精益生產(chǎn)（LP）的本質(zhì)和應(yīng)用案例

內(nèi)容提要：精益生產(chǎn)是在總結(jié)流水線生產(chǎn)和豐田生產(chǎn)方式而創(chuàng)立的生產(chǎn)理論，它將生產(chǎn)理論簡化到了新的理論高度，總結(jié)出了精益五原則，對精益生產(chǎn)的推廣起到了重要作用，越簡單有效的方法越容易普及。精益生產(chǎn)的主要目標(biāo)還是增加產(chǎn)出速度，同時(shí)也兼顧降低成本。精益生產(chǎn)以以價(jià)值流分析作為工具，跟蹤價(jià)值的產(chǎn)生過程，刪除不必要的環(huán)節(jié)，從而縮短生產(chǎn)周期并降低成本。精益生產(chǎn)以空間或者庫存作為緩沖，來防止工序的過量生產(chǎn)，從而保證系統(tǒng)的產(chǎn)出速度。

精益生產(chǎn)（Lean Production，簡稱LP）是美國麻省理工學(xué)院數(shù)位國際汽車計(jì)劃組織的專家對日本“豐田JIT（Just In Time）生產(chǎn)方式”的研究而命名的生產(chǎn)方法。精益生產(chǎn)有五個(gè)原則，分別為價(jià)值、價(jià)值流、流動(dòng)、拉動(dòng)和盡善盡美（如圖6-64所示）。

圖6-64精益生產(chǎn)五原則

精益生產(chǎn)的5個(gè)原則：

1）價(jià)值：精確的定義特定產(chǎn)品的價(jià)值。

2）價(jià)值流：識別出每種產(chǎn)品的價(jià)值流。

3）流動(dòng)：使價(jià)值不斷流動(dòng)。

4）拉動(dòng)：讓顧客從生產(chǎn)方面拉動(dòng)價(jià)值。

5）盡善盡美：永遠(yuǎn)的追求盡善盡美（如圖6-65所示）。

圖6-65精益生產(chǎn)五原則系統(tǒng)

如何通過廣義動(dòng)量定理和系統(tǒng)思考來分析精益生產(chǎn)的5個(gè)原則呢？廣義動(dòng)量定理用來分析如何產(chǎn)生和增加成果，系統(tǒng)思考用來分析各種因素的交互影響。這兩種方法改如何使用呢？

1）價(jià)值：精確的定義特定產(chǎn)品的價(jià)值（如圖6-66所示）。

圖6-66價(jià)值

定義價(jià)值就是定義顧客所需要的產(chǎn)品質(zhì)量m，這是生產(chǎn)出的產(chǎn)品需要達(dá)到的目標(biāo)。從廣義動(dòng)量定理的角度說，定義價(jià)值就是定義廣義動(dòng)量定理Fαt=nmV成果nmV中的m，指出了主體通過力量F、方法α、時(shí)間t和力量的作用點(diǎn)而要達(dá)到的目標(biāo)。

2）價(jià)值流：識別出每種產(chǎn)品的價(jià)值流（如圖6-67所示）。

圖6-67價(jià)值流

價(jià)值流是產(chǎn)生價(jià)值m的過程，價(jià)值從原始價(jià)值m1增值到m2，從m2增值到mi，經(jīng)過多個(gè)增值過程，最后增值到目標(biāo)價(jià)值m。而從原始價(jià)值m1，最后增值到目標(biāo)價(jià)值m的過程就是價(jià)值流。也就是廣義動(dòng)量定理的過程市場Fαt，不能產(chǎn)生價(jià)值m的過程應(yīng)該減少到最小，這一點(diǎn)和工業(yè)工程中介紹減少動(dòng)作動(dòng)作路程的道理是相同的。減少不必要的步驟可以加快產(chǎn)品的產(chǎn)出速度而提高產(chǎn)出量，也可以減少占用時(shí)間，人力和物料等的成本，這和TPS中所說的“消除一切浪費(fèi)”的思想是相同的。

3）流動(dòng)：使價(jià)值不斷流動(dòng)（如圖6-68所示）。

圖6-68流動(dòng)

