新型生产系统.ppt

第十三讲：新型生产系统物流控制NewProductionSystems,第十三讲新型生产系统(NewProductionSystems),准时生产系统（(Just-in-TimeProductionSystems)同步制造与约束理论(SynchronousManufacturingandtheTheoryofConstraints)*大规模定制（MassCustomization）,第一节准时生产系统(Just-in-TimeProductionSystems),准时生产的思想或理念准时生产的目标与手段准时生产的主要内容,准时生产（JIT）的思想或理念,准时生产方式（Just-in-time，JIT）：“在需要的时候，按需要的量，生产或运送所需要的产品”。不提前，也不滞后；不多，也不少；不生产或运送现在不需要的产品。丰田生产方式20世纪50年代，日本丰田汽车公司。,关于企业和生产管理的新理念，贯穿于从产品的设计到售后服务的全过程，而不仅仅是一种生产管理的技术和方法。追求一种具有“零库存”、“零缺陷”、“零故障”等的“理想生产方式”。,准时生产（JIT）的实质,JIT作为一种具体的生产方式,使用最少的库存进行生产（productionusingminimalinventories）原材料（rawmaterials）在制品（workinprocess,and）成品（finishedgoods.）零部件“准时”到达下一个工作地。（Partsarriveatthenextworkstationjustintime.）,准时生产方式目标和手段,从生产的角度看，准时生产方式的基本目标是降低成本。强调：通过“彻底消除浪费”来实现成本的根本降低。“浪费”：一切不带来任何附加价值的因素，或仅使成本增加的因素。,浪费（Waste，Muda）,(1)过量生产的浪费（Wastefromoverproduction）(2)等待时间的浪费（Wasteofwaitingtime）(3)运输的浪费（Transportationwaste）(4)库存的浪费（Inventorywaste）(5)加工的浪费（Processingwaste）(6)动作的浪费（Wasteofmotion）(7)产品缺陷的浪费（Wastefromproductdefects）,“库存是生产与运作管理的罪恶之源”(Inventoryistherootofoperationsmanagementevil.),消除“浪费”的关键在于识别它们。这些因素常常隐藏着，有些因人们习以为常，而不被注意，有些还隐藏得很深。库存是一种闲置的资源，是一种浪费，同时由于它具有一定的“缓冲”或“保险”作用，而将导致它产生的一些相关问题隐藏下来，得不到解决。尤其是当各种问题经常出现时，将库存用作主要的“解决问题的方法”，不仅会导致库存量的剧增，而且还致使这些问题长期积累下来得不到解决。,库存掩盖问题（InventoryHidesProblems）,减少库存暴露问题解决问题,持续地、彻底地改进生产系统！,准时生产的主要内容,1、生产均衡化2、小批量生产3、减少转换时间4、看板拉系统5、柔性作业人数6、源质量7、供应商关系,生产均衡化（ProductionSmoothing）,尽可能地缩小产品种类和产量的分散程度，每日均衡地生产所需的各种产品。在短时间内混杂生产多种产品，能正好满足当时发生的需求，又能使各种生产环节负荷均衡。所以，在准时生产方式中，生产均衡化既是使生产适应需求变化的手段，也是充分利用生产资源的手段。,基于产出率的进度计划,实现生产均衡化，需要采用一种基于产出率（平均每日产出量）的进度计划，而放弃过去已为人们所熟悉的基于产出量（如月、周产出量等）的进度计划。在一周内（5天），若需求A产品15台、B产品25台、C产品10台，则每天需求或生产3台A、5台B、2台C。,小批量生产（SmallBatch）,生产均衡化自然要求实现各种产品的小批量生产。小批量有如下好处：（1）生产系统有足够高的柔性；（2）系统中的在制品库存较少；（3）发生质量问题时，检验和返工的成本较少；（4）发生质量问题时，准确地找出原因，及时排除；（5）较易平衡作业任务，增强生产的可行性；（6）在实施产品改进之前有较少的要处理的库存。,大批量与小批量,传统生产方式（大批量）：15A25B10C准时生产方式（小批量）：3A5B2C3A5B2C3A5B2C3A5B2C3A5B2C,减少转换时间（ReduceSetupTime）,转换时间（Setuptime）导致生产过程时间的延长，对产品却不增加任何价值，是一种“浪费”。