基于價(jià)值流圖析VSM的豐田精益生產(chǎn)管理
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1 概述
價(jià)值流是當(dāng)前產(chǎn)品通過其基本生產(chǎn)過程所要求的全部活動(dòng)，在價(jià)值流中材料流、信息流并行流動(dòng)，形成一系列相互銜接的活動(dòng)，它使那些為服務(wù)和滿足顧客而進(jìn)行的彼此銜接的工作活動(dòng)成為一個(gè)不可分割的整體。
價(jià)值流圖析是從供應(yīng)商到顧客的整個(gè)生產(chǎn)過程，用一組特定的符號(hào)表示出現(xiàn)狀圖中的材料流和信息流，然后對(duì)關(guān)鍵的部分進(jìn)行優(yōu)化，通過拉動(dòng)和平順化流程畫出一個(gè)價(jià)值流的“未來狀態(tài)”作為改善的目標(biāo)，是價(jià)值流分析的主要工具。通過未來價(jià)值流狀態(tài)圖設(shè)計(jì)一個(gè)精益價(jià)值流，來盡量消除生產(chǎn)過程中的不增值活動(dòng)，從而降低成本，加快顧客的反應(yīng)速度，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
價(jià)值流圖析應(yīng)用的基本步驟為：選定產(chǎn)品系列，繪制價(jià)值流現(xiàn)狀圖，繪制可預(yù)期的價(jià)值流未來圖，最后制定相應(yīng)的工作計(jì)劃。很明顯，繪制整個(gè)的價(jià)值流現(xiàn)狀圖以及合理設(shè)置未來圖是設(shè)計(jì)精益物流的關(guān)鍵。
2 R企業(yè)價(jià)值流現(xiàn)狀分析
R企業(yè)是一個(gè)生產(chǎn)鋁合金鑄造件的汽車零配件制造企業(yè)，其產(chǎn)品根據(jù)不同的金屬含量和生產(chǎn)工藝，主要分為發(fā)動(dòng)機(jī)支架、支撐臂、和殼體類鑄造件三大類，三種產(chǎn)品所占比例基本相同。本文選擇發(fā)動(dòng)機(jī)支架作為所要研究的產(chǎn)品系列，發(fā)動(dòng)機(jī)支架主要包括不同的A和B兩種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)右下支架，兩種支架每月客戶的需求量分別是8000件和6000件。發(fā)動(dòng)機(jī)支架的生產(chǎn)流程為：熔化→澆鑄→切割→車進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，繪制出企業(yè)內(nèi)部的材料流、信息流以及在制品庫(kù)存，得到企業(yè)當(dāng)前的價(jià)值流圖(見圖2)。圖中各個(gè)符號(hào)含義如下：C/T-周期時(shí)間，C/O-換型時(shí)間，T-每班有效工作時(shí)間，各工位間的右向箭頭表示推動(dòng)生產(chǎn)，兩種信息流用不同方式的細(xì)線箭頭表示(折線表示電子方式，直線為紙張方式)，圖下方的時(shí)間線分別為各工位的實(shí)際操作時(shí)間和工位間庫(kù)存的等待時(shí)間。其中庫(kù)存的平均等待時(shí)間(天)=庫(kù)存量/(每天的有效工作時(shí)間/節(jié)拍)，例如澆鑄和切割工位間的庫(kù)存等待時(shí)間為(640+160)/(28800×2/124)=1.7d。
由圖2可以看出，R企業(yè)采用的是一種典型的推動(dòng)生產(chǎn)方式，生產(chǎn)完全按照預(yù)測(cè)進(jìn)行。由于預(yù)測(cè)的偏差以及顧客需求的不確定性，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)無法按計(jì)劃生產(chǎn)的現(xiàn)象，使車間生產(chǎn)管理模式在生產(chǎn)布局上形成在制品庫(kù)存。材料從上游生產(chǎn)階段流出，進(jìn)入中間的在制品存儲(chǔ)區(qū)，然后進(jìn)入下游生產(chǎn)階段。雖然各種在制品庫(kù)存的功能是為以保證產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)起調(diào)節(jié)作用，但是，由于各個(gè)信息孤島的存在，致使各種庫(kù)存不但不能起到協(xié)調(diào)生產(chǎn)、保證生產(chǎn)連續(xù)性的作用，反而適得其反，給產(chǎn)品的質(zhì)量管理、
