內(nèi)容摘要:
豐田生產(chǎn)方式(TPS)是基于早期的JIT思想所建立和不斷完善的一個(gè)整體的系統(tǒng),JIT的概念對(duì)于TPS和精益生產(chǎn)都至關(guān)重要。深刻地理解JIT的涵義和本質(zhì)有助于靈活選擇不同的精益方法或工具以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境。
JIT(Just In Time)是豐田生產(chǎn)方式(TPS,Toyota Production System)的兩大支柱之一(另一個(gè)是Jidoke,自働化),譯成中文的話,港臺(tái)地區(qū)的書(shū)籍和資料中多叫“及時(shí)生產(chǎn)”或“及時(shí)化”,中國(guó)內(nèi)陸的書(shū)籍資料中多數(shù)叫做“準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)”或“準(zhǔn)時(shí)化”。
二者有什么區(qū)別嗎?或者要不要區(qū)別呢?恐怕不必,但是我們需要清楚地理解JIT的本質(zhì)和前提。
In Time與On Time
首先來(lái)看一下,In Time和On Time的原義。
在英文中,in time的意思是及時(shí)、適時(shí)的意思,是指在預(yù)期的時(shí)間內(nèi)做完某事,表示的是一個(gè)時(shí)間段;而on time的意思是按時(shí)、準(zhǔn)時(shí)的意思,是指事情恰好在這個(gè)點(diǎn)上發(fā)生,表示的是一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。
及時(shí)(in time)與準(zhǔn)時(shí)(on time),都沒(méi)有延誤。但,“及時(shí)”沒(méi)有嚴(yán)格要求的計(jì)劃時(shí)間點(diǎn),是指對(duì)于要做的事情而言,沒(méi)有耽誤即可;而“準(zhǔn)時(shí)”要求有個(gè)嚴(yán)格的計(jì)劃時(shí)間點(diǎn),錯(cuò)過(guò)這個(gè)時(shí)間點(diǎn)就不能算是準(zhǔn)時(shí)。
例如:I will arrive in time when my friends need my help.當(dāng)朋友需要我?guī)椭鷷r(shí)我會(huì)及時(shí)趕到。
The bus came right on time. 公共汽車正好準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。
由上看,JIT(Just In Time)解釋為“及時(shí)生產(chǎn)”比“準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)”要好。因?yàn)椋凹皶r(shí)”表達(dá)的是對(duì)需求及其變化的適應(yīng)性,而“準(zhǔn)時(shí)”對(duì)應(yīng)的是某個(gè)既定的時(shí)刻。
只不過(guò),國(guó)內(nèi)的精益生產(chǎn)語(yǔ)境已經(jīng)普遍接受了JIT為準(zhǔn)時(shí)生產(chǎn)或準(zhǔn)時(shí)制這一術(shù)語(yǔ),同時(shí)也都能理解及時(shí)生產(chǎn)指的就是JIT。
當(dāng)年的大野耐一或豐田喜一郎之所以創(chuàng)造了JIT這一詞匯而不是JOT(Just On Time),或許正是考慮了in time和on time的不同涵義吧。
JIT的本質(zhì)
JIT的本質(zhì)是保持材料流和信息流在生產(chǎn)過(guò)程中的同步化,以實(shí)現(xiàn)如下的目標(biāo):
在必要的時(shí)候、以必要的數(shù)量、生產(chǎn)或供應(yīng)必要的產(chǎn)品
及時(shí)(in time)意味著不會(huì)耽擱顧客(內(nèi)部或外部)的購(gòu)買(mǎi)或使用,總是會(huì)在顧客需要的某個(gè)必要的時(shí)刻前準(zhǔn)備到位(提前到達(dá)或準(zhǔn)時(shí)到達(dá))。當(dāng)顧客(內(nèi)部或外部)需求發(fā)生變化,生產(chǎn)過(guò)程也相應(yīng)的發(fā)生變化,但仍然能保證顧客服務(wù)水平近乎100%。
精益生產(chǎn)中有個(gè)價(jià)值流的概念,它指的是材料流和信息流的集合。其中材料流的方向是自前向后,而代表需求的信息流的方向則是自后向前。
也就是說(shuō),原材料從前向后流轉(zhuǎn),在流轉(zhuǎn)的過(guò)程中不斷地被后道工序進(jìn)行加工或處理,最終完成顧客所需的產(chǎn)品而交付。這就是材料流。
