产线一周,返回起点。

    【齿轮精加工的实例】

    在丰田公司的某个车间里,一个人负责看管16台机器,进行齿轮的精加工。

    通常我们认为这16台机器会像自动织布机那样进行同样的作用,但是,我们看到的却是这16台机器分别做着不同的工作,分别进行研磨、切削等等。

    具体的作业情况:

    工人一拿到前道工序传送过来的一个齿轮,立即装到第一台机器上,同时,把这台机器已经加工完的齿轮卸下来放入溜槽,齿轮就滚动下一台机器旁。

    这是,工人则走向第二台机器。在第一和第二台机器中间按动电钮,已装上齿轮的第一台机器开始运转。

    同样,在第二台机器旁也进行同样的工作,然后走向第三台机器。一边走一边按动电钮,第二台机器便开动起来。

    依次类推,他在后面的机器旁进行同样的工作,正好用了5分钟走了一圈,加工好一个齿轮。

    在这种情况下,如果只想大量快速地加工齿轮,只要给16台机器中的每一台都配备一个工人,那么,简单计算起来,大概用18秒多就可以加工一个齿轮。

    然而,如果使用这种齿轮的汽车每5分钟销售一辆,那么就不需配备16个工人了。因为5分钟加工一个齿轮

    ,产量就足够了,根本没有必要生产更多的齿轮。

    (5)高品质有助于看板方式的实施。因为尽管看板方式要清扫过剩在制品储存,但如果连出废品,生产线就不得不停止。因此,作为支撑看板方式的条件,提供100%的合格品这样的质量管理生产体制是需要的。实现这种意义的质量管理,在丰田叫做“自动化”。所谓“自动化”,就是说当生产中出现不良状况后,机械和生产线能自动停止。依此可节省人力,提高生产率。因此,如废品、机械故障发生,要寻找原因,为使事故不再发生,消除这些原因,采取改善措施。这种改善活动是通过提案制度(“合理化建议”)或质量管理小组实行的。

    (6)小集团改善活动并不仅是为了这种“自动化”而采取修正措施,对改善作业变换方法、改订标准作业等也有作用。丰田生产方式的基础可以说是小集团的改善活动。看板方式作为发动这种改善活动的关键,起着很大作用。通过看板可以了解在制品储存,使问题显化,这样,旨在解决问题的改善活动就自然发动起来。小集团的改善活动提高了作业者的积极性,也有助于达到尊重人性的目的。

    (7)把在产品的计划、设计阶段,制造技术部门的机械能力的准备工作及制造部门的制造活动本身,直到销售活动的广义的全面质量管理和全面成本管理包括在丰田生产方式中。因为这不限于各部门的小范围降低成本或质量管理,而是为了对作为企业综合经营成绩指标的决算利润产生积极的作用。这种意义上的综合思考正是丰田生产方式的一大特点。

    丰田准时化生产方式的技术体系

    丰田准时化生产方式是一个包容了多种制造技术和管理技术的综合技术体系。

    1、体系的核心-准时制

    要实现“彻底降低成本”这一基本目标,必须彻底杜绝过量生产、在制品过量和人员过剩等各种直接和间接浪费。如果生产系统具备足够的柔性,能够适应市场需求的不断变化,即“市场需要什么样的产品,就生产什么样的产品;能销售出去多少,就生产多少;什么时候需要,就什么时候生产”,这当然就不需要,也不会有多余的库存产品了。如果在生产人员的能力方面保证具有足够的柔性,当然也就没有多余的闲置人员了。这种持续而流畅的生产,对市场需求数量与种类两个方面变化的迅速适应,是凭借着一个主要手段来实现的,这就是“准时化”。可以说,“准时化”这种手段是丰田生产方式的核心。

    所谓“准时化”,就是我

    们在前面介绍过的,在必要的时刻生产必要数量的必要产品或零部件。“准时”的本质就在于创造出能够灵活地适应市场需求变化的生产系统,这种生产系统能够从经济性和适应性两个方面来保证公司整体性利润的不断提高。此外,这种生产系统具有一种内在的动态自我完善机制,即在“准时化”的激发下,通过不断地缩小加工批量和减少在制品储备,使生产系统中的问题不断地暴露出来,使生产系统本身得到不断的完善,从而保证准时化生产的顺利进行。

