由于设定目标状态对高效的流程改进和管理具有非常重要的作用,因此丰田汽车在没有定义目标状态之前通常不会尝试改进或提高。这就确保了工作人员的努力主要集中在实际需求方面,而不是那些关于我们能做些什么的想法和观点。
目标状态描述的是一种未来的理想情况,其所回答的是类似于这样的一些问题:
• 这个流程将如何运行?
• 预期正常的状况是什么?
• 在未来某个特定的时间点我们所期望的情况是什么?
• 下一阶段我们希望的地点是哪儿?
目标状态的作用就像一副眼镜,有助于你关注那些你所需要做的事情。不管什么时候设定目标状态,都会发现所存在的一些问题和障碍,这些都需要努力克服(见图5—1)。这种情况完全正常,你有两种解决方案:
(1)避免障碍和偏离愿景的方向。
(2)通过找到障碍的原因,并将其消除,从而克服障碍。
例如,在第3章中所讲到的传感电缆公司员工,他们指出了将批量从一周缩减到一天所遇到的问题,这是正确的,然而他们所指出的这些是障碍而不是改变方向的原因。
精益技术
讨论目标状态或者说目标状态理念的一种比较好的方式,是关注我们认为自己已经了解的一些精益技术。下面将简单地回顾这四种技术,并讨论其对目标状态所起到得重要作用,虽然这种作用并不明显。
• 节拍时间
• 单件流生产(连续流)
• 均衡化生产(平准化生产)
• 看板(拉动系统)
这些技术是我们理解目标状态这一理念的例子,之后,本章还将进一步讨论目标状态的一些重要特点。
节拍时间 |
节拍时间是单件流生产的产品所满足一个群体或家庭的客户需求比率。节拍时间经常用于服务于外部客户的装配式流程。
节拍时间等于流程的有效运行时间(如每班或每天)除以在那个周期里这一流程需要提供客户所需求产出的数量(见图5.2和图5.3)。“有效运行时间”是可利用时间减去计划的停机时间,如午餐、休息、小组会议、清扫卫生和计划维修时间。注意这时不要减掉计划外的停机时间和交接时间,因为这些属于需要缩减的变量。
如一条装配流程每班的有效运行时间是26100秒,在这段时间里,每班的客户需求平均为450件。
在可利用时间的基础上,58秒意味着顾客平均每58秒就会购买一件产品(顾客需求率随着时间而改变,丰田每30天计算一次节拍时间,每10天就回顾一次)。
如何使用这个数据呢?
这并不意味着每58秒就应该生产出一件产品。一条装配流程的实际周期时间,被称为计划周期时间,通常要低于节拍时间(速度更快)。例如,如果生产不同类型零件存在转换时间的话,就必须加快流程的运转,从而弥补转换过程中所浪费的时间,因此,从某种意义上而言,节拍时间是一个装配流程在目标状态下的周期时间,即在这个周期里,流程按照客户需求比率同步生产产品,即销售一个,制造一个。
节拍时间的内在含义 |
当我们努力寻求目标状态时,节拍时间就成为讨论的一个有趣话题。实现理想情况有两条途径:努力按照计划周期时间持续生产;努力使得计划周期时间和节拍时间接近。
努力按照计划周期时间持续生产就意味着要尽量制定一套稳定的流程。由于很多人只是记录每小时或每班的生产产品数量,因此并不能回答“这个流程生产一件产品需要多少秒?”这样的问题。我们的产量目标不断增加,但是目标状态并没有改变,因此往往会受困于这些衡量产量的指标,而这些指标又会阻止我们发现真实的流程状况。结论非常令人震惊,一大批流程的产量仅接近其产量的平均水平,但实际上从一个周期到另一个周期这一产量周期没有得到很好的控制(见图5-4)。这种状况不仅仅成本很高(要求额外的资源),对产品的质量也会造成负面影响,而且如果无法控制流程的话,对流程改进所付出的努力也就会中断。