而信息流則是由處于流程末端的顧客發(fā)起,向上游(不一定是相鄰的前端工序或過(guò)程)進(jìn)行傳遞,直至將必要的信息傳遞給材料供應(yīng)商。但是信息流的傳遞途徑比較復(fù)雜,對(duì)信息流的處理方式和處理效率體現(xiàn)了一個(gè)企業(yè)的生產(chǎn)管理水平,即生產(chǎn)計(jì)劃和控制的水平。
精益生產(chǎn)中,最為關(guān)鍵和最重要的也正是信息流的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。
在傳統(tǒng)的計(jì)劃管理模式下,生產(chǎn)管理部門(mén)接到顧客的實(shí)際需求或銷售部門(mén)對(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)需求后,編制車間生產(chǎn)計(jì)劃和所需的物料采購(gòu)計(jì)劃,然后下達(dá)給各個(gè)主要的生產(chǎn)過(guò)程或供應(yīng)商。
注意,這種情況下,作業(yè)信息的生成(品種、數(shù)量、時(shí)間)和傳遞采用的都是中央控制方式。信息流并非從后往前逐一傳遞到前端的供應(yīng)商,而是經(jīng)由控制中心(PMC)向下進(jìn)行計(jì)劃發(fā)布、接收反饋和做出調(diào)整。
這種模式就是我們通常所說(shuō)的推式生產(chǎn)或推式系統(tǒng)(Push System)。
這種模式在實(shí)際運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題是,計(jì)劃往往趕不上變化。當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部和外部發(fā)生異?;蜃兓瘯r(shí),如果計(jì)劃控制系統(tǒng)不能快速地捕捉到變化點(diǎn),并迅速和正確地做出反應(yīng),則會(huì)導(dǎo)致正在進(jìn)行中的材料流和實(shí)際需求的信息流脫節(jié),即,物料要么是過(guò)早地到達(dá)工序前排隊(duì)等待或搶占資源,要么是延遲到達(dá)導(dǎo)致缺料現(xiàn)象發(fā)生以至于延誤交付。
迅速和正確地對(duì)變化做出反應(yīng)可能并不容易。過(guò)度反應(yīng)或反應(yīng)遲緩是兩個(gè)主要的錯(cuò)誤,一個(gè)是在不該調(diào)整的時(shí)候做出了調(diào)整,另一個(gè)是在該做出調(diào)整的時(shí)候卻反應(yīng)遲鈍。
問(wèn)題是,我們能夠快速地獲得足夠的有用信息嗎?以及,我們能夠?qū)ψ兓龀稣_的反應(yīng)嗎?
信息技術(shù)的發(fā)展極大地加快了信息反饋和處理的速度(比如MES、ERP、物聯(lián)網(wǎng)等),借助智能化的算法(比如APS)也極大地提高了決策的科學(xué)性。這使得生產(chǎn)過(guò)程中的材料流和信息流可以更好地匹配。
其實(shí),系統(tǒng)本身具有一定的自我調(diào)適的功能,豐田生產(chǎn)方式正是恰當(dāng)?shù)乩昧诉@一功能。
我們知道,質(zhì)量管理中有一個(gè)概念叫做下道工序就是顧客。在這個(gè)概念的引導(dǎo)下,每個(gè)工序所做的事情就是為了滿足下一道工序的需求(品種、數(shù)量、時(shí)間、質(zhì)量等)。
為了讓下道工序既不會(huì)挨餓(缺料)也不會(huì)超負(fù)荷(物料排隊(duì)等待加工),我們可以有兩種選擇。
第一種,提前生產(chǎn)出少量的在制品或成品,把它放入“超市”或線邊并以看板(Kanban)方式進(jìn)行管理。當(dāng)在制品被下道工序消耗時(shí),向上游發(fā)出Kanban信號(hào),通知上游生產(chǎn)或補(bǔ)充被消耗掉的材料或在制品。這就是傳統(tǒng)概念中所謂的拉動(dòng)生產(chǎn)方式(Pull System)。這種拉動(dòng)方式也叫做后補(bǔ)充式拉動(dòng),意味著先消耗后補(bǔ)充。
第二種,前端工序密切關(guān)注后端工序(或接駁工序)的需求和進(jìn)度變化,根據(jù)提前接收到的信息(一種觸發(fā)同步拉動(dòng)生產(chǎn)的信號(hào))及時(shí)調(diào)整本工序的生產(chǎn)品種、數(shù)量和開(kāi)工時(shí)間。這種拉動(dòng)方式稱之為順序拉動(dòng)。
在這種拉動(dòng)方式中,開(kāi)工時(shí)刻=需求時(shí)刻-生產(chǎn)時(shí)間-提前時(shí)間。這里,提前時(shí)間的設(shè)置是個(gè)關(guān)鍵,理論上,提前時(shí)間可以為零,即沒(méi)有遇到任何意外,在后端工序計(jì)劃使用的時(shí)刻“恰好準(zhǔn)時(shí)(On Time)”到達(dá)。