成本管理、勞動(dòng)生產(chǎn)率、對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)能力等方面帶來極其不利的影響，同時(shí)也造成巨大的浪費(fèi)。一件產(chǎn)品需要25.9d的時(shí)間才能交付到顧客手中，而其中的增值時(shí)間僅僅只有412s，占全部時(shí)間的0.02％．這個(gè)數(shù)字說明了在當(dāng)前價(jià)值流中存在巨大的浪費(fèi)——不增值活動(dòng)，因此，要通過消除價(jià)值流中的浪費(fèi)，設(shè)計(jì)一條更加合理的價(jià)值流，找到并立即消除不必要且不增值活動(dòng)，并努力減少必要但不增值的活動(dòng)，才能使R企業(yè)的價(jià)值流增益。
3 設(shè)計(jì)R企業(yè)價(jià)值流未來圖
企業(yè)中在制品庫(kù)存數(shù)量大，各個(gè)工序間缺少信息流通，上游工序推動(dòng)下游工序生產(chǎn)，所以減少在制品數(shù)量，縮短生產(chǎn)周期，使各工序做到按需生產(chǎn)，是改進(jìn)價(jià)值流的關(guān)鍵所在。
1)生產(chǎn)節(jié)拍
節(jié)拍是產(chǎn)線上出產(chǎn)兩件相同的產(chǎn)品所間隔的時(shí)間，生產(chǎn)節(jié)拍應(yīng)該是根據(jù)顧客的需求來確定，即節(jié)拍實(shí)際上是由顧客來制定的。對(duì)于R企業(yè)的發(fā)動(dòng)機(jī)支架產(chǎn)品，其生產(chǎn)節(jié)拍為：
生產(chǎn)節(jié)拍=每月有效工作時(shí)間/顧客需求量=30×16×3600/14000=123.4s，取124s，也就是說，顧客以124s一件的速率購(gòu)買發(fā)動(dòng)機(jī)支架，R工廠必須以124s／件的速度生產(chǎn)出產(chǎn)品，這個(gè)數(shù)字不含因故障造成的停機(jī)、不同產(chǎn)品之間的換型時(shí)間或者生產(chǎn)不合格品。工廠可以縮短生產(chǎn)節(jié)拍的時(shí)間，以此來處理因機(jī)器故障等原因引起的停頓。
2)連續(xù)流動(dòng)與拉動(dòng)相結(jié)合的生產(chǎn)過程
連續(xù)流動(dòng)是指每次生產(chǎn)一件產(chǎn)品，而且每件立即從一個(gè)過程傳遞到下一個(gè)過程，中間沒有停頓。發(fā)展連續(xù)流動(dòng)可以消除工序間的大量在制品庫(kù)存，將各個(gè)制造單位的信息孤島連接在一起，是一種最高效的生產(chǎn)方式。
對(duì)澆鑄、切割和打磨工序間發(fā)展連續(xù)流需要注意的是澆鑄完的半成品由于溫度較高，無法立即進(jìn)行加工，要進(jìn)行冷卻才能夠進(jìn)行切割。在澆鑄后設(shè)置一個(gè)容量為20的先進(jìn)先出通道，即每個(gè)工件都有40分鐘(20×120=2400s)的冷卻時(shí)間，而切割工序按照正常節(jié)拍(120s)取貨。平衡后三道工序的操作時(shí)間均小于并接近節(jié)拍時(shí)間，可以發(fā)展連續(xù)流動(dòng)。
在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，熔化和熱處理都必須以批量的形式進(jìn)行，無法采用連續(xù)流動(dòng)的方式進(jìn)行。所以可以考慮引入超市拉動(dòng)系統(tǒng)(參見圖3)，所謂超市拉動(dòng)系統(tǒng)，也就是在必須以批量形式進(jìn)行生產(chǎn)的工序和下游工序之間設(shè)置一個(gè)超市系統(tǒng)，通過下游工序從“超市”中取貨而對(duì)上道工序發(fā)出生產(chǎn)指令，通過“取貨看板”和“生產(chǎn)看板”的流動(dòng)來拉動(dòng)生產(chǎn)，擺脫生產(chǎn)控制部門對(duì)這些批量生產(chǎn)工序通過對(duì)顧客工序進(jìn)行預(yù)測(cè)而安排生產(chǎn)，由顧客工序從超市中取貨來決定上游工序在何時(shí)生產(chǎn)，生產(chǎn)多少。