    2、看板管理

    很多人都把丰田生产方式称为看板管理,其实这是错误的。丰田生产方式是产品的制造方式,是一种生产制度,而看板管理则是实现准时化生产的一种手段。

    看板管理,简而言之,是对生产过程中各工序生产活动进行控制的信息系统。通常,看板是一张在透明塑料袋内的卡片。经常被使用的看板主要有两种:领取看板和生产(指示)看板。领取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。准时化生产方式以逆向“拉”的方式控制着整个生产过程。即从生产终点的总装配线开始,依次由后道工序从前道工序“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了上游,并将相对独立的工序个体联结为一个有机的整体。

    实施看板管理是有条件的,如生产的均衡化、作业的标准化、设备布置合理化等。如果这些先决条件不具备,看板管理就不能发挥应有的作用,从而难以实现准时生产。

    3、均衡生产

    用看板管理控制生产过程,生产的均衡化是最重要的前提条件。换言之,均衡生产是看板管理和准时化生产方式的重要基础。

    如前所述,后工序在必要时刻从前工序领取必要数量的必要零部件。在这样的生产规则之下,如果后工序取料时,在时间上、数量上和种类上经常毫无规律地变动,就会使得前工序无所适从,从而不得不准备足够的库存、设备和人力,以应付取料数量变动的峰值,显然这会造成人力、物力和设备能力的闲置和浪费。此外,在许多工序相互衔接的生产过程中,各后工序取料数量的变动程度将随着向前工序推进的程度而相应地增加。

    为了避免

    这样的变动发生,我们必须努力使最终装配线上的生产变动最小化,即实现均衡化生产。应该说明的是,丰田的均衡生产要求的是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。

    为此,丰田公司的总装线均以最小批量装配和输送制成品,以期实现“单件”生产和输送的最高理想。其结果,总装线也会以最小批量从前工序领取必要的零部件。简言之,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,即各后工序每天如一地以大致相同的时间间隔领取数量相近的零部件。这样,各工序得以一定速度和一定数量进行生产,这是实施看板管理的首要条件。事实上,在最终装配线没有实现均衡化生产的情况下,看板管理也就没有存在的价值了。

    除此之外,丰田公司把均衡化生产作为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。

    这种以多品种、小批量混流生产为特性的均衡生产还具有另一个重要的优点:各工序无须改变其生产批量仅需用看板逐渐地调整取料的频率或生产的频率,就能顺利地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,则必须缩短设备的装换调整时间,以便将生产批量降低到最小。

    【均衡生产的实例】

    现在,假设这里有一条每天8小时工作制、1个月20个工作日来生产10000辆Corona轿车的生产线。应该生产的Corona的细目分别为轿车5000辆,金属顶棚车2500辆,货车2500辆。

    如果把它们用20天的劳动天数来除的话,每天就应该生产轿车250辆,金属顶棚车125辆,货车125辆。每天只按这些数量生产这3种规格的车,就是各种车平均每天生产辆数上的均衡化。

    因为必须在单班用8小时工作时间生产全部500辆车。因而“单位循环时间”,换句话说,即不论车的种类如何,生产1辆Corona的平均时间应该是0.9

    6分钟(480/500),即大体是57.5秒。

    各车种适当的混流比例或者生产顺序,可以通过将这个实际循环时间与生产1辆Corona的特定车种所允许的最大时间相比较来决定。

    例如,应该生产1辆Corona的最大时间,可以用1天的工作时间(480分钟)除以在该工作时间内必须生产的轿车数量(250辆)得出。即最大时间为1分55秒。所以,轿车应该用1分55秒/辆的比例生产。还要实际这样生产下去。

    如果将这个时间间隔和57.5秒的循环时间相比较的话,就已知道轿车之外的车型的1辆车可以在1辆轿车完成的时间到应该生产下1辆轿车的时间之间生产。所以基本的生产顺序是轿车、其他车型、轿车、其他车型……这样一种情况。

    应该生产l辆货车或者金属顶棚车的最大时间是3分50秒(480/l25)。如果将这个数字与57.5秒的循环时间相比较,就知道了在生产货车或金属顶棚车之间可以生产3辆其他车型的车。

    如果决定在轿车之后接着生产货车的话,生产顺序就成为:轿车、货车、轿车、金属顶棚车、轿车、货车、轿车、金属顶棚车……4、设备的快速装换调整

    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装换调整问题。

    以冲压工序为例,装换冲床的模具并对其进行精度调整,往往需要花费数个小时的时间。为了降低装换调整的成本,人们往往连续使用一套模具,尽可能地大批量生产同一种制品。这种降低成本的方法是常见的。然而,丰田公司的均衡化生产要求总装配线及各道工序采用“多品种、小批量”的方式,频繁地从前道工序领取各种零部件或制品,这就使得“连续地、大批量地生产单一零部件或制品”的方式行不通了。这就要求冲压工序进行快速而且频繁的装换调整操作,也就是说,要迅速而且频繁地更换冲床模具,以便能够在单位时间内冲压种类繁多的零件制品,满足后道工序(车体工序)频繁地领取各种零件制品的要求。这样,从制造过程的经济性考虑,冲床及各种生产设备的快速装换与调整就成为了关键。