遺憾的是,各種各樣的波動(dòng)總是不期而至。為確保物料的“及時(shí)(In Time)”到達(dá)而預(yù)備的這一必要的時(shí)間提前量就是緩沖。它視影響到達(dá)時(shí)間的墨菲(各種意外和不確定性引起的變動(dòng))的大小(包括頻次)不同而不同。
一方面我們需要減少墨菲的發(fā)生,另一方面我們需要抵御墨菲的影響。
如果墨菲的水平低,則只需要很小的緩沖,否則,緩沖時(shí)間就要大一些。比如,裝配所需的某種物料提前2小時(shí)到達(dá)工廠即可,另有一些物料需要提前兩天到達(dá)工廠,還有一些物料如工廠內(nèi)的自制件幾乎可以同步到達(dá)。這種可以實(shí)現(xiàn)同步生產(chǎn)和同步到達(dá)的理想方式稱之為同期化生產(chǎn),是日產(chǎn)生產(chǎn)方式(NPW)所努力追求的。
時(shí)間緩沖本質(zhì)上也是庫(kù)存緩沖,根據(jù)利特爾定律可以做計(jì)算上的轉(zhuǎn)換,即WIP=CTxTH。式中,WIP為在制品數(shù)量(Work In Process),CT為生產(chǎn)周期時(shí)間(Cycle Time),TH為產(chǎn)出速率(Throug Hput),即單位時(shí)間內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)量。
JIT的前提
考慮到顧客的需求存在難以預(yù)測(cè)的波動(dòng),庫(kù)存式生產(chǎn)(MTS,Make To Store)環(huán)境下,設(shè)置產(chǎn)成品庫(kù)存(或成品超市)用來(lái)緩沖需求和供應(yīng)的波動(dòng)。如下圖所示。
簡(jiǎn)而言之,就是通過(guò)設(shè)置庫(kù)存緩沖(成品超市)以阻斷外部需求變動(dòng)對(duì)工廠內(nèi)部生產(chǎn)穩(wěn)定性的破壞,同時(shí)也化解了內(nèi)部生產(chǎn)的變動(dòng)性對(duì)產(chǎn)品交付期的不利影響。
在豐田生產(chǎn)方式中,應(yīng)用了一種被稱為Heijunka(均衡箱)的均衡化技術(shù),將實(shí)際接到的顧客訂單以及預(yù)測(cè)的顧客需求按照品種和數(shù)量在設(shè)定的時(shí)間顆粒度(如分、時(shí)、日、周、月)上進(jìn)行平滑,生成一個(gè)平準(zhǔn)(Levelling)的生產(chǎn)計(jì)劃。
應(yīng)用這個(gè)平準(zhǔn)的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行生產(chǎn),外部需求雖然是潮起潮落,內(nèi)部生產(chǎn)卻是風(fēng)平浪靜。這就是均衡生產(chǎn)想要實(shí)現(xiàn)的效果。
實(shí)施均衡生產(chǎn)就是要設(shè)法“轉(zhuǎn)換”顧客的需求,使其計(jì)劃生產(chǎn)的品種和數(shù)量都能在我們期望的時(shí)間顆粒度上實(shí)現(xiàn)均衡化。這種均衡化的生產(chǎn)計(jì)劃既包括宏觀上的均衡,也包括微觀上的均衡,但它們都是以提前生產(chǎn)出來(lái)的在制品或產(chǎn)成品庫(kù)存(超市)為保障的。
接單式生產(chǎn)(MTO,Make To Order)環(huán)境下,訂單的到來(lái)是隨機(jī)變動(dòng)的,客戶的需求是多樣化的,甚至是客戶化的(即個(gè)性化定制),這就使得工廠無(wú)法以建立產(chǎn)成品超市的方法阻斷外部需求變動(dòng)對(duì)內(nèi)部生產(chǎn)秩序的擾動(dòng)。
因此,MTO環(huán)境(非標(biāo)準(zhǔn)化、偶然需求、數(shù)量很少)不具備實(shí)施均衡生產(chǎn)的基本條件。
相應(yīng)地,也就無(wú)法為每個(gè)產(chǎn)品設(shè)定一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)節(jié)拍(TT,Takt Time)。當(dāng)然,接到一個(gè)可連續(xù)生產(chǎn)多日甚至數(shù)月的大訂單就另當(dāng)別論了。而我們這里討論的接單環(huán)境是多品種、小批量、個(gè)性化,幾無(wú)重復(fù)的顧客需求。
一個(gè)戰(zhàn)略性的選擇就是,提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的集成化和模塊化以延遲顧客需求的分化,這使得企業(yè)可以通過(guò)建立標(biāo)準(zhǔn)化的半成品庫(kù)存超市,從而實(shí)現(xiàn)接單組裝(ATO,Assembling To Order),而不是接單生產(chǎn)(MTO)或接單設(shè)計(jì)(ETO,Engineering To Order)。
因此,實(shí)施JIT的前提是什么?