而且，转换时间对系统的柔性有负作用，它直接导致了一定大小的批量。小批量生产、供应和搬运需要频繁的转换活动。由经济订购批量（EOQ）公式可知，一次转换的时间或费用越低，经济的批量才能越小。,转换时间越少，经济批量越小,减少转换时间的方法,对转换所用工具、设备、程序、方法等进行改进，使转换和调整工作简单化、标准化。对工人进行培训，提高工人的技能和熟练程度。设计通用、标准零部件。应用成组技术(grouptechnology)，减少不同产品之间的转换。,看板拉系统（Kanban-PullSystem）,需求拉动（Demandpull）逆流（Backflush）,“推（Push）系统”与“拉（Pull）系统”,看板（Kanban，Card）,拉系统的实质是物流由“下一环节的需要”来指挥。这种需要可以多种形式来传达：呼叫、亮灯、变换颜色、计算机终端显示、卡片、容器等，“看板”。看板是移动或加工零部件的指令。在看板系统中，任何生产环节，如果没有接受到任何这种性质的“需求信号“，就不能移动或加工任何零部件。,看板需要量（theNumberofKanbansNeeded),建立看板系统要求确定需要的看板（容器）数量。（Settingupakanbansystemrequiresdeterminingthenumberofkanbans(orcontainers)needed.）每个容器代表最小的生产批量。（Eachcontainerrepresentstheminimumproductionlotsize.）准确估计生产一个容器的产品所需的提前期是确定看板需要量的一个关键。（Anaccurateestimateoftheleadtimerequiredtoproduceacontaineriskeytodetermininghowmanykanbansarerequired.）,看板数量(TheNumberofKanbanCardSets),k=看板数量（Numberofkanbancardsets）d=一段时间内的平均需要量（Averagenumberofunitsdemandedoversometimeperiod）L=补充一次订货的提前期（与需求的时间单位相同）（leadtimetoreplenishanorder(sameunitsoftimeasdemand)）S=保险库存量，用提前期内的需要量的百分比表示（Safetystockexpressedasapercentageofdemandduringleadtime）C=容器的容量（Containersize）,看板数量：例（Example）,开关装配区装配一种开关件，批量为4，由上游装配区交付装配件，完成后以一种特殊容器交付给下游控制面板装配作业。控制面板装配区每小时需要5个开关件。开关装配区2小时可生产一容器的开关件。保险库存确定为所需库存的10%。,总是向上近似Alwaysroundup!,看板数量：例（Example）,柔性作业人数,准时生产方式要求：当需求变动时，生产负荷也及时相应变动。那么，生产现场的作业人数也应相应增减。前提条件：（1）适当的设施或设备布置U型布置；（2）训练有素、多技能的作业者多面手；（3）经常检查、定期修改标准作业组合。,U型布置,U型布置使有关系的多个工作地设备紧密地集中在一个较小的空间范围内，可以减少承担多项作业的工人大量往返移动。能适应需求量或生产量的变化（周期时间或节拍的变化），灵活的增、减作业人数。在入口和出口位置，工人完成第一个作业和最后一个作业，使进入生产线的加工件数量等于退出该生产线的数量，不会形成多余的在制品库存。,基本的U型布置,联合U型布置,多面手,增减作业人数意味着周期时间（节拍）、作业内容、作业范围、作业组合、作业顺序等的变更。工人必须相应改变作业的内容。所以，实现柔性作业人数的一个必要条件是：工人必须具有多种技能，是“多面手”或“多能化工人”。“多面手”增强了系统的柔性。定期进行“工作轮换（Jobrotation）”，是培养多面手的重要方法。,源质量（QualityattheSource),准时生产方式强调“源质量”，“使每个工人承担其工作质量的责任。”自检（Self-inspection）：要求每个工人自己自动地“把事情做正确”、“如果不正确，就纠正”，既是正确的作业者，又是严格的检验员，从根源上保证每一个进入下一个环节、直到最终顾客的产品都是符合质量标准的。