    【案例】丰田的快速换模

    在汽车生产中,需要大量的冲压件。这些冲压件的加工需要在压力机上配备重达数吨的模具。压制不同的零件需要不同的模具。在美国,更好模具是由专家来做。换一次模具有时需要一两天。因此为了提供效率,西方一些汽车制造厂

    常常配备数百台压力机,这样就可以很长时间才换一次模具。但是这样大量生产冲压件,造成了在制品库存很高。

    为了实现设备的快速装换调整,丰田公司的生产现场人员经过了长期不懈的艰苦努力,终于成功地将冲压工序冲床模具装换调整所需要的时间,从1945年至1954年的3小时缩短为1970年以后的3分钟!现在,丰田公司所有大中型设备的装换调整操作均能够在10分钟之内完成,这为“多品种、小批量”的均衡化生产奠定了基础。

    丰田公司发明并采用的设备快速装换调整的方法是SMED法,即“10分钟内整备法”。这种方法的要领就是把设备装换调整的所有作业划分为两大部分,即“外部装换调整作业”和“内部装换调整作业”。所谓“外部装换调整作业”是指那些能够在设备运转之中进行的装换调整作业,而“内部装换调整作业”是指那些必须或只能够在设备停止运转时才能进行的装换调整作业。为了缩短装换调整时间,操作人员必须在设备运行中完成所有的“外部装换调整作业”,一旦设备停下来则应集中全力于“内部装换调整作业”。这里,最重要的一点就是要尽可能地把“内部装换调整作业”转变为“外部装换调整作业”,并尽量缩短这两种作业的时间,以保证迅速完成装换调整作业。

    丰田公司把“设备的快速装换调整”视为提高企业竞争力的关键因素之一。

    5、设备的合理布置

    设备的快速装换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,这种颇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,将会影响准时化生产的顺利进行。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。

    传统的生产车间设备布置方式是采用“机群式”布置方式,即把功能相同的机器设备集中布置在一起,如车床群、铣床群、磨床群、钻床群等。这种设备布置方式的最大缺陷是,零件制品的流经路线长、流动速度慢、在制品量多、用人多,而且不便于小批量运输。丰田公司改变了这种传统的设备布置方式,采用了“U”型单元式布置方式,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一个小的加工单元。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。

    显然,

    合理布置设备,特别是U型单元连结而成的“组合U型生产线”,可以大大简化运输作业,使得单位时间内零件制品运输次数增加,但运输费用并不增加或增加很少,为小批量频繁运输和单件生产单件传送提供了基础。

    6、多能工

    多能工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型生产单元内,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,如一个工人要会同时操作车床、铣床和磨床等。

    在由多道工序组成的生产单元内(或生产线上),一个多技能作业员按照标准作业组合表,依次操作几种不同的机床,以完成多种不同工序的作业,并在标准周期时间之内,巡回U型生产单元一周,最终返回生产起点。而各工序的在制品必须在生产作业工人完成该工序的加工后,方可以进入下道工序。这样,每当一个工件进入生产单元时,同时就会有一件成品离开该生产单元。像这样的生产方式就是“单件生产单件传送”方式,它具有以下优点: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型生产线可以将各工序节省的零星工时集中起来,以便整数削减多余的生产人员,从而有利于提高劳动生产率。

    7、标准作业

    标准化作业是实现均衡化生产和单件生产单件传送的又一重要前提。丰田公司的标准化作业主要是指每一位多技能作业员所操作的多种不同机床的作业程序,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。丰田公司的标准化作业主要包括三个内容:周期时间、标准作业顺序、标准在制品存活量,它们均用“标准作业组合表”来表示。

    周期时间是指各生产单元内(或生产线上),生产一个单位的制成品所需要的时间。周期时间可由下列公式计算出来:周期时间=每日的工作时间÷每日的必要产量根据周期时间,生产现场的管理人员就能够确定在各生产单元内生产一个单位制品或完成产量指标所需要的作业人数,并合理配备全车间及全工厂的作业人员。

    标准作业顺序是用来指示多能工在同时操作多台不同机床时所应遵循的作业顺序,即作业人员拿取材料、上机加工、加工结束后取下,再传给另一台机床的顺序,这种顺序在作业员所操作的各种机床上连续地循环着。因为所有的