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TPS
前言
豐田的故事想必許多人都不陌生,豐田模式之所以讓世人津津樂道並群起效之,主要的原因就是在其發展過程中,豐田創造了許多讓人稱讚並競相模仿的管理觀念和方法。
然而,許多企業在導入豐田生產系統(TPS,ToyotaProductionSystem)之際,往往都僅止於教條式的方法、架構導入,而忽略了關鍵的心智模式(Mindset)改變,忘記了豐田成功的最偉大之處,在於數十年如一日設法發掘一線員工的智慧,培養工人的意識和技能方面不遺餘力;暢銷書《豐田模式》(TheToyotaWay)作者傑佛瑞・萊克(JeffreyLiker),在書中創造了一座“4P”的金字塔(底層往上依序為Philosophy理念、Process流程、People/Partners員工與事業夥伴及ProblemSolving問題解決),用以解讀豐田為何如此成功,其中,“問題解決”位於金字塔頂端的重要位置,也是一般認定豐田汽車持續成功的關鍵原因。
是故,豐田成功模式的DNA就是對日常工作中經常使用的常識、手段進行系統的理論總結,徹底落實在解決工作的問題上,日漸形成問題解決的工作方法(TBP,ToyotaBusinessPractice),持續改善與學習以延續成功!
豐田式問題解決的基本意識
豐田的問題解決法(TBP)主要是由十大基本意識搭配具體的行動步驟所組成,透過溝通技巧和標準化資料的製作,形成一套工作方法;要學習豐田式問題解決的內涵就先要了解和建立日常工作中的十大基本意識:
一、客戶始終至上:
始終將客戶的利益擺在第一,站在客戶的立場來思考真正的需求;更別忘了,在內部後工程也須被看作是客戶,唯有如此才能發揮工作價值。
二、經常自問自答“為了什麼”:
千萬不能把手段和目的相混淆,應常常自問“目的是什麼?
”,深入思考並釐清工作或問題背後真正的價值。
三、我就是當事者:
只有認知到自己是當事者,才能理解工作的使命和價值,產生自豪感,才會去思考“我要怎麼做?
”、“我一定要做到”。
四、想盡辦法可視化:
將問題用一目了然的方式顯現,傳遞給相關人員,引發討論對策或是促使新的發現。
另外對專案計劃、即時現況、意見回饋等需要傳遞的訊息,也應當如此。
五、根據現場和事實進行判斷:
務必拋棄先入為主的觀念,以客觀的心態去觀察事物,落實三現主義,千萬不要臆測或與事實相混淆,導致判斷錯誤。
六、徹底地思考和執行:
凡事再三思考、懷著“決不放棄”的信念和堅韌不拔的精神,將工作進行到底。
七、掌握速度與時機:
面對客户需求迅速應對,貫徹實施對策。
如果對策的實施尚需一定時間,可先採取適當措施,避免錯失做事的良機。
八、誠信正直、實事求是:
如實按照既定的工序展開工作,虛心聽取别人的意見,對自己的行為負起責任。
九、實現徹底溝通:
誠心誠意地與客户或相關人員努力溝通,直至他們给予理解,必要時主動提供協助。
十、全員參與:
動員一切可以動員的力量,引領團隊以及相關人員集思廣益,實現效率和效果的最大化。
豐田式問題解決的具體步驟
改變了員工心智並建立基本工作意識後,便可在公司組織內成立改善團隊,筆者建議可進一步教導團隊依序運用下列豐田式問題解決的八大步驟,形成建立持續改善的文化。
一、明確問題:
沒有哪一項工作是不存在問題的,問題始終存在所以改善空間永遠都有。
所以要從工作的真正目的出發,帶著强烈的問題意識,主動地發現問題;常言道魔鬼藏在細節之中,任何時候都不要滿足於現狀,要志向高遠,首先在腦海設定描繪“理想狀態”,將其與現狀的差距“可視化”,便可將問題明確化。
二、分解問題:
將大而模糊的問題逐步分解,進行分層及具體化,整理成自己能够著手處理的具體問題;之後決定問題解決的優先順序,現地現物地觀察產生問題的具體環節,收集定量、定性的事實,以確定“問題點”。
三、設定目標:
朝著解決問題的方向努力,下定決心來制訂較高的目標,在這裡較高的目標指的是定量、具體、具有挑戰性並符合SMART原則的目標,有時也可將高於主管要求或客戶期待的目標設為目標。
四、把握真因:
制訂目標後,調查為什麼會發生問題,必須拋棄先入為主的觀念,多方面思考要因,通過不斷地追問“為什麼”,以求抓住真因;在追查原因時不能够想當然爾,也不要把責任歸於他人,而應基於事實,以明確真因。
依據筆者的經驗,可發揮員工的專業與經驗,無須拘泥方法型式,只要能抓到老鼠的貓就是好貓,重點在於確切抓到真因!