,自动检验（Automatedinspection）,防错法（Fail-safemethods）（Poka-Yoke)准时生产方式利用“自动化（Autonomation）”进行所谓的“自律缺陷控制（AutonomousDefectsControl）”，在线地对生产过程中出现的缺陷进行自动检查，及时发现质量问题。它可用于机器或人工操作。（1）检测缺陷和机器故障；（2）停止正条生产线。,停线授权（Line-stoppingempowerment）,在准时生产系统中，一旦出现质量问题，就要立即关闭生产过程，迅速查明原因，力求根本解决问题，使之不再发生。立即关闭生产过程，当时、就地解决问题是最好、最有效的方法。,供应商（Supplier）,不良质量的、不按时到达的、不够数量的外购物料会中断生产过程，造成浪费。到货检验本身以及为预防意外而建立的库存也是一种浪费。,伙伴关系（Partnership）,要求供应者实现小批量地、准时地、可靠地运送：采用准时生产方式，成为供需一体化准时生产方式的一部分“伙伴”。仅当供方数量很少时，才能建立起这种密切的、长期稳定的、高质量的伙伴关系。买方和卖方之间强调协作、利益共享，而不含“敌意”。就近寻找、开发供应厂家，缩短交货的提前期和不确定性，出现问题时能作出快速反应。,集成工厂网络（FocusedFactoryNetworks）,协作系统集成CoordinationSystemIntegration,实施JIT的效益,美国麻省理工学院的“国际汽车计划”，组织50多位专家，历时5年，耗资500万美元，对17个国家的90个汽车制造厂的调查表明，与传统生产方式相比，JIT：（）所需人力资源均能减至1/2；（）新产品开发周期可减至1/2或2/3；（）在制品库存可减至1/10；（）占用空间可减至1/2；（）成品库存可减至1/4；（）产品质量可提高3倍。,准时生产方式与传统生产方式的比较,第二节同步制造与约束理论(SynchronousManufacturingandtheTheoryofConstraints),企业的目标（TheGoalofthefirm）能力和物流的问题（Capacityandflowissues）高德拉特生产进度计划的原则（GoldrattsRulesofProductionScheduling),绩效度量：运作（PerformanceMeasurement：Operational）,1.产销率（Throughput）经销售系统赚钱的速率（therateatwhichmoneyisgeneratedbythesystemthroughsales）2.库存（Inventory）系统为销售而投入到采购物中的所有的钱（allthemoneythatthesystemhasinvestedinpurchasingthingsitintendstosell）3.运作费用（Operatingexpenses）为将库存转化为产出花费的所有的钱（allthemoneythatthesystemspendstoturninventoryintothroughput）,能力和物流的问题(Capacityandflowissues),能力（Capacity）可用于生产的时间（Availabletimeforproduction）瓶颈（Bottleneck）小于需求的能力（Capacityislessthandemandplacedonresource）非瓶颈（Nonbottleneck）大于需求的能力（Capacityisgreaterthandemandplacedonresource）受约束的能力资源（Capacity-constrainedresource(CCR)）接近需求的能力（Capacityisclosetodemandplacedonresource）,生产周期时间的构成（ComponentsofProductionCycleTime）,调整时间（Setuptime）资源为加工一种零件进行调整而导致的一个零件的等候时间（thetimethatapartspendswaitingforaresourcetobesetuptoworkonthissamepart）加工时间（Processtime）加工一个零件的时间（thetimethatthepartisbeingprocessed）排队时间（Queuetime）资源忙于加工其他零件而导致的