精益生产

精益生产

教学重点：

1．LP的基本思想和原理。

2．LP的主要特征。

3．JIT及看板管理。

讨论：

1．从精良生产的出现看制造业的技术创新

    （要敢于否定、要有自己的特色、跨越式的思维方式）

2．基于JIT约束的车间调度问题。

3．基于JIT约束的制造系统决策问题。

授课内容：                                      

一．LP的起源：

1．一战后美国福特公司的大规模批量生产方式。（这是问题的导入点，具有故事性）

2．二战后日本制造业的争论及思考，日本通产省的合并建议。丰田、日产的拒绝。

   3．丰田方式的出现（板金件冲模装置的改造、改变劳资关系、发现问题及时修改）

二．LP的基本思想：

　　1. 精益生产的定义

　　精益生产的实践由日本人开始到现在已有半个世纪的时间，但把它提高到理论上来研究则仅仅是最近几年的事。麻雀理工学院的教授们把这种生产方式称为“精益生产”（Lean Production），但在论述精益生产的经典著作《改变世界的机器》一书中，却未见给出精益生产的确切定义；此处我们引用北京航空航天大学杨光京教授给精益生产下的定义：

　　“精益生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好的结果”。

 2. 精益生产与大批大量生产方式的比较

　　精益生产和大批大量生产各自的优缺点已经在上节介绍过，这里我们给出比较系统的比较，如表所示。

 精益生产与大批大量生产方式的比较

三．LP的主要特征

　　在《改变世界的机器》一书中，精益生产的归纳者们从五个方面论述了精益生产企业的特征。这五个方面是：工厂组织、产品设计、供货环节、顾客和企业管理。归纳起来，精益生产的主要特征为：对外以用户为“上帝”，对内以“人”为中心，在组织机构上以“精简”为手段，在工作方法上采用“Team Work”和“并行设计”，在供货方式上采用“JIT”方式，在最终目标方面为“零缺陷”。

1）以用户为“上帝” 产品面向用户，与用户保持密切联系，将用户纳入产品开发过程，以多变的产品，尽可能短的交货期来满足用户的需求，真正体现用户是“上帝”的精神。不仅要向用户提供周到的服务，而且要洞悉用户的思想和要求，才能生产出适销对路的产品。产品的适销性、适宜的价格、优良的质量、快的交货速度、优质的服务是面向用户的基本内容。

2）以“人”为中心人是企业一切活动的主体，应以人为中心，大力推行独立自主的小组化工作方式。充分发挥一线职工的积极性和创造性，使他们积极为改进产品的质量献计献策，使一线工人真正成为“零缺陷”生产的主力军。为此，企业对职工进行爱厂如家的教育，并从制度上保证职工的利益与企业的利益挂钩。应下放部分权力，使人人有权、有责任、有义务随时解决碰到的问题。还要满足人们学习新知识和实现自我价值的愿望，形成独特的，具有竞争意识的企业文化。

3）以“精简”为手段在组织机构方面实行精简化，去掉一切多余的环节和人员。实现纵向减少层次，横向打破部门壁垒，将层次细分工，管理模式转化为分布式平行网络的管理结构。在生产过程中，采用先进的柔性加工设备，减少非直接生产工人的数量，使每个工人都真正对产品实现增值。另外，采用JIT和Kanban方式管理物流，大幅度减少甚至实现零库存，也减少了库存管理人员、设备和场所。此外，精益不仅仅是指减少生产过程的复杂性，还包括在减少产品复杂性的同时，提供多样化的产品。

4）Team Work和并行设计精益生产强调Team Work工作方式进行产品的并行设计。TeamWork（综合工作组）是指由企业备部门专业人员组成的多功能设计组，对产品的开发和生产具有很强的指导和集成能力。综合工作组全面负责一个产品型号的开发和生产，包括产品设计、工艺设计、编制预算、材料购置、生产准备及投产等工作。并根据实际情况调整原有的设计和计划。综合工作组是企业集成各方面人才的一种组织形式。