五、制定對策:
制定對策的時候,不可拘泥於固有觀念以及自己的工作範圍,思考出盡可能多的對策並篩選出附加價值高的對策,不因困難而放棄,需要廣泛地從內外尋求建設性的意見,從效果、成本、風險等觀點來商討對策,制定明確具體的實施計劃。
這時需要獲得相關人士,相關部門的共識也是很重要的。
六、貫徹實施對策:
在對策實施階段,速度固然重要,但總有遇到障礙進展不盡如人意的時候。
每當這時,一定不能放棄,要堅持到最後,齊心協力,迅速貫徹。
另外也要注意透過即時的報告、聯絡和商談(報相連)共享任何進度訊息。
七、評價結果和過程:
客觀地評價目標達成情況及過程,可從以下各方面進行評價,是否提高了客户滿意度?
是否有助於帶來公司的成長?
是否實現了個人的成長?
…等,站在客户、公司、自身的立場,重新審視整個過程;還有一點,必須從成功和失敗中學習,累積知識和技能。
八、鞏固成果:
將成功的過程,作為機制鞏固下來,也就是標準化,這樣即使擔當的人改變了,也能够保證達到同樣的成果。
最後,將好的機制積極地橫向展開,和組織整體的水平提高相掛勾,並開始思索著手下一步的改善。
縱觀整個豐田式問題解決的步驟過程,讀者應可發現其中也涵蓋了戴明循環(PDCA)的觀念深植,然而真正的關鍵則是在參與改善的員工均具備了豐田式問題解決的基本意識,配合員工的技能發揮,無形中形成了豐田日常的工作方式!
結語
“豐田式問題解決”是指日常工作中具體實踐TOYOTAWAY的工作方法,對有志導入豐田式生產及推動持續改善的企業,無非是絕佳利器。
問題解決與改善,是豐田經營事業的基本方法,它挑戰所有現存的事物,其精髓不僅是接受個人貢獻的實際改善,更重要的是創造持續學習的精神,接受並擁抱改變的環境;但是,要創造這種能够持續改善的環境,就必須尊重員工,促使員工積極參與工作的改善,達成團隊合作。
如果凡事皆以豐田為標竿,就是教條主義的做法,例如看到豐田的庫存很低,就定下目標,要在兩年內達到豐田的水準,但卻忘記豐田是用了幾十年不斷修正才能達到目前的水平;這就如同冰山一角,看到的是結果,看不到的是多年持續改善的積累。
每家公司面臨挑戰各不相同,因此必須清楚自己要解決的問題是什麼,可透過專業經管顧問的現場診斷,經由輔訓合一來學習並運用豐田解決問題的方法關鍵,突破瓶頸再創巔峰!