一个零件的等候时间（thetimethatapartwaitsforaresourcewhiletheresourceisbusywithsomethingelse）,生产周期时间的构成（续）（ComponentsofProductionCycleTime）,等待时间（Waittime）不是因为资源而是因为其他零件未到无法装配而导致的一个零件的等候时间（thetimethatapartwaitsnotforaresourcebutforanotherpartsothattheycanbeassembledtogether）闲置时间（Idletime）未用的时间（theunusedtime）周期时间少于调整时间、加工时间、排队时间和等待时间的和（thecycletimelessthesumofthesetuptime,processingtime,queuetime,andwaittime）,节省时间（SavingTime）,瓶颈Bottleneck,在每个过程节省时间的结果如何？（Whataretheconsequencesofsavingtimeateachprocess?）,鼓，缓冲器，绳子（Drum,Buffer,Rope）,高德拉特生产进度计划的原则(GoldrattsRulesofProductionScheduling),基本思想具体体现在九条原则上。这九条原则是实施同步制造的基石。有关生产计划与控制的算法和软件，就是按照这九条原则提出和开发的。这些原则也可以直接用于指导实际的生产管理活动。,原则1,原则1：平衡物流，而不是平衡生产能力(Donotbalancecapacitybalancetheflow.)在企业内部平衡物流，平衡能力实际是做不到的。统计波动（StatisticalFluctuation）是绝对的；相关事件（DependentEvents）是客观现实。所谓物流平衡就是使各个环节都与瓶颈资源同步。,原则2：,原则2：非瓶颈资源的利用程度不是由它们自己的潜力决定的，而是由系统的约束决定的。(Thelevelofutilizationofanonbottleneckresourceisnotdeterminedbyitsownpotentialbutbysomeotherconstraintinthesystem.)系统的约束就是瓶颈。因为系统的产出是由所能经过瓶颈的量决定的，即瓶颈限制了产销量。而非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销量，而且会使库存和运行费增加。,原则3,原则3：资源的“利用”和“活力”不是同义词。(Utilizationandactivationofaresourcearenotthesame.)“利用”（Utilization）：指资源应该利用的程度“活力”（Activation）：指资源能够利用的程度“利用”注重的是有效性，而“活力”注重的则是能行性，从平衡物流的角度出发，应允许在非关键资源上适当的闲置时间。,原则4,原则4：瓶颈上一个小时的损失则是整个系统的一个小时的损失。(Anhourlostatabottleneckisanhourlostfortheentiresystem.)瓶颈控制了产销率，在瓶颈上中断一个小时，是没有附加的生产能力来补充的。瓶颈必需保持100“利用”，增大其产出。,对瓶颈采取特别的保护措施,对瓶颈采取特别的保护措施，不使其因管理不善而中断或等工：减少调整准备时间和频率，瓶颈上的批量应尽可能大；实行午餐和工修连续工作制，减少状态调整所需的时间损失；加工前注重质量检查；利用缓冲器等。,原则5,原则5：非瓶颈获得的一个小时是毫无意义的。(Anhoursavedatanonbottleneckisamirage.)在非瓶颈资源上的生产时间除了加工时间和调整准备时间之外，还有闲置时间，节约一个小时的调整准备时间并不能增加产销率，而只能增加一个小时的闲置时间。相反，可以进一步减少其加工批量，加大批次，降低在制品库存和生产提前期。,原则6,原则6：瓶颈控制了库存和产销率。(Bottlenecksgovernboththroughputandinventoryinthesystem.)产销率指的是单位时间内生产出来并销售出去的量，所以，很明显它由瓶颈控制。如果瓶颈存在于企业内部，表明企业的生产能力不足，相应的产销率也受到限制；如果市场需求是瓶颈，即使企业能多生产，产销率也不能增加，只会