5）JIT供货方式 JIT工作方式可以保证最小的库存和最少在制品数。为了实现这种供货方式，应与供货商建立起良好的合作关系，相互信任，相互支持，利益共沾。

6）“零缺陷”工作目标精益生产所追求的目标不是“尽可能好一些”，而是“零缺陷”。即最低的成本、最好的质量、无废品、零库存与产品的多样性。当然，这样的境界只是一种理想境界，但应无止境地去追求这一目标，才会使企业永远保持进步，永远走在他人的前头。

四．精益生产的体系构成

如果把精益生产体系看作一幢大厦，它的基础就是在计算机网络支持下的、以小组方式工作的并行工作方式。在此基础上的三根支柱就是：

1）全面质量管理，它是保证产品质量，达到零缺陷目标的主要措施；

2）准时生产和零库存，它是缩短生产周期和降低生产成本的主要方法；

3）成组技术，这是实现多品种、按顾客定单组织生产、扩大批量、降低成本的技术基础。这幢大厦的屋顶就是精益生产体系，如图所示。

五．准时生产（JIT）的思想原理

精良生产从推动(push)方式变成拉取(pull)方式。

在实施精良生产方式以前，大多数企业的生产，都是根据企业生产计划，在现场按日程进度安排生产。但由于预测的误差，管理的失误，产生废次品以及为修复废次品多化了工时，设备故障造成的停工以及出勤情况的影响等，一般说难以严格按计划生产。

因此人们为了使后工序不致停工待料，总是要在前工序多生产一些产品(零件)，这就是由前向后“推动”的方式，可是有时又由于多生产了某一种零件，或遗漏了生产下一工序所需的另一种零件，这也是形成浪费的根源之一。

精良生产的思想则是“拉取”方式。后工序只在必要的时候到前工序领取必要的物品，而前工序也只生产要被取走的物品。扩而大之，不仅是车间内的工序间，而且是车间之间，供应商和生产广之间，协作厂与总装厂之间等等。

这就形成了所谓“准时生产”(just in time)的概念。

前些年，很多国家和地区致力于实施JIT，把它看作是一种新兴的管理运行模式，但实质上，它只是精良生产的一种必然结果，是贯彻精良生产思想后的一种表现，如果只从表面安排上来学习JIT，实际上是舍本求末，生产管理会有一定的进步，但不会有突出效果。

精良生产的拉取方式就是一切都从用户需要出发，最终产品是外部用户——顾客的需要，上一工序(或车间)的工作是内部用户——下一工序(或车间)的需要。

精良生产特别强调满足用户需要的时间，误期被认为是最坏的事。这里，“过迟”固然是耽误了用户的需要，很不好；还应认识，“过早”或者说生产过多，造成积压或浪费，也是一种不好。

在这样一种思想哲理的指导下，才产生了从原材料供应商，到协作厂配套零部件，到各个车间、班组之间互相提供的半成品，都需要不早不晚，在准确的时间、准确的地点、提供准确的数量和质量的物品、给准确地需要的人。

基于这样的原则，重新作出整个厂区各车间相对位置的配置，车间内各工序之间设施的布置等等，使得零部件生产和装配都能以最短途径和最高效率实现。

也基于这样的原则，在生产调度时，往往可以看到，从总体上说多品种的混流比一段时间集中只生产一个品种的产品流，更容易达到平衡生产，消除等待，提高所有人的效率。

六．看板管理系统

1．基本原理

   看板系统最原始的思想来白干美国的超级市场，超级市场的经理准备货物上架，主要依据顾客：要什么？什么时候要？要多少？这一做法用到生产上就可以降低库存和生产周期，提高生产率。后来形成一套完整的生产模式，其基本原则是：

(1)均衡生产(平衡调度表)，以达到各个时间单元之间零件数目的变化尽量少些。

(2)避免太复杂的信息和在工厂层的多级递阶控制系统。

(3)没有“看板”不要领取零件。

(4)每个阶段只领取所需要的零件。

(5)绝不要把有缺陷的零件送到下一工序。

(6)生产精确的下一工序所需领取的零件数量。

看板(kanban)是实现JIT的一种有效的管理手段和工具。要实现“拉取”方式的准时生产，就要由后工序向前工序来“拉”。因为后工序最了解“什么时候”、“需要多少、什么样的零部件”，这不同于刻板地按照生产计划来生产零部件，这就产生了“看板”。

