作者:台湾赵智平老师
"拉动"一词最简单的意思是, 在下游客户握出要求之前, 没有一家上游工序或企业生产产品或提供服务。
使用拉式系统的好处:
1. 降低成本:在制品数量低且返工更少。
2. 提高品质:存在追求内部品质和更好的检测能力的压力。
3. 更好的客户服务:提前期短且产出可预测。
4. 更大的灵活性:只有当系统状态容许加工工件时,工件才会被拉入系统。
《供应链科学》[1]给出推式系统与拉式系统定义:如果一个系统内的工件根据系统的状态投料,并且因此给在制品水平加上一个内在的限制,那么这个系就是拉式系统。如果一个系统内的工件不管系统状态如何就进行投料,并且因此没有内在的在制品数目限制,那么这个系统是拉式系统。并指出“拉式系统的魔法在于限制了在制品数的最大值。”
界定推式与拉式系统的两个关键词:“系统状态”与“限制在制品”。这里所谓的系统状态可以是系统库存或负荷的状态,在面向库存制造(MTS)的场合,的系统状态指的是手上库存水平与库存水平的差距,即库存的耗用;在面向订单制造(MTO)的场合的系统状态指的是瓶颈产能负荷,即瓶颈负荷水平。 “限制在制品”和利特尔法则有关,提前期(LT)=在制品(WIP)÷瓶颈产出速率,而所谓的“限制在制品”的意思指的是固定提前期或固定在制品(WIP)。限制在制品的意思就是不生产过多,去除生产过多的浪费则表示固定的提前期要短或固定的在制品要少,我们可以透过去除浪费、减少波动与设置流水线缩短提前期或减少在制品。
根据定义,即使依库存耗用或瓶颈产能负荷投放工单,没有限制在制品数量的面向库存制造与面向订单制造是推式系统,不是拉式系统。
为了3年赶上美国,做到三及时(JIT),大野耐一致力于“怎样才能研究出一种在多品种、小批量的生产条件下降低成本的方法”, “注意从接到顾客订单向顾客收账这期间的作业时间,由此剔除不能创造价值的浪费,以缩短作业时间。”
所谓的三及时(JIT)就是“把必要的工件,按必要的数量,在必要的时刻运到生产线旁边来拾一种作法。这是丰因生产方式的基本思想。”[2]
以图 05为例说明三及时(JIT)的慨念,当编号10号的待装配的汽车推入装配线,会拉动右车门的生产,同样的在9号位置时拉动左车门的生产,以在6号位置进行车门的装配,此时,拉动引擎与引擎盖组件,以在2号位置进行装配。而丰田拉动的方法是以“看板”与对现场的透明度、可见性管理、落实三及时(JIT)。但波动让这看似简单的活动,变得不容易。新乡重夫听到有人说美国人可以很快的成功运用JIT方法时不由觉得可笑,他讽刺说:“有些人看到丰田穿上了一套新的漂亮衣服,那就是看板系统,因此他们就跑出去买了一套一样的行头穿上去。他们很快发现自己太肥了,根本穿不上。”因为来自需求与过程的波动,会使得看板一拉就断,无法做到三及时。
丰田以平准化解决需求波动的问题、以自働化与各式各样的防呆法解决来自品质的波动、对设备进行保全减少设备故障所造成的波动。对丰田而言看板拉动必须满足这些前提才能有效运作,换句话说,以看板拉动上游生产,必须考虑波动因素。从TOC的观点,在未消除波动之前,善用时间、产能或库存缓冲吸收波动,虽然稍微胖一点,但却可以消除波动的影响,看板拉动是没有问题的。这里的TPS与TOC的差别在于:先消除波动后再拉动还是先以缓冲吸收波动的冲击,先拉动,去除生产过多的浪费,再尽善尽美消除浪费与波动。
另一个可能制约的因素是成本会计对成本的分摊,如果让设备、人员闲置会提高成本,因此没有限制在制品数量,造成现场混乱。为了推行平准化与看板,增加换线频率、限制在制品,不生产过多,大野耐一曾对高德拉特博士说,要把成本会计赶出脑袋与工厂。
看板拉动系统,经过使用环境的需求发展出3种不同形态的拉动模型:
1. A型拉动系统:补货拉动系统(Replenishment Pull System)
2. B型拉动系统:顺序拉动系统(Sequential Pull System)
3. C型拉动系统:混合拉动系统(Mixed Pull System)