因此，在原材料處和發(fā)運(yùn)處各設(shè)置一個(gè)超市系統(tǒng)，以此來拉動(dòng)上游過程的進(jìn)行，對(duì)于熱處理，由于其每天的處理能力是1200件，并且批量相對(duì)較大(600件/次，12h)，因此在此處設(shè)置一個(gè)容量為600件的先進(jìn)先出通道，如果通道狀態(tài)為滿，則發(fā)出指令，停止上游生產(chǎn)。
3)確定發(fā)運(yùn)方式
發(fā)運(yùn)一般有采用顧客拉動(dòng)(JIT)和成品發(fā)運(yùn)倉(cāng)庫(kù)兩種方式，當(dāng)顧客的需求變化難以預(yù)料或者生產(chǎn)過程的
可靠性不高的情況下。可采用建立成品倉(cāng)庫(kù)，存儲(chǔ)一定量的成品庫(kù)存，以這種方式進(jìn)行發(fā)運(yùn)以保證滿足顧客需求。這種情況是通過倉(cāng)庫(kù)的發(fā)運(yùn)來拉動(dòng)價(jià)值流的流動(dòng)。相反，當(dāng)顧客需求穩(wěn)定且生產(chǎn)過程可靠的情況下，可以采用JIT準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)制進(jìn)行生產(chǎn)。
目前產(chǎn)品交付顧客并不連續(xù)，故R企業(yè)不采用JIT模式，而采用成品發(fā)運(yùn)倉(cāng)庫(kù)發(fā)運(yùn)，通過倉(cāng)庫(kù)的發(fā)運(yùn)來拉動(dòng)價(jià)值流的流動(dòng)。同時(shí)在原材料處、熔化工序后和發(fā)運(yùn)處各沒置一個(gè)超市系統(tǒng)，以此來拉動(dòng)上游過程的進(jìn)行，對(duì)于熱處理，由于其每天的處理批量相對(duì)較大，因此在此處設(shè)置一個(gè)容量為600件的先進(jìn)先出通道，如果通道狀態(tài)為滿，則發(fā)出指令，停止上游生產(chǎn)。
4)均衡生產(chǎn)和價(jià)值流啟動(dòng)
大多數(shù)生產(chǎn)部門都會(huì)愿意長(zhǎng)期計(jì)劃生產(chǎn)一種產(chǎn)品，由于沒有產(chǎn)品換型，相對(duì)較為容易，但生產(chǎn)同一種產(chǎn)品難于滿足目前顧客對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化要求。如果還要采取傳統(tǒng)生產(chǎn)方式滿足不同的顧客要求，就要為所有產(chǎn)品建立大量的成品庫(kù)存一一這樣可以在顧客需要的時(shí)候能夠及時(shí)提供，因?yàn)槊總€(gè)過程對(duì)上游過程庫(kù)存要求都是帶有一定安全系數(shù)的，而且公司很難十分準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)顧客的下一個(gè)需求是什么。這就意味著大量的場(chǎng)地、資金、人員的占用和多余的搬運(yùn)，維護(hù)、管理，而且長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存還會(huì)帶來?yè)p壞、變質(zhì)甚至報(bào)廢等問題。
