Lean production system 精實生產系統

在1988年MIT進行一項全球汽車工業的研究(IMVP)的研究, 其中,研究人員注意到豐田汽車公司的一些特點,尤其是在保有高利潤的同時還時持續不斷的成長,

該計劃研究人員總結豐田生產系統的特點為 :

   可以更少人力從事設計、製造與產品服務

    可以更少投資達到一定產能

    製造的產品更少缺陷而且更少在製品退回

 運用更少供應商但技能更強

    可以少量多樣且具成本效益的方式生產產品維持市場

   價格同時成長市場佔有率

   

在檢視各項上述特點後,該計劃研究人員表示產生一定價格所需的每一元素都更少,那就稱之為Lean,這個名詞於是產生.

在1990年, 該研究計劃的主持人之一.Wormak將該計劃的研究成果寫成 The machines that changed the world :The story of lean production.一書. 於是, 在美國就以精實生產系統的稱呼代替豐田生產系統.. 依美國生產和存貨管理學會(APIC)的定義,精實生產系統為

A philosophy of production that emphasizes the minimization of the amount of all the resources (including time) used in the various activities of the enterprise. It involves:

. identifying and eliminating non-value-adding activities.

. employing teams of muti-skilled workers

. using highly flexible, automated machines

Quality at source

將品質意識加入產品製程中,使產品在生產過程中即可與品質結合,非僅靠各種檢驗手法來確保品質,此為豐田生產系統管理品質的手法,主要的內容為:

  • 目視管理(Visual control):使各種問題浮現無法隱藏
  • 防呆裝置(Poka-yoke): 設計輔助裝置,防止做錯
  • 持續改善(Kaizen): 以生產角度而言,改變是朝好的方向前進
  • 停線授權(Jidoka):生產有品質問題時,相關人員可停止生產線
  • 品質燈號(Andon):若有品質問題(含作業不及)即亮燈尋求協助
  • 未滿載生產(Under-capacity scheduling):留下一些時間供計畫或改善之用

Heijunka, 平準化

所謂平準化﹐是豐田生產系統(Toyota Production System, TPS)的重要關鍵﹐TPS認為應當由源頭設法平衡客戶之需求﹐以便免生產線受到末端需求變化的影響而降低效率﹐在旺季期間人力不足﹑在淡季期間產能過剩﹐所以豐田在淡季進行促銷活動﹐以平衡生產量之波動﹐謂之平準化。

所謂平準化﹐除了主動配合客戶以降低需求之波動﹐也在製程中建立必要的超市庫存﹐以平衡製程間週期時間﹑換模(或換線)時間的差異﹐此處所謂的超市庫存與一般的庫存或暫存庫不同﹐超市庫存有自動補充之機制﹐庫存建立之時即定義其庫存之上下限﹐低於下限即自動生產加以補充﹐達到上限就停線(或換線)生產他種產品。

超市庫存的管理機制﹐在水準的下限自動補充﹑上限自動停工﹐乃依賴所謂的看板系統(Kanban System)自動管理。

5S

所謂5S是整理工作環境的五個階段﹐我們在此強調其階段性﹐因為5S之導入是有先後次序的﹐依序說明如下:

  1. Seiri整理:所謂整理﹐是將工作有用的與無用的東西分開﹐清除無用的東西﹐只將有用的東西留在工作現場。
  2. Seton整頓:將有用的東西規劃定位﹐使所有工具都有固定位置取放﹐易於取用。
  3. Seiso清掃:將環境清掃乾淨﹐例如工廠中的粉塵﹑切削屑等都要清掃乾淨。
  4. Seiketsu清潔:養成環境﹐保持工作環境的整潔﹐改善職場環境。
  5. Shitsuke躾:教養﹐從身邊做起﹐講究修身﹐同時要求下屬或晚輩﹐對於不對的事提出修正﹐確實盡到教養的責任。

5S 之後又有人加上 Safety 或 Smile , Service稱為6S﹐不過這些還未有很一致的共識!