生产线平衡就是对生产的全部工序进行均衡化,调整作业负荷,以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。
它是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法。
生产线平衡的目的是通过平衡生产线使现场更加容易理解“一个流”的必要性及生产作业控制的方法。
玩具小车生产线平衡实例
某J型玩具小车要在一个传送带上组装,每天需生产500辆。
每天的生产时间为420分。
表0-1列出了J型小车的装配步骤及其定额时间,请根据节拍和作业次序的限制,求使工作站数量最少的生产线平衡方式。
1. 绘制装配生产线的流程图
图6-1 给出了表6-1中的次序关系(表示作 业次序关系,箭头长度无实际意义)。
表6-1 J型小车的装配步骤及其时间
作业
时间(秒)
描 述
必须提前的作业
A
45
安装后轴支架,拧紧4个螺母
—
B
11
插入后轴
A
C
9
拧紧后轴支架螺栓
B
D
50
安装前轴,用手拧紧4个螺母
—
E
15
拧紧前轴螺栓
D
F
12
安装1#后车轮,拧紧轮轴盖
C
G
12
安装2#后车轮,拧紧轮轴盖
C
H
12
安装1#前车轮,拧紧轮轴盖
E
I
12
安装2#前车轮,拧紧轮轴盖
E
J
8
安装前轴上的车把手,拧紧螺栓和螺钉
F,G,H,I
K
9
上紧全部螺栓和螺钉
合计
195
图6-1 J型小车的流程图
2. 计算节拍
3. 工作站最小值(理论上)
4. 选择作业分配规则
研究表明,对于特定的问题有些规则会优于其他规则。
一般来说,首先安排有许多后续作业或者持续时间很长的作业,因为它们会限制装配生产线平衡的实现。
这种情况下,我们选用如下规则:
规则一:
按后续作业数量最多规则优先安排作业;
规则二:
按作业时间最长规则优先安排作业;
规则三:
按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和最大规则优先安排作业(阶位法)。
5.平衡装配生产线,将所有作业分配到各工作站
(1) 平衡方案A:
选用规则一,按后续作业数量最多规则来平衡装配生产线。
各项作业的后续作业数量如表6-2所示。
根据后续作业最多规则给工作站1,2安排作业,在规则一遇到问题时,采用规则二,直至所有作业安排完毕。
表6-3列出了实际的安排。
表6-2 各项作业的后续作业数量
作业元素
后续作业元素数量
作业元素
后续作业元素数量
A
6
F,G,H或I
2
B或D
5
J
1
C或E
4
K
0
表6-3 根据后续作业最多规则平衡装配生产线
工作站
作业
作业时间(s)
剩余时间
(s)
可安排的
紧后作业
紧后作业最多的作业
时间最长的
作业
1
A
45
5.4空闲
无
2
D
50
0.4空闲
无
3
B
11
39.4
C、E
C、E
E
E
15
24.4
C、H、I
C
F、G、H、I
C
9
15.4
F、G、H、I
F、G、H、I
H、I
F
12
3.4空闲
无
4
G
12
38.4
H、I
H、I
H
12
26.4
I
I
12
14.4
J
J
8
6.4空闲
无
5
K
9
41.4空闲
无
计算流水线负荷率
77.38%的负荷率意味着该装配线不平衡或闲置时间达22.62%(有57秒闲置),最空闲的是工作站5。
表6-4所示的工作地5的负荷率仅为17.86%。
那么我们能否得到更好的平衡方案呢?
下面我们给出平衡方案B。
表6-4 平衡方案A中各工作地负荷率
工作地
工作地作业元素
工作地作业时间
工作地负荷率(%)
1
2
3
4
5
A
D
B,E,C,F
G,H,I,J
K
45
50
47
44
9
89.29
99.21
93.25
87.3
17.86
5.平衡装配生产线,将所有作业分配到各工作站
(2) 平衡方案B:
选用规则三(阶位法),即按该项作业元素时间与后续作业元素时间的总和(阶位值)最大规则优先安排作业。
首先,计算各作业元素的阶位值。
其计算过程如表6-5所示。
表中的1表示直接后续元素,+ 表示间接后续元素。
作业元素的阶位值就是该项作业元素时间与后续作业元素时间的总计。
表6-5 J型小车作业元素阶位表
作业元素
A
D
B
E
C
F
G
H
I
J
K
总计
作业时间(s)
45
50
11
15
9
12
12
12
12
8
9
195
阶位值
106
106
61
56
50
29
29
29
29
17
9
紧前工序
—
—
A
D
B
C
C
E
E
F,G,H,I
J
按节拍为50.4秒依作业元素的阶位值的高低次序分配作业元素到工作地的过程如表6-6所示。
表6-6 按阶位法分配作业元素过程
工作地
作业元素
阶位值
紧前作业
作业时间(s)
累计作业时间(s)
剩余时间(s)
1
A
106
—
45
45
5.4
2
D
106
—
50
50
0.4
3
B
E
C
F
61
56
50
29
A
D
B
C
11
15
9
12
11
26
35
47
39.4
24.4
15.4
3.4
4
G
H
I
J
29
29
29
17
C
E
E
F,G,H,I
12
12
12
8
12
24
36
44
38.4
26.4
14.4
6.4
5
K
9
J
9
9
41.4
最后得到的工作地数为5个,与平衡方案A相同,负荷率为77.38%,该装配线平衡的效果仍然不够理想。
为了得到更好的平衡方案,下面我们给出平衡方案C。
5.平衡装配生产线,将所有作业分配到各工作站
生产线平衡是依照流水线作业的工程顺序,以生产目标算出周期时间,将作业分割或者结合,使各个工序的负荷均匀,以提高生产效率的方法。