是均衡生產(chǎn)或均衡化嗎?很多關(guān)于精益生產(chǎn)的資料都是這么講的。這大概是因?yàn)樗麄儼袹IT理解為僅適用于豐田公司或MTS的制造環(huán)境。
但如果是MTO環(huán)境,JIT的前提就不是均衡化,而是柔性化了。
何為柔性化?也就是能夠根據(jù)客戶或后工序的需求變化,快速而彈性地調(diào)整本工序的生產(chǎn)或供應(yīng)過(guò)程,并能很好地滿足顧客的需求。
均衡化均衡的是需求和計(jì)劃的波動(dòng),而柔性化,柔性的是生產(chǎn)和供應(yīng)的能力。一個(gè)是在需求側(cè)做文章,另一個(gè)是在供給側(cè)建能力,二者相互支持和配合。
對(duì)于MTS環(huán)境來(lái)說(shuō),均衡化(品種均衡、數(shù)量均衡)的時(shí)間顆粒度越小,對(duì)系統(tǒng)柔性化的壓力和要求也就越高。
但,無(wú)論是均衡化,還是柔性化,目的都是更經(jīng)濟(jì)地匹配供應(yīng)和需求,理想的匹配目標(biāo)就是JIT。
節(jié)拍、連續(xù)流、拉動(dòng)與JIT的關(guān)系
實(shí)行JIT的目的是為了防止過(guò)度生產(chǎn),既不要生產(chǎn)的過(guò)多,也不要生產(chǎn)的過(guò)早。怎樣才能做到這一點(diǎn)?也就是說(shuō),依據(jù)哪個(gè)信息源來(lái)決定做什么、何時(shí)做和做多少?
按照實(shí)際的顧客需求訂單來(lái)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)顯然是最理想的,這就是所謂的MTO模式。然而,市場(chǎng)需求和訂單的到達(dá)往往具有很大的不確定性,這使得工廠的產(chǎn)能時(shí)而處于超高負(fù)荷而應(yīng)接不暇,時(shí)而處于空閑等待入不敷出。
因此,亨利福特說(shuō),“我們很快就發(fā)現(xiàn)我們不能根據(jù)訂單來(lái)進(jìn)行經(jīng)營(yíng)。工廠的產(chǎn)量不足以滿足三月至八月間所訂購(gòu)的汽車數(shù)量。……我們生產(chǎn)的汽車是為了出售而不是為了儲(chǔ)存的。......我們承受不起大量汽車的積壓,同樣我們也承受不起大量原材料的積壓,一切都得在該進(jìn)的時(shí)候進(jìn)、在該出的時(shí)候出。”
觸發(fā)生產(chǎn)或供應(yīng)的信號(hào)既可以來(lái)自于庫(kù)存補(bǔ)貨,也可以來(lái)自實(shí)際的顧客需求,更多的場(chǎng)合則是兩者皆有,以適應(yīng)不同的顧客對(duì)不同產(chǎn)品的需求。
對(duì)于常規(guī)的可實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)的產(chǎn)品,以庫(kù)存超市作為緩沖條件和觸發(fā)生產(chǎn)的信號(hào),按照設(shè)計(jì)的節(jié)拍(TT,Takt Time)進(jìn)行生產(chǎn)。節(jié)拍限定了上游過(guò)程的生產(chǎn)速度,防止生產(chǎn)的過(guò)快或過(guò)慢,以確保“及時(shí)”補(bǔ)充庫(kù)存超市所需。
因此,節(jié)拍的概念和計(jì)劃的均衡是緊密聯(lián)系在一起的,沒(méi)有計(jì)劃的均衡就談不上節(jié)拍化生產(chǎn)。而如果沒(méi)有穩(wěn)定的生產(chǎn)節(jié)拍,不規(guī)則的任務(wù)所到之處,通常都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)秩序混亂,現(xiàn)場(chǎng)雞飛狗跳。