參考資料:

大野耐一的現場經營 中衛發展中心

價值溪流(value stream)

價值溪流(Value Stream):乃之一連串必須之活動﹐以設計﹑製造﹑提供產品給客戶﹐始於觀念之形成到產品量產﹐始於訂單到產品交運﹐始於原料到產品﹐透過對此流程之嚴格檢視﹐吾人可以找出無價值的活動﹐找出企業活動的浪費﹐作出改善行動!

參考資料:Lean Thinking, 中譯本 精實革命 (鍾漢清譯)

Shadowbox Kitting

Kitting: 發料作業

Shadowbox Kitting:是一種成套發料的做法﹐將一套成品所需用的零件放在成套的容器類﹐每個零件在容器中有特定的位置﹐發料遺漏任何零件時容易被發覺﹐組裝線遺漏零件未組裝也很容易被發現﹐通常使用在彈性生產線﹐因為作業人員換線頻繁﹐透過此工具可以減少作業疏失。

 

有些特殊作業因為換線後使用的工具大不相同﹐其發料作業包括工具配發﹐此時工具箱也可以使用此ShawdowBoxkitting之觀念!

物料員(water spider)

water spider ( 水澄まし,みずしまし)是精實系統對物料員的專有稱呼!一般物料員只被動的負責收發料﹐精實系統對物料員有不同的期望﹐它希望此物料員不只對物料熟悉﹐也希望他能對製程﹑設備﹑治具等都熟悉﹐所以可以給生產線最適切的支援﹐使生產線的員工可以專注於有附加價值的作業上(Value-addedoperation)。waterspider實際負責的工作﹐除了將物料送上線之外﹐也包括治工具之支援﹑空物料箱之回收﹑製造看板之回送等作業。

參考資料:http://www.gembapantarei.com/2006/11/water_spider_whats_in_a_name.html

豐田綱領(Toyota 5 main principles)

  • Always be faithful to your duties, thereby contributing to theCompanyandtotheoverallgood.
  • Always be studious and creative, striving to stay ahead of the times.
  • Always be practical and avoid frivolousness.
  • Always strive to build a homelike atmosphere atworkthatiswarmandfriendly.
  • Always have respect for God, and remember to be grateful at all times.

源流檢查(Source Inspection)

所謂源流檢查(Source Inspection)為新鄉重夫(Shigeo Shingo)所創見。他認為與其檢查產品或是半成品是否不良﹐不如就發生不良之根本原因(root cause)進行檢查﹐使不良品根本不會產生﹐這就是所謂源流檢查的基本想法。源流檢查若能與防誤法結合﹐則導入之效益將大增。

 

參考資料:Shigeo Shingo, Zero Quality Control: Source Inspection and the Poka-yoke System

The Toyota Way 2001

The Toyota Way 是近年來談論豐田之道的佳作﹐也是暢銷書﹐書中提到豐田的十四項原則。

2001年時﹐Toyota也提出他們自己的 The Toyota Way﹐相對要簡單許多﹐參見如付的資料。

The Toyota Way 2001

Toyota has established a common set of values, beliefs and business methods acting as the lifeblood of the company. Collectively they are known as “The Toyota Way”

“The Toyota Way” was explained in 2001, in order to share the methods of Toyota to achieve its business goals, with all Toyota members all over the World and to establish the common culture.

TMMT has been following the Toyota Way since the beginning. Today, TMMT is one of the production bases of Toyota Europe and produces the high quality vehicles with competitive cost under Toyota Way guidance.

There are two main pillars of Toyota Way,

  1. Continuous improvement
  2. Respect for people

1- Continuous Improvement:We are never satisfied with where we are and always improve our business by putting forth our best ideas and effort.

1.1 Challenge:We form a long term vision, meeting challenges with courage and creativity to realize our dreams.

1.2 Kaizen:We improve our business operations continuously, always driving for innovation and evolution.

1.3 Genchi Genbutsu:We go to the source to find the facts to make correct decisions, build consensus and achieve goals.

2- Respect for people:Toyota respects community, its members and its stakeholders.