增加流動(dòng)速度可以增加產(chǎn)出成果。從廣義動(dòng)量定理Fαt=nmV的角度說，速度V越大，成果nmV越大。每一個(gè)增加價(jià)值的過程也是廣義動(dòng)量定理增加成果的過程，沒有過程四要素力量F，方法α，時(shí)間t和作用點(diǎn)，成果不可能發(fā)生變化。從TOC制約理論的角度說，系統(tǒng)的產(chǎn)出由瓶頸決定，瓶頸的速度決定了系統(tǒng)的產(chǎn)出速度，而當(dāng)局部速度大于瓶頸速度時(shí)，并不能增加系統(tǒng)的產(chǎn)出，反而會增加庫存而掩蓋問題。那么是誰決定系統(tǒng)產(chǎn)出速度的上限呢？是客戶的需求速度，超過客戶需求的產(chǎn)出速度只能產(chǎn)生庫存。在豐田生產(chǎn)方式和精益生產(chǎn)中，如何處理局部速度高于瓶頸速度的地方呢？它們通過多能工和快速換模來實(shí)現(xiàn)人和設(shè)備的富余被使用，因?yàn)閺腡PS和精益生產(chǎn)的角度說，超出功能需求的能力而不被使用就是浪費(fèi)，不符合精益的思想。人超出的工作能力和時(shí)間可以用來做其他的事情，這是多能工的精髓；而設(shè)備超出的能力也可以加工其他零件，通過快速換模來減少時(shí)間轉(zhuǎn)換的損失。所以在TPS和精益生產(chǎn)中，通過使個(gè)生產(chǎn)單元的速度V相等來平衡產(chǎn)能，從而使產(chǎn)出最大化。每一個(gè)生產(chǎn)單元表示價(jià)值的增值過程，然后通過箭頭的方向?qū)⑽锪髁鲃?dòng)到下一個(gè)生產(chǎn)單元。

4）拉動(dòng)：讓顧客從生產(chǎn)方面拉動(dòng)價(jià)值（如圖6-69所示）。

圖6-69拉動(dòng)

讓顧客拉動(dòng)價(jià)值是為了指導(dǎo)生產(chǎn)客戶馬上需要的產(chǎn)品，而不是客戶不需要的產(chǎn)品，這樣可以減少庫存，從而減少負(fù)債，增加系統(tǒng)的有效產(chǎn)出。物流是從上一個(gè)生產(chǎn)單元流到下一個(gè)生產(chǎn)單元，而從下一個(gè)單元取走上一個(gè)單元的零部件后，信息流從下一個(gè)單元反饋到上一個(gè)單元，反饋的信息包括取走器件的型號和數(shù)量等，這一個(gè)信息就是指導(dǎo)上一個(gè)單元生產(chǎn)同樣數(shù)量的此型號產(chǎn)品，從而形成了價(jià)值的拉動(dòng)而不是推動(dòng)過程。按照精益生產(chǎn)的思想，它融合了豐田管理方式和流水線的精髓，在能創(chuàng)造連續(xù)流的地方就使用流動(dòng)原則，這是流水線的思想，在不能流動(dòng)的地方就在這道工序前增加超市庫存，也是是庫存緩沖，來保證下游的流動(dòng)（如圖6-70所示）。

圖6-70拉動(dòng)的一道工序

每個(gè)生產(chǎn)單元均可以通過上圖的負(fù)反饋過程表示，每一個(gè)單元對于每一種產(chǎn)品都有一個(gè)目標(biāo)庫存量，當(dāng)剩余庫存量小于目標(biāo)庫存量時(shí)開始生產(chǎn)；當(dāng)剩余庫存量等于目標(biāo)庫存量時(shí)停止生產(chǎn)，這樣既可以保證整條生產(chǎn)流程的速度一致，也可以防止過量生產(chǎn)產(chǎn)生負(fù)債和擾亂生產(chǎn)秩序。目標(biāo)生產(chǎn)量=目標(biāo)庫存量-剩余庫存量=目標(biāo)庫存量-（原庫存量-下道工序取走的量）=目標(biāo)庫存量-原庫存量+下道工序取走的量，如果原庫存量與目標(biāo)庫存量相等，那么生產(chǎn)的數(shù)量就是下道工序取走的量。單件流不一定是使系統(tǒng)產(chǎn)出最快的方法，有時(shí)經(jīng)濟(jì)批量比單件流使系統(tǒng)的產(chǎn)出更快，這一點(diǎn)會在后邊進(jìn)行分析。