A型拉动系统:补货拉动系统(Replenishment Pull System),又称为超市拉动系统(Supermarket Pull System),参见图 06,是一种基本型的拉式系统,以库存缓冲吸收来自上下游工作站的波动,在计算库存数量时,要考虑补货时间的波动,波动小的场合使用10%的安全系数,波动大的场合也许考虑50~100%的安全系数,以免造成下游工作站停工待料。所有离散的工作站必须依规划事先储备好库存,如同超市一样,这些库存只有在客户有需求是才会被耗用。当下游工作站以看板领用零件,上游工作站只生产被看板领用的数量,补充超市的库存。当零件种类多时时,超市库存的库存种类多,库存管理上需要相当的空间、付出相当的心力。
图 06 A型拉动系统:补货拉动系统(Replenishment Pull System)
B型拉动系统:顺序拉动系统(Sequential Pull System),参见图 07,用于零件类型太多,以至于库存超市无法容纳各种不同零件的场合。顺序拉动的特点是先进先出(FIFO,First In First Out),并以足以吸收上下游工作站波动的在制品数量作为上限。即当在制品达到在制品上限,上游工序停止生产,以免生产过多,当在制品低于某种数量开始生产补充在制品到达数量上限后停止,例如每消耗一个生产一个,这里的关键在于不要造成下游工作站停工待料,要根据波动决定在制品数量上限与界定上游工序的补货点。
顺序拉动系统是一种面向订单制造的系统,是精益实施人员的理想系统,因为它没有库存,只有有限数量的在制品,完全依照需求生产。运用顺序拉动要考虑客户下单到拿到产品所能容忍的需求提前期,即顺序拉动的提前期必须短于客户的需求提前期,才能取得争取订单的门票。否则,会需要储备库存缩短交货提前期或进行改善,缩短制造提前期以满足客户需求提前期。
图 07 B型拉动系统:顺序拉动系统(Sequential Pull System)
C型拉动系统:混合拉动系统(Mixed Pull System),参见图 08,是A型与B型拉动系统的混合体,适用于少数产品占生产数量80%,而多数产品产品占20%的场合。因为混合拉动系统同时存在限制在制品的先进先出与看板的拉动,“平衡任务和发现异常情况往往会比较困难。因此需要有力的管理来保证混合系统有效地运转。”[3]
图 08 C型拉动系统:混合拉动系统(Mixed Pull System)
在运行看板,对应看板的算法,需将需求的波动与时间的波动纳入考虑,先吸收波动,避免“一拉就断”的现象,之后再改善,知道问题、明确目标追求尽善尽美。
当个别计算领料看板或生产看板使用的计算公式:
N:看板的数量
:平均需求
L:提前期(加工、等待、换线、搬运…)
α:缓冲存量安全系数,一般取10%(依波动、平准化排程容许需求变化的大小而定)
C:容器容量,一般日产量的10%
要避免“一拉就断”的现象,要特别考虑缓冲存量安全系数α,这里一般取10%的原因是丰田平准化排程容许10%的变化,相对没有考虑提前期L的波动;如果平准化排程变化或提前期L的波动大过10%,库存不足,就会发生“一拉就断”的现象。
大野耐一给出的要求,似乎总是追求去除波动后的世界,例如,工时先取最小的作为目标规划连续流,因为曾经做到,将问题“透明化”要求解决问题,问题已经明摆在那里了!而TOC承认墨菲、波动的客观存在,先利用缓冲吸收波动,化解墨菲、波动的冲击,以缓冲状态将问题“透明化”,使系统在稳定下持续改机。
(待续)
1. 精益思想与精益生产-前言(1/6)
2. 精益思想与精益生产-识别价值(2/6)
3. 精益思想与精益生产-识别价值流(3/6)
4. 精益思想与精益生产-畅流(4/6)
5. 精益思想与精益生产-拉动(5/6)
6. 精益思想与精益生产-尽善尽美与结语TOCLSS(6/6)
[1] 霍普(Hopp ,W. J. )著《供应链科学》机械工业出版社,第六章
[3] 精益企业研究所著《精益术语汇编》p68中国劳动社会出版社
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