汽车制造业的准化生产

汽车制造业的准化生产

现代生产和运营管理体系广泛应用于制造业和服务领域。生产运营管理体系主要包括管理系统（项目管理）、材料需求计划（mrp）、质量综合管理（tqc）、规划管理（规划管理）、库存控制（内部控制）、可信生产时间（jt）、标准操作（标准操作）、供应链管理等。生产与运作管理的目标是:在需要的时候,以适宜的价格,向顾客提供具有适当质量的产品及服务。为了最大限度地满足生产与运作管理的目标,必须采用与之相适应的生产方式,即准时化生产。本文主要介绍准时化生产(以下简称JIT)的核心思想及实施方案。1大批量生产方式制造业生产方式的演变,在汽车行业的发展过程中有明显的表现。在19世纪,以法国P&L公司(PanhardLevassor)为代表的汽车行业普遍采用手工生产方式,此方式极大地阻碍了汽车制造业的进一步发展。直到20世纪初,美国福特汽车公司的创始人亨利·福特(HenryFord)创立了以零部件互换原理、作业单纯化原理以及移动装配法为代表的大批量生产方式,引起了制造业的一次根本性变革,由此揭开了现代化大生产的序幕。大批量生产方式有其显著特点,即设计规范,设备专用,人编制扩大,对人员水平要求下降,大批量生产,成本低,零件返修增多。后来,通用汽车公司总裁阿尔佛莱德·斯隆(AlfredSloan)也通过推行多品牌市场战略,改善公司组织结构等手段推行大批量生产,从而与福特公司一起成为美国汽车市场的两大巨头。到了20世纪后半期,不仅美国,不仅汽车市场,整个时代进入了一个市场需求多样化的新阶段,而且对质量的要求亦越来越高,随之给制造业提出了新课题,即是如何有效地组织多品种中小批量生产,否则,生产过剩所引起的不只是设备、人员、库存费用的一系列浪费,而且影响到企业的竞争能力以至生存。二战后的日本以丰田(TOYOTA)公司为代表的汽车行业考虑到当时日本国内的市场环境、劳动力状况、战后资金短缺等原因,同时考虑到国际市场的变化,从一开始的技术、设备引进阶段,就没有完全照搬美国的汽车生产方式。丰田公司通过20多年的实践,形成了以JIT为核心的“丰田生产方式”,即TPS(TOYOTAProductionSystem)。2生产控制目标JIT是一种既能兼备手工生产及大批量生产二者的优点,又能克服二者缺点的高质量、低成本、并富有柔性的新的生产方式。作为一种生产管理技术,JIT是一种手段和方法的集合,并且这些手段和方法都是从各个方面来实现其最终目标的。JIT的最终目标即企业的生产经营目标是:最大限度地获得利润。为了实现这个最终目标,“降低成本”就称为基本目标。而在中小批量生产中,不可能像大批量生产方式那样通过增加生产批量的方法来降低成本,因此JIT力图通过“彻底消除浪费”的方法来实现这一目标。如图1所示,在JIT中,用以降低生产成本所消除的浪费形式与传统的管理观念有很大不同。例如在传统的生产方式中,超额制造和提前生产都是值得表扬的,而在JIT中只能是浪费。另外,JIT不允许有任何形式的库存,追求零库存的目标,包括安全库存。找到了浪费存在的形式,便找到了用于消除浪费的方法。在生产经营的构造体系中,包含了7种生产控制理念用于消除不同形式的浪费(图2)。由图3可以看出,JIT的核心思想是:在需要的时候,按需要的数量生产所需要的产品。3管理理念更符合企业管理的目标JIT生产过程不要求进行大批量生产,也不要求重复生产同种零件。同时,要保证JIT的顺利有效实施,企业必须具备一定的前提条件。(1)员工参与是JIT能否有效实施的重要条件,只有把调动人的积极性、创造性放在首位,提倡以人为本的管理理念,同时对员工提供具体而有效的培训,才能更好地实施JIT生产。(2)工业工程/基础要求企业具备良好的工艺秩序、完整的工艺规程、运行效率良好的设备及工装合理的生产现场。(3)JIT追求“零缺陷、零库存、零故障、零调整”的理想境界,因此任何环节都是可以改进的,任何改进都是不应满足的。(4)JIT和全面质量管理(TQC)无论在理论上还是在实践中都已经紧密地结合在一起了。TQC是将质量要求加入到过程运作的实践中,不是通过检查来确认质量,而是通过统计质量管理方法和对员工的培训来保证质量,因此,检验工作可以减少到只对第一个和最后一个生产单元。