后工序用看板到前工序去领取必要的零件，前工序只生产看板标明的数量。譬如一般体积不太大的零件总是用一个箱子或筐子在工序之间运送，后工序把空箱和下一次需要的数量、时间写在看板上，退回前工序，到时候就按看板定好的要求，到前工序取回零件筐。

“领取用的看板”可以是工序之间的领取，也可以是外协件的进货，这种看板要规定“由谁领”、“向谁领”、零件名称和编号(这就隐含了按设计图纸要求的规格尺寸等)、特征、数量等。对多数外协件进货的情况以及工序间相距较远的情况，就需要有搬运工作，搬搬运人员的看板还需要有取、放的地点，可能的包装形式等。

另一种类型的看板是“在制品看板”，包括工序内看板和信号看板，工序内看板是本工序的进程和向零件存放处换取零件用的，信号看板是对需要使用模具进行成型加工的批量生产而提供信息的。

总之，实施过程中有各种各样的情况与需要，所以各个工厂的具体做法可以多种多样，但最基本的精神在于只生产内、外用户所需的产品，又必须绝对保质保量按时完成。这样实际上每个工人是更紧张更主动．而将形形色色的浪费减到最小。

2．看板的功能

看板系统的主要目的是准时把物料传送给制造工作站，并把有关生产什么和生产多少的信息送到前置工序。为此看板应有下列功能：

(1)可见性功能——当看板与其零件一起移动时，信息流和物流是组合在一起的。

(2)生产功能——由后续工序发出的看板完成了一种生产控制功能，它提出了应生产的零件类型、时间和数量。

(3)库存功能——看板数实际上计量着库存量。因此，控制看板数就等效于控制库存量；或者说，增加(减少)看板数就对应于增加(减少)库存量，控制看板数要比控制库存量简单得多。

3．看板的种类

(1)基本看板：在主要的制造单元或生产准备区之间，从一个工序列另一工序来回移动的。

基本看板又有两类，一类叫“领取看板”(传送器看板)，它是由一个工序到其前置工序去时带过去的；另一类叫“生产看板”，是用来安排要被后续工序领走的那部分生产的。这两种看板通常都附属在装零件的容器上。

  (2)供应看板：从仓库或存储设施到制造设施传送的。

  (3)采购看板：从公司外面到收货区传送的。

  (4)转包看板：在转包单位间传送的。

  (5)辅助看板：可以有待快看板、紧急看板或有特种用途看板等形式。

4．看板操作的一般描述

对生产工序i来说，当零件要被处理时，从其下游工序i+1先要出现需求，生产看板就从容器中拿走，并被放到工序i的调度板上；来自工序i+l的领取看板则代替了容器中的生产看板，加工后容器连同领取看板一起，被送到工序i+1去进行下一步处理。

同时，在工序i，当有了一张生产看板和一个带领取看板的容器时，生产活动就发生了。

然后领取看板被生产看板所代替，并送回到工序i-1去启动在工序i-1的生产活动。这就形成了一个循环的生产链。

看板“拉”取(领取)零件，代替了从一个工序向另一个工序“推”出零件以满足在每个工序的需求。看板控制着产品的移动，看板数限制着产品流。假如后续工序不提出领取，则前置工序根本就不生产。因此不会制造过剩的物件。由此，利用在一个JIT系统中循环的看板(容器)数，有可能达到无库存生产(NSP)。

七．讨论：

   1．从精良生产的出现看制造业的技术创新（要敢于否定、要有自己的特色、跨越式的思维方式）

   2．基于JIT约束的车间调度问题。（思考）

   3．基于JIT约束的制造系统决策问题。（思考）

本章小结：

精良生产是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革，使生产系统能很快适应用户需求不断变化，并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简，最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好的结果。

准时生产（JIT）和看板系统是实现精良生产的核心管理手段。思想哲理是：在准确的时间、准确的地点、提供准确的数量和质量的物品、给准确地需要的人。

思考题：

1．精良生产的思想原理是什么？

2．JIT和看板管理的一般操作过程？

  3．基于JIT的车间物流调度应该怎样考虑？