連續(xù)流指的是,每個(gè)產(chǎn)品在加工完成后,立即轉(zhuǎn)送到下道工序進(jìn)行作業(yè)。每道工序都是加工一個(gè)流轉(zhuǎn)一個(gè),如此一來(lái),便減少了工序間的批量等待時(shí)間,從而縮短了整個(gè)批次的生產(chǎn)周期。因?yàn)?,生產(chǎn)周期的變異=零件加工時(shí)間的變異+零件到達(dá)時(shí)間的變異。
因此,本質(zhì)上,連續(xù)流方式降低了零件到達(dá)時(shí)間的變異,因而可以減少生產(chǎn)周期的變異對(duì)及時(shí)性的破壞。所以,實(shí)施JIT的重要舉措之一就是盡可能追求連續(xù)的流動(dòng)。
拉動(dòng)(Pull)的概念自從被提出后一直備受重視,也被列為《精益思想》一書(shū)中的五大原則之一。然而,何為“拉動(dòng)”?不同的文獻(xiàn)或機(jī)構(gòu)對(duì)拉動(dòng)的定義不同,甚至有明顯的不一致。
在《精益思想》一書(shū)中,詹姆斯·沃麥克和丹尼爾·瓊斯對(duì)拉動(dòng)的定義為:用最簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),“拉動(dòng)”意味著在下游客戶提出要求之前,上游的任何一方都不應(yīng)該生產(chǎn)某種產(chǎn)品或提供某種服務(wù)。
按照沃麥克的定義,拉動(dòng)似乎意味著按訂單生產(chǎn)(MTO),這與我們通常理解的豐田生產(chǎn)方式中的超市拉動(dòng)不一致。采用看板方式的超市拉動(dòng),實(shí)質(zhì)上就是補(bǔ)充被消耗了的庫(kù)存,因此,超市拉動(dòng)方式應(yīng)該屬于庫(kù)存生產(chǎn)模式(MTS)。
在APICS(美國(guó)生產(chǎn)與庫(kù)存管理協(xié)會(huì))編制的詞典中,拉動(dòng)被定義為:(1)在生產(chǎn)中,產(chǎn)品的生產(chǎn)只是按用戶的要求或者是替換那些被用戶拿走的。(2)在物料控制中,根據(jù)作業(yè)使用者的需要提取庫(kù)存或者直到用戶發(fā)出信號(hào),材料才會(huì)發(fā)出。
APICS的對(duì)拉動(dòng)的定義中,明確給出了拉動(dòng)的兩種方式,一種是根據(jù)顧客的需求進(jìn)行生產(chǎn)或供應(yīng)(需求拉動(dòng)),另一種是根據(jù)顧客消耗的數(shù)量進(jìn)行補(bǔ)充生產(chǎn)或供應(yīng)(庫(kù)存拉動(dòng))。
本質(zhì)上,拉動(dòng)是一種限定系統(tǒng)內(nèi)在制品水平的控制機(jī)制。任何一個(gè)系統(tǒng),如果能夠穩(wěn)定地控制系統(tǒng)的在制品水平,就可以說(shuō)這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)拉動(dòng)系統(tǒng)(Pull System)。
綜上,拉動(dòng)指的是一種觸發(fā)生產(chǎn)或供應(yīng)的信號(hào)機(jī)制。觸發(fā)拉動(dòng)的信號(hào)要么是來(lái)源于顧客或下游工序的實(shí)際需求,要么是來(lái)源于被消耗了的庫(kù)存。上游工序的目標(biāo)是,在接到觸發(fā)信號(hào)(拉動(dòng)信號(hào))后,立即啟動(dòng)生產(chǎn)或供應(yīng)的過(guò)程,并確保及時(shí)滿足顧客的需求或及時(shí)將消耗了的庫(kù)存補(bǔ)充到位,這就是我們所說(shuō)的及時(shí)生產(chǎn),簡(jiǎn)稱JIT。
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