如果这些单元都非常好的话,则可以假定这些单元间的其他产品也同样好。因此,企业能获得如图4所示的高质量和高生产效率。4活地适应市场的需求变化对于企业来说,各种产品的产量必须能够灵活地适应市场的需求变化,即适时适量生产。适时适量的生产管理,与传统的生产加库存的观念截然不同。其保证生产的具体方法如下。4.1生产的同步化生产同步化,又称拉动式生产(PullSystem),是指在生产系统之内,后工序拉动前工序的生产运作方式。即工序间不设置仓库,前一工序的加工结束后,使其立即转到下一工序去,装配线与机加工几乎平行进行,产品被一件一件、连续地生产出来。生产同步化通过“后工序领取”的方法来实现。制造工序的最后一道,即总装配线称为生产的出发点,生产计划只下达给总装配线,以装配为起点,在需要的时候,向前工序领取必要的工件,而前工序提供该工件后,为了补充取走的量,必然会向更前一道工序去领取所需的零部件。这样一层一层向前一工序领取,直至4.2生产批量最小生产批量最小化更是对传统大批量生产的挑战,在JIT中,要求生产批量尽可能减小,直至最小,同时要求供应商减小供应批量,增加供应次数,以保持小批量规模和低库存,实现过渡时间最小化。生产批量最小化的理想状态为单件流(OnePieceFlow),即生产批量为1。这是将原材料转化为最终成品的最快方法。在生产线上所有工序中流动量最小,工序间为“零库存”。采用传统的工艺方式,各个工序相互独立,各工序操作者在加工出来的产品积累到一定数量后运送到下道工序去继续加工。而单件流工艺则要求各工序同步进行,产品单件生产,单件流动。如图6所示,要完成100个零件,每个零件每道工序需要1s,共3道工序的示例中,传统工艺需要300s,而单件流工艺只需102s。4.3生产计划管理(LevelSchedule)生产均衡化是实现适时适量生产的前提条件。所谓生产均衡化,是指总装配线在向前一工序领取零部件时,应均衡地使用各种零部件,混合生产各种产品。为此在制定生产计划时必须加以考虑,然后将其体现于产品投产顺序计划中。在制造阶段,均衡化通过专用设备通用化和制定标准作业来实现。所谓专用设备通用化,是指在专用设备上增加一些工装夹具等,使之能够加工多种不同的产品。所谓标准作业是指将作业节拍内一个作业人员所应担当的一系列作业内容标准化。生产均衡化同时意味着均衡车间的生产负荷。因为当总装线上发生变化时,这种变化就在整条生产线上和供应链上被放大了。消除该问题的唯一办法是建立固定的月生产计划,使生产率固定,从而尽可能减少变化和调整。4.4应部件生态设计为了保证适时适量生产,必须优化和理顺整个JIT的物流过程,看板管理便能满足这一要求。在JIT中,看板卡片意味着“口令”或“指令”。在无纸控制系统中,可以使用容器代替卡片。卡片或容器组成了看板拉动系统。生产或供应部件的权力来自下游操作的需求拉动。图7显示了一条装配线,该装配线由一个加工中心供应零件。该加工中心生产A和B两种零件,这两种零件存储在装配线与加工中心的缓存区(Buffer)的容器内,每个容器中有一个搬运看板,每个靠近加工中心的容器中有一个生产看板,这就是通常所说的两看板系统。当装配线从一个装满第一种零件A的容器中取走零件时,就有一个工人从容器中取走搬运看板,同时放入生产看板,并将该容器送到加工中心缓存区内。加工中心的工人发现了零件A的容器,便取走生产看板,装满零件A,并放入搬运看板,这时就允许该容器被移送到装配线。取出的生产看板放在加工中心的工具架上,准许另一批原料投入生产。工具架上的看板称为加工中心的分配表。5日本东北部roin丰田公司推行JIT的几十年间,日本的汽车行业发生了根本性的变化。1980年,日本汽车产量超过美国,达到1100万辆,加之世界石油危机,日本高质量、低成本、低油耗的汽车打入美国市场,给美国汽车业造成了很大的冲击。1985～1990年,美国麻省理工学院(MIT)组织了50多位专家成立研究小组,考察15个国家90个汽车厂,耗时5年,耗资500万美元,全面研究了以JIT为代表的日本丰田生产方式及其他大批量生产方式。1990年推出《改变世界的机器》(TheMachineThatChangedtheWorld)一书,提出了更加完整的生产经营理论——精益生产方式(Lean