一个产品,少则两三个工程,多则几十个,而每个工程又是由多个作业要素所组成,在生产工场里,制造部门依物料的加工流程分为一组、二组、三组,而每组内又由许多的个别工序所组成,所以又把它联结成一条条的生产线。
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生产线平衡的相关概念
流程的“节拍”(Cycletime)是指连续完成相同的两个产品(或两次服务,或两批产品)之间的间隔时间。
换句话说,即指完成一个产品所需的平均时间。
节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。
如果产品必须是成批制作的,则节拍指两批产品之间的间隔时间。
在流程设计中,如果预先给定了一个流程每天(或其它单位时间段)必须的产出,首先需要考虑的是流程的节拍。
而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“。
流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度,而且影响了其它环节生产能力的发挥。
更广义地讲,所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。
例如,在有些情况下,可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等,都有可能成为瓶颈。
正如“瓶颈”的字面含义,一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度,生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。
瓶颈还有可能“漂移”,取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。
因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。
与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间,可以指设备或人的时间。
当一个流程中各个工序的节拍不一致时,瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。
这就需要对生产工艺进行平衡。
制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线,此时由于分工作业,简化了作业难度,使作业熟练度容易提高,从而提高了作业效率。
然而经过了这样的作业细分化之后,各工序的作业时间在理论上,现实上都不能完全相同,这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。
除了造成的无谓的工时损失外,还造成大量的工序堆积即存滞品发生,严重的还会造成生产的中止。
为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化,同时对作业进行标准化,以使生产线能顺畅活动。
“生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化,调整各作业负荷,以使各作业时间尽可能相近。
是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。
生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”的编制方法,它是一切新理论新方法的基础。
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生产线平衡的方法研究[1]
一条均衡性很高的生产线所追求的目标包括:
减少物质、能源、时间和资金的占用与浪费;降低生产成本;降低员工的疲劳度,减少遭受损伤和工伤的概率;利用有限的资源求得最高的产出,提高生产效率.没有一个良好的运行方法,就不可能达到以上目标,也就是说均衡生产需要一个良好方法,一个好方法反过来也能带来好的均衡性。
方法研究就是对现有的或拟议的工作方法进行系统记录和严格的考察,作为开发和应用更容易、更有效的工作方法,以及降低成本的一种手段。
按照从粗到精、从宏观到微观、由概括到具体的体系,方法研究包括程序分析、操作分析和动作分析三部分。
(1)程序分析
完成任何工作所需经过的路线和手续即为程序,程序分析主要以整个生产过程为研究对象,研究分析一个完整的工艺流程,看是否有多余或重复作业、工序是否合理、搬运是否太多、等待是否太长,进一步来改善工作程序和工作方法.高平衡率的生产线离不开良好的作业程序。
(2)操作分析
所谓操作分析就是通过对以人为主工序的详细研究,使操作者、操作对象、操作工具三者科学地结合、合理地布置和安排,达到工序结构合理,减轻劳动强度,减少作业时间消耗之要求,以提高产品品质和产量为目的而进行的分析.通常,合理的人机结合,能为高平衡率的生产线提供最直接的单元保障.如果人机结合不合理、不科学,那么这种作业就是一种粗放型高消耗的作业,就没有人员之间、机器之间、人机之间的相互协调与配合,更谈不上合理,这时不免会出现人等人、人等机、机等人和机等机等一系列严重影响生产线平衡的“等待性”浪费.也就是说,人机相互之间高效合理的配合,不仅能够大大减少作业等待,更重要的是能够提高生产线的平衡率,进而提升作业效率。
(3)动作分析
动作分析是在程序决定后,研究并减少甚至消除人体各种动作的浪费,以寻求省力、省时、安全和最经济的动作。