当你已经知道流程中周期与周期之间的偏离程度时,遇到的下一个问题则是“偏离的范围是什么?”当你在脑海里勾画出目标状态时,就可以在观察整个流程的同时发现、了解、消除那些通往目标状态的障碍。
一旦流程周期相对比较稳定时,就有可能在这个基础上尽量缩减节拍时间和计划周期时间之间的差距。如,可以建立一套流程目标状态,设定计划周期时间比节拍时间缩短15秒(更快)。在努力实现这种状况的同时,你就会再次发现需要克服的一些困难(转换、机器停机、残次、缺勤等,见图5-5)。
对于生产流程而言,节拍时间和计划周期时间仅是目标状态的一部分,我并不建议每种情况都要以这样的方式处理节拍时间。关键问题是我们忽略了目标状态的内在含义。在我曾经拜访过的工厂中,有很多工厂都知道节拍时间,甚至还计算过节拍时间,但是到目前为止,除了丰田汽车之外,我发现几乎没有其他的工厂按照本书提到的方式使用节拍时间,即让其变得有用。
我曾经向一位我很熟悉的丰田汽车供应商的支持专家提到如何看待个人在流程中所需要做的事情。我的想法是问一下主管如果我们打算缩短流程的周期时间,即仅比顾客的节拍时间快15秒,这样将会发生什么。主管所提到的障碍和困难是我们需要做些什么。
“好的,”专家回答道,主管将告诉你他的想法。为了找到真正的困难,当流程以更短的周期运行时,你或许应该建立一点安全库存并暂时以较低的周期时间运行流程。这些所引发的真正阻力是你下一步需要做些什么。
单件流 |
首先考虑下面这两类流程:含有单件流的和不含单件流的。下面描述的这个装配流程具有四个工作终端,每个终端都配有一名操作员。各终端之间只有少量的在制品缓冲库存,如图5-6中的库存三角形所示。操作员平衡表中的黑色条框部分所表示的是每名操作员在各个循环周期内的工作内容。
这个流程是否含有单件流?
没有,因为加工件并没有从一个加工步骤直接转移到下一个加工步骤,它们构成了少量的缓冲库存。
操作员的数量是否合适?
不合适,四名操作员在预定周期时间内的工作量不满,这个流程中存在额外的操作员。
如果一名操作员出错,情况会怎样?
不会出现较大的问题,由于各加工步骤之间具有缓冲库存,其他操作员可以继续维持工作的正常运转。
这个流程是否具有柔性?
很多人可能会给出肯定回答:因为即使流程中偶尔会出现问题或中断,每天仍然能够按时完成生产定额,所以这个流程具有灵活性。由于生产线上具有额外的操作员,因此这个生产过程具有应对突发问题并完成生产定额的“灵活性”。
下面是同样的流程,但是每个工作终端之间的距离缩短了,并按照不同的方式对工作内容进行重新分配。两名操作员穿梭在各个工作终端之间(见图5-7),各个加工步骤之间没有缓冲库存。节拍时间和计划周期时间都与前一个图表相同。
这个流程中是否含有单件流?
有,半制成品直接从一个加工步骤转移到下一个加工步骤,各个步骤之间不存在任何缓冲库存。
操作员的数量是否合适?
合适,两名操作员在计划周期时间内的工作量很满。对于当前的计划周期时间来说,这个过程中的操作员数量是合适的。
如果一名操作员出错,情况会怎样?