2.1 Respect:We respect others, make every effort to understand each other, take responsibility and do our best to build mutual trust

2.2 Teamwork:We stimulate personal and professional growth, share the opportunities of development and maximize individual and team performance.

Toyota A3 Report

Toyota A3 Report 是豐田內部的溝通工具﹐將所有資訊簡潔的表達在一張A3報告上﹐取代冗長的書面報告﹐讓報告者可以用五分鐘清楚傳達報告者要傳達的訊息。又稱為A3 Story。

 A3 Report依照改善計畫的不同階段﹐可細分為下列幾種:

  • 建議報告(Proposal Story):
  • 現況報告(Status Story):
  • 結論報告(Completion Story):

附圖如下為其通用格式﹐但為了方便使用﹐板主已經將其改為A4格式

 

(請點選圖面即可放大)

註:在此(http://www.lean.org/GRTD_A3_strategy.pdf)可下載稱為A3 Strategy之表格

 

 

JidoKa, 自働化, Autonomation

Jidoka, 自働化, Autonomation:是豐田製造系統(Toyota Production System, TPS的兩大支柱之一(另一支柱是 JIT, Just In Time)

這個自『働』化與一般的自動化(Automation)不同﹐它的動加了人字旁﹐加了人工的智慧﹐不但會自動生產所需要的零件﹐也會在發現品質問題時自動停止。豐田式自働化的構想﹐源自於豐田創辦人豐田佐吉先生。豐田先生所發明的自働化織布機﹐只要線斷或線用完﹐機器就會自動停止﹐不會製造出不良品來。引申到一般的生產線自主管理﹐生產線不但會生產所需的產品﹐也會在發現問題的時候自動停止﹐這才是豐田所謂的自働化!

自働停止生產線的要義﹐在於創造一精實系統(Lean System)﹐使問題自動浮現﹐並且啟動系統的支援機制﹐將問題在短時間內解決﹐如此生產系統才能有效地持續運作。

這個自働化的概念﹐最後發展成豐田『有問題就停線』的品質觀念﹐也就是第一次就將品質作對﹐而不是事後修補的觀念﹐是豐田高品質與高效率的重要根基。

相關資訊:JIT, Just In Time

Just In Time, JIT 及時生產

所謂Just In Time 及時生產﹐乃在客戶(包括內部客戶)需要的時間﹑需要的地點﹐將需要的數量生產出來﹐是豐田製造系統(Toyota Production System, TPS的兩大支柱之一(另一支柱是 Jidoka, 自働化)

此一生產系統乃豐田於二次大戰後﹐在資源貧乏的日本所發展出來的製造系統﹐強調無庫存的生產﹐又因為無庫存生產﹐生產線必須具備快速換線與迅速解決問題的能力﹐否則將對客戶造成衝擊﹐這樣一個臥薪嘗膽式的經營方式﹐使JIT成為極為有效的製造系統。

相關資訊:Jidoka, 自働化

參考資料:豐田生產方式 (中衛發展中心)

萬能工 (Replacement worker)

萬能工 (replacement worker):主要使用於輸送帶生產線﹐當線上的員工請假﹐或短時間離開生產線時,此通才的萬能代工可以隨時遞捕,讓生產線之運作保持順暢。

關於萬能工之編制人數﹐大約3~5%﹐沒有一定的標準﹐與公司的人力狀況有關﹐例如有些公司的作業人員年資以一至三年為主﹐則其法定之特些假期約為工作時間的 3~5%﹐若作業人員之平均年資超過五年﹐則萬能工之編制必須適度增加﹐當然也有以不休假獎金來降低萬能工需求之的做法﹐必須因地制宜!