5）盡善盡美：永遠(yuǎn)的追求盡善盡美（如圖6-71所示）。

圖6-71盡善盡美

盡善盡美是不斷的優(yōu)化上述四個(gè)過程，使成果nmV越來越大。通過減少目標(biāo)庫存，庫存量減少，阻礙流動(dòng)的問題就會向石頭一樣露出水面，消除這些阻礙流動(dòng)的因素，就像移走了河流中減緩水流速度的石頭，流動(dòng)的速度會加快，產(chǎn)出成果nmV會增加。不斷的減少目標(biāo)庫存和優(yōu)化上述四個(gè)過程，使成果nmV越來越大。

德國保時(shí)捷公司在董事長魏德卿的領(lǐng)導(dǎo)下，引入精益生產(chǎn)，使保時(shí)捷成為世界最賺錢的汽車公司。

精益理論在生產(chǎn)中的應(yīng)用

精益生產(chǎn)發(fā)展了TPS思想，在《學(xué)習(xí)觀察：通過價(jià)值流圖創(chuàng)造價(jià)值、消除浪費(fèi)》提出的圖析不是每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都需要使用看板來完成負(fù)反饋環(huán)，精益思想將TPS進(jìn)行了簡化，實(shí)施的方法也簡化，使其實(shí)施更容易，且結(jié)果更好。

此處引用《學(xué)習(xí)觀察：通過價(jià)值流圖創(chuàng)造價(jià)值、消除浪費(fèi)》書中的一個(gè)例子，并簡要進(jìn)行講解。

例子：

阿克米沖壓公司為汽車裝配廠生產(chǎn)鋼制轉(zhuǎn)向管柱支架，該產(chǎn)品分為方向盤左側(cè)、右側(cè)兩種類型，成品發(fā)往國家大道汽車裝配廠。

顧客需求：每月18400件，其中：左側(cè)轉(zhuǎn)向支架12000件，右側(cè)轉(zhuǎn)向支架6400件。顧客工廠每天按照兩班運(yùn)轉(zhuǎn)；每個(gè)貨盤中有20件產(chǎn)品，一個(gè)貨箱最多可以放10個(gè)貨盤，顧客以貨盤為單位訂貨。每天用卡車向顧客發(fā)一次貨。

阿克米工廠數(shù)據(jù)

工作時(shí)間：每月工作日20天，所有生產(chǎn)部門每天兩班，每班8小時(shí)，必要時(shí)可以加班，每班有2個(gè)10分鐘休息，在休期間，手動(dòng)機(jī)停止工作，午餐不計(jì)入工作時(shí)間。

生產(chǎn)工序：該產(chǎn)品的工序包括沖壓、點(diǎn)焊1工位、點(diǎn)焊2工位、裝配1工位、裝配2工位和發(fā)運(yùn)。

根據(jù)客戶和阿克米公司的情況繪制價(jià)值流現(xiàn)狀圖（如圖6-72所示）：

圖6-72阿克米公司價(jià)值流現(xiàn)狀圖

通過對客戶需求，供應(yīng)商情況和企業(yè)的自身情況繪制出企業(yè)的價(jià)值流現(xiàn)狀圖（如圖6-73所示）。

圖6-73阿克米公司價(jià)值流未來圖

通過精益價(jià)值流的分析，繪制出價(jià)值流的未來圖。從圖中可以看出生產(chǎn)交付期從23.6天縮短到5天。此工程的未來價(jià)值流圖包含3個(gè)負(fù)反饋，包括供應(yīng)商環(huán)，沖壓環(huán)和定拍環(huán)。每一個(gè)拉動(dòng)系統(tǒng)的超市都對應(yīng)著一個(gè)負(fù)反饋環(huán)（如圖6-74所示）。

圖6-74阿克米公司的價(jià)值流環(huán)