在制造業(yè)解決這個(gè)問題比較成功的方法就是均衡生產(chǎn)。均衡生產(chǎn)是一種多品種、小批量的生產(chǎn)方法，意味著在一段時(shí)間內(nèi)均勻地安排不同產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中各個(gè)階段、從投料到最后完工人庫(kù)，都能保證按計(jì)劃、有節(jié)奏均衡地進(jìn)行，要求在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，生產(chǎn)大致相同數(shù)量或遞增數(shù)量的產(chǎn)品。均衡性有利于最充分地利用企業(yè)及其每個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力、技術(shù)能力、物料供應(yīng)能力和設(shè)備能力。均衡化生產(chǎn)也可以說是平均制造產(chǎn)品，使物流在各作業(yè)、工序之間均衡地流動(dòng)。
對(duì)R企業(yè)來說，需要按照顧客需求的比例均勻生產(chǎn)A和B兩種支架。工廠向客戶發(fā)送的計(jì)劃是每周發(fā)送3500件，其中2000件A，1500件B。均衡生產(chǎn)，則要求兩種產(chǎn)品之間有頻繁的換型，以500件/箱的包裝來計(jì)算，則每周的生產(chǎn)順序就可變?yōu)锳BABABA，從單元角度來看，頻繁換型并不是好事，但從價(jià)值流來看，這樣的換型使整個(gè)價(jià)值流的制造周期、質(zhì)量、成本和交付得到改善。此時(shí)，企業(yè)的均衡生產(chǎn)啟動(dòng)方式也轉(zhuǎn)變?yōu)椋荷a(chǎn)控制部門將與顧客需求相對(duì)應(yīng)的看板進(jìn)行均衡，然后發(fā)到成品發(fā)運(yùn)倉(cāng)庫(kù)，成品取出后產(chǎn)生的看板拉動(dòng)上游工序進(jìn)行生產(chǎn)，以這種方式進(jìn)行混流均衡生產(chǎn)。
相應(yīng)的價(jià)值流啟動(dòng)過程設(shè)置為“定拍取貨”，即以160件的周轉(zhuǎn)箱和124s的節(jié)拍時(shí)間，則該過程的定量為160×124≈6小時(shí)，那么意味著每6小時(shí)調(diào)整一次生產(chǎn)，對(duì)澆鑄單元進(jìn)行一次檢查，看是否完成了既定的生產(chǎn)任務(wù)。如果沒有完成，則要分析原因，采取調(diào)整對(duì)策；若完成任務(wù)，則下達(dá)新的生產(chǎn)指令。
設(shè)計(jì)的價(jià)值流未來狀態(tài)如圖4所示。通過均衡看板來拉動(dòng)需求進(jìn)行生產(chǎn)，并且在適當(dāng)?shù)牡胤皆O(shè)置了超市系統(tǒng)，通過下游的拉動(dòng)使上游生產(chǎn)相應(yīng)數(shù)量的產(chǎn)品。
可以看出，整個(gè)生產(chǎn)周期縮短至12.
8d，中間的在制品庫(kù)存也相應(yīng)減少到了一個(gè)更低的水平。雖然周轉(zhuǎn)次數(shù)相比增加，但對(duì)于價(jià)值流的高效流動(dòng)來說，是必要的(參見表1)。
在實(shí)施價(jià)值流工作計(jì)劃的過程中，必須要時(shí)刻牢記對(duì)價(jià)值流進(jìn)行改進(jìn)中的原則——不要因?yàn)楦倪M(jìn)帶來新的浪費(fèi)，改進(jìn)的目的是要從全局的角度消除浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)整體精益是
精益生產(chǎn)所有過程的根本原則。
4 結(jié)束語
在整個(gè)工廠的生產(chǎn)過程中，存在著諸多的非增值活動(dòng)，對(duì)于產(chǎn)品的顧客來說，非增值活動(dòng)就意味著浪費(fèi)。精益生產(chǎn)的核心思想就是消除一切浪費(fèi)，時(shí)刻以顧客的需求為目標(biāo)，來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的合理安排。精益物流也就是通過消除生產(chǎn)和供應(yīng)過程中的非增值的浪費(fèi)，以減少備貨時(shí)間，提高客戶的滿意度。正確認(rèn)識(shí)價(jià)值流，將客戶的需求作為價(jià)值流的動(dòng)力，保證價(jià)值流的順暢流動(dòng)，不斷改進(jìn)，才能使企業(yè)始終保持高效的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的利益最大化。