整个流程将会出现中断。由于各加工步骤之间没有缓冲库存,另外一名操作员将无法继续工作。
单件流的内在含义 |
问题的关键点是:在这两个流程结构图中,哪一个看起来更合理主要取决于你自己的见解。如果你的侧重点在于“完成生产”,那么具有四名操作员的单件流看起来将更合理。此流程可以应对突发问题并完成生产定额,这也是很多车间采用此类生产模式的主要原因。然而另一方面,丰田公司却认为这种灵活性是消极的,因为出现的问题没有得到彻底解决,整个过程会陷入停滞不前的“消防”周期。
丰田公司的理念是通过持续改善实现生存与发展,因此第二种结构图,即单件流,是更加合理的。这是因为,无论是单件流本身还是确立这种流程的过程都会暴露出很多问题,由此帮助我们找到需要特别关注的方面。单件流不仅仅是构成理想状态的一部分,而且是帮助实现这种状态的重要工具。
图5-8所描述的是关于一家立体声扬声器工厂的例子。该工厂具有三条几乎完全相同的生产价值流,其各自的生产过程都是按照连贯的FIFO(先进先出法)运转的,详见简化的价值流图5-8所示。扬声器都是定制的,因此不同型号的产品将依次通过价值流,如一款小型扬声器之后可能是一款较大型的。
初始流程中包括使用自动化的CNC机器为扬声器箱制作内置面板,其中每次只能为一款扬声器制作。不管扬声器箱的型号如何,这个过程的周期时间都是同样的。在接下来的过程中(见图5-9),一名操作员将使用锤子把带螺纹的铜质镶物嵌入扬声器箱面板上预先钻好的小孔内。这个流程的周期时间变化幅度非常大,具有18个铜质镶物的大型扬声器箱所需要的操作时间远比仅有8个镶物的小型扬声器箱要少得多。由于周期时间上存在很大的不确定性,下游工艺的操作员在工作量上往往是不均匀的。
为了弥补这种不确定性,下游的操作员通常会主动地互相帮助,而不是被动地等待工作的到来。如果一款大型扬声器箱的面板需要花费很长时间完成嵌入工作,操作员就会去邻近的价值流提供帮助。当然,这种工作方式并不是对流程的改进,而且尽管这样做的初衷是积极的,但它会造成价值流的更大的不确定性。
具体情况是这样的:除了“完成生产”或“保证操作员持续工作”外,并没有其他任何的流程目标状态。因此,流程中出现的问题就迫使工厂临时以不同的模式运转。如果流程目标状态中含有单件流,同时在稳定的周期时间基础上具有恰当数量的操作员,情况又会怎样呢?那样的话就只有一种选择,即发挥创造力,找到在同一周期时间内完成嵌入工作的方法,无论正在处理的扬声器箱的型号怎样。如果整个过程的完成很讲究策略,能够节约成本、简化工艺,那将是真正的流程改进,同时也是整个企业的进步。
上面的例子显示出,目标状态是至关重要的。我们无法预知嵌入过程的周期时间,情况应该是这样的。如果预先知道了这个时间,我们只能采用第1章所讨论的“实施模式”。
一个类似的常见例子是装配生产线,这种生产线没有严格设定的目标状态,其设计初衷是操作员在出现问题时可以相互帮助。如操作员A通常主要负责装配步骤一、二和三,而操作员B主要负责步骤四、五和六。如果操作员A在步骤二陷入困境,操作员B就会从该周期的步骤三开始接手。人们通常认为这种自我调节式的机制是积极的,但它实际上也是一种以“完成生产”为目标的应急措施,并不是具有改进效果的思维定势。
在丰田公司的生产过程中,这种自动补充式的灵活性会引起管理者的恐慌,因为所有的问题都没有被注意到,更没有得到妥善解决。因此,这种运作模式是严格禁止的,而且被看做是管理过程的失败。不过,这并非意味着丰田公司只是强制执行工作标准,严禁操作员之间相互帮助。操作员遇到的问题是切实存在的,我们必须通过某种方式予以解决。如果我们致力于实现连贯的单件流的目标状态,以及积极主动地发现问题,我们必须习惯于应对出现的问题并尽快解决它们(详见第7章)。
长期以来,我误解了丰田公司为每个工艺配备定量操作员的真正意图,只是将其看做是一种简单的生产率目标。高生产率、高质量和低成本可能确实是公司的总体目标,但今天我注意到,丰田公司设定了包括单件流在内的目标状态,并把操作员的恰当数量当做是一种工具,用于确定需要逐步解决的问题,以便实现上述总体目标。
在日本的Nippondenso工厂中,其加工区的铝质配件直接从单件流中的热式压铸转至机械加工,即这两处中间没有任何缓冲库存。这是非常重大的成就,也是真正的流程改进。然而,我们需要学习的重点并非这种解决方案,而是发现这种方案的方法。想象一下,该工厂确定了这种具体的单件流作为其目标状态后,需要经过几个月甚至几年的时间才能逐个解决各种问题,真正实现这个目标。
—— 往期连载 ——
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TK04-第四章 当前管理方法的起源和影响
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