萬能工亦作 floater (The Toyota Way Field Book)

CCC21

CCC21 是Construction of Cost Competitiveness for the 21st Century計畫的簡稱﹐或可稱為廿一世紀成本競爭力建構計畫。為因應低勞力成本國家的挑戰﹐Toyota在2000提出此一CCC21計畫﹐針對新的產品﹐目標是三年內降低零件成本30%。

CCC21計畫針對170件主零件(涵蓋90%的零件採購成本)﹐與供應商合作降低成本﹐當時此計畫由後來(2005年)成為社長的渡邊捷昭領導﹐在2000~2005年間﹐CCC21成功削減100億美元採購成本!

參考資料:

  1. Toyota世界最強製造業的經營戰略解析 台灣日本綜合研究所副所長  林武雄
  2. A “China Price” For Toyota Business Week
  3. An Interview with the President (Toyota 2003 Annual Report)

 

Kanban Square 看板方格

看板方格 (Kanban Square):在兩工程間的暫存空間﹐繪製暫存方格﹐藉以控制暫存量的數量。看板方格中有空位﹐才允許前工程生產﹐看板方格填滿意味前工程必須停止生產。

如下圖﹐兩工作站間的兩個方格﹐就是看板方格 (Kanban Square) ﹐亦稱為無卡看板 (Kanban System without Cards)

參考資料:

ECRS 改善思考 7/26 增補

ECRS (Eliminate, Combine, Rearrange, Simplify) 泛指改善的四大思考方向:

  • Eliminate: 取消不必要的作業或動作
  • Combine: 合併必要的作業或動作
  • Rearrange:將現行作業或動作重排
  • Simplify:簡化作業與動作

實際上﹐改善是永無止境﹐可以不斷的進行週而復始的ECRS循環﹐如下圖所示。

Toyota production system 豐田生產系統 II

台灣豐田體系『國瑞汽車』前總經理原田﹐在今年中衛中心所辦講習中﹐利用一句話來說明豐田製造系統流動生產線﹐極為生動!

所謂流動生產線﹐乃物料以販賣的速度﹐在流動中改變其形狀!圖為原田前總經理所使用之投影片。

Line balancing 生產線平衡 7/29 更新補充

所謂生產線平衡(line balance, line balancing)﹐是指將生產作業適當分割成許多小單元﹐再依序將各小單元分配到生產線的各個工作站上﹐且讓各個工作站的作業時間約略相等。生產線之分割與平衡﹐通常使用於流動生產線上。

進行生產線平衡的目的在於 :

  1. 將生產作業分成可管理的群組以分配到工作站中
  2. 減少作業人員的等待﹐極大化生產效率, 以得最大產能
  3. 設定生產線的工作標準, 如人力,線速和產能等生產參數

相關連結與字詞:

1. 平衡效率

Balance efficiency 平衡效率 (更新a 7/29/2007)

生產線的平衡效率(balance efficiency)﹐是用來量度一個生產流程內各工作站負荷是否平均的一種指標.﹐通常85%的生產線平衡效率是合理的要求。

一般而言,平衡效率愈高代表生產流程內各工作站的負荷愈平均,也就是說,各工作站彼此的作業時間差距是較小的﹐作業員之間相互等待所造成的損失也較小。

平衡效率的計算式如下

平衡效率 = 各工作站作業時間總和/ (工作站數*週期時間)

其中週期時間 = 工作站中作業時間最長者

下圖顯示了兩張平衡時間示意圖﹐左圖的生產線因為D站的作業時間過長﹐使整條生產線的週期時間變長﹐右圖生產線的平衡效率遠高於左圖﹐生產線的週期時間大幅降低!

 

平衡效率高代表人力和設備使用效率佳,如何增加平衡效率。一般而言,提高生產線的平衡之方法有下列數種:

  1. 透過ECRS改善(作業刪除﹑合併﹑重排與簡化等)﹐將各工作站作業再進行分解和重組,以平均各工作站負荷。
  2. 對於改善後的生產線﹐可以適才適所的分派人員﹐例如作業速度較快的作業人員到瓶頸站﹐作業能力較弱的人員到作業時間較短的工作站﹐藉此降低生產線的週期時間﹐提高生產線的平衡效率。

相關連結:

  1. ECRS
  2. Line Balance