以精益思想的5個(gè)原則來分析這個(gè)例子，

1）定義什么是價(jià)值。

也就是質(zhì)量m，價(jià)值為生產(chǎn)的左右管柱支架。數(shù)量n為12000件左側(cè)，6400件右側(cè)，速度V為60秒/件（18400件/20天/2班=460件/班，27600秒（每班可用工作時(shí)間）/460件=60秒/件）。所以每天要產(chǎn)生的廣義動(dòng)量nmV為920件*管柱支架質(zhì)量*60秒/件（其中920件中包含600件左側(cè)支架和320件右側(cè)之間）。

2）分析價(jià)值流。

收到供應(yīng)商的鋼材后，經(jīng)過阿克米公司的沖壓，點(diǎn)焊1，點(diǎn)焊2，裝配1，裝配2的這5道加工工序后，變成成品，然后發(fā)運(yùn)到客戶公司，這5道工序就是價(jià)值流，即價(jià)值的形成過程。每一道工序的數(shù)據(jù)情況在相對應(yīng)的加工工序下進(jìn)行了標(biāo)明。

3）流動(dòng)

通過分析，沖壓時(shí)間為1秒，與節(jié)拍時(shí)間相差太大，不宜引入連續(xù)流。而兩個(gè)焊接和兩個(gè)裝配的時(shí)間與節(jié)拍時(shí)間接近，可以引入連續(xù)流（如圖6-75所示）。裝配和點(diǎn)焊的總時(shí)間為187秒，而節(jié)拍時(shí)間為60秒，這樣就需要3.12人來完成裝配和點(diǎn)焊的工作，當(dāng)前的4人有些浪費(fèi)，通過工藝改良，將每個(gè)工人的單位工作時(shí)間減少到55秒，三人總時(shí)間為165秒，小于180秒（如圖6-76所示）。

圖6-75當(dāng)前周期時(shí)間

圖6-76工序改進(jìn)后的周期時(shí)間

4）拉動(dòng)

在不能引入連續(xù)流的地方使用超市，在沖壓工序前有卷材超市，用于保證沖壓工序有合適的工作庫存緩沖，在沖壓工序后有超市，用于保證焊接+裝配工序的正常工作，在焊接+裝配工序后有成品超市，用于保證有合適的發(fā)運(yùn)緩沖，超市的作用和福特的空間緩沖，高德拉特的時(shí)間緩沖作用是相同的，保證下道工序不挨餓，可以正常工作，超市的大小取決于現(xiàn)場的墨菲效應(yīng)和節(jié)拍等，超市的庫存量不宜過大，過大則在制品過多，易造成生產(chǎn)混亂，并且?guī)齑媸秦?fù)債，需要減少；庫存也不宜過少，過少的話，一旦發(fā)生墨菲效應(yīng)，下道工序就馬上停工，影響系統(tǒng)的總產(chǎn)出。超市是一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng)，輸入的大小為超市的目標(biāo)庫存大小，而生產(chǎn)的目標(biāo)是偏差庫存，偏差庫存=目標(biāo)庫存-實(shí)際庫存（如圖6-77所示）。

圖6-77超市拉動(dòng)系統(tǒng)

5）盡善盡美

減少各道工序的換模時(shí)間，增加開機(jī)率到100%，可以減少生產(chǎn)總時(shí)間，這一點(diǎn)作者將在‘經(jīng)濟(jì)批量與單件流’的章節(jié)中進(jìn)行論述。通過均衡生產(chǎn)，降低庫存量，縮短交貨期。各道工序的都可以通過不斷改善，從而縮短交貨期。

精益價(jià)值流圖析中，使用反E來表示超市，與TPS的拉動(dòng)系統(tǒng)功能是相同的；而先入先出的管道與福特流水線的空間緩沖道理相同，管道有大小容量的限制，達(dá)到限制時(shí)，停止生產(chǎn)，是負(fù)反饋系統(tǒng)。在某些情況下，超市并不適用，比如顧客定制的產(chǎn)品、保質(zhì)期短的材料，或者很少用的昂貴零件等，就可以使用管道代替超市。精益價(jià)值流圖使精益生產(chǎn)更容易理解和實(shí)施（如圖6-78所示）。

圖6-78先入先出管道

精益生產(chǎn)適用條件：產(chǎn)品多樣，需求較小但穩(wěn)定的產(chǎn)品。

摘自《可以量化的管理學(xué)》