其实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作,消除无效动作,使操作简便有效,提高工作效率。
动作分析能在其它方法无效时,给生产线的平衡提供一把秘密武器,它从最基本的“动素”入手,寻求改进空间,以提升生产线的平衡能力.当然,它与工业工程其它方法综合运用,会使企业收到更好的效果。
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生产线工艺平衡的改善原则方法
1、首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善,作业改善的方法,可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等IE方法与手段;
2、将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序;
3、增加各作业员,只要平衡率提高了,人均产量就等于提高了,单位产品成本也随之下降;
4、合并相关工序,重新排布生产工序,相对来讲在作业内容较多的情况下容易拉平衡;
6、分解作业时间较短的工序,把该工序安排到其它工序当中去。
改善的注意事项
(1)生产线的管理人员,对一些改善技法缺乏了解,一旦出现不平衡的状态,习惯用人员增补来弥补,这是一个不动脑筋的做法,不足为取。
(2)除了上面介绍的技法以外,也可以对材料、零部件、设计方法进行检讨,看是否有缩短工时的可能。
(3)生产线补进新手时,因新手对工作不熟悉,熟练度不足,因此,在配置上尤其要注意,防止造成巨大的不平衡使产量大幅下降,同时对新手造成过大的工作压力。
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生产线平衡的意义
1、提高作业员及设备工装的工作效率;
2、单件产品的工时消耗,降低成本(等同于提高人均产量);
3、减少工序的在制品,真正实现“一个流”;
4、在平衡的生产线基础上实现单元生产,提高生产应变能力,对应市场变化,实现柔性生产系统;
5、通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法,提高全员综合素质。
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生产线平衡分析的主要相关要素
(1)工程名:
指本工程的名称或代号;
(2)标准时间:
指作业指导书上所要求的作业时间;
(3)实测时间:
指作业者完成操作的实际时间;
(4)节拍:
根据生产计划量所得出的一个工程所需时间;
(5)不平衡率:
是指生产线各工程工作分割的不均衡度。
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生产线平衡与目视管理[1]
目视管理是利用形象直观、色彩适宜的各种视觉感知信息来组织生产现场活动,它是一种以公开化和视觉显示为特征的管理方式.由于目视管理主要依靠形象直观的视觉感知信息,能引起人们的注意,让人一看就懂,知道自己作业或工作的缺陷和不足之处,所以它是一种效率高、不易错、以人为本的工作方法,很受现场管理人员的欢迎[2][3]。
常用的与生产线平衡联系密切的目视管理手段有下面两种。
(1)生产任务及完成情况的看板和公开图表管理.看板管理是可视化的一种表现形式,即对数据、情报等状况一目了然地表现,主要是对管理项目,特别是情报进行的透明化管理活动,它通过各种形式如标识、现状板、图表、电子屏等把文件上、脑子里或现场等隐藏的情报揭示出来,便于快速发现、快速应对.在现场,工作人员通过这种图表特别是能实时自动跟踪统计生产线状况的电子图表,使操作人员可以时时刻刻知道自己工位的现状,即工位能力是否充足、瓶颈或接下来的瓶颈是否将要在此出现.这就相当于一个在线反馈,对生产线的走向实时监测,一旦生产线将要异常或正在异常时能及时报警,使生产线现场相关人员能未雨绸缪,及时解决问题,确保生产线处于稳定、均衡、高效率的运作之中。
(2)标准作业指导书(StandardOperationProce-dure,简称SOP).具有防错功能,也就是说在操作标准化的前提下,不管是谁,只要按照标准作业指导书进行作业,即使你原来从未操作过这个机器或进行过这种作业,一样能够合格地完成.它的最大优点就是能够使生产线的均衡性在有新手作业时不会遭到破坏;进一步而言,企业能够弹性配置作业人数,降低因市场需求多变而频繁转产所造成的人员招募和储备成本,提升企业的应变能力,实现柔性生产。
1Develop/sustain/improvealltheassemblyprocesses
开发/维护/改善所有的组装工序
2Timestudyanalysis/Linebalancingstudy/Leanmanufacturing
时间研究分析/线平衡改善/精益制造
3Ownanddriveyieldimprovementprograms
主导并推动产出改善项目
4Ownanddrivethemachinedowntimeimprovementprograms
主导并推动机器停机改善项目(应该是减少down机时间)
5Boxbuildquotationandproductlineset-up
组装线报价及架设
6Maintaincapacitymodel,identifythebottlenecksanddriveimprovements
维护产能,识别瓶颈并推动改善
7Assureaccurateworkinstructionsandvisualaidsareavailable
保证准确的工作说明以及相应的培训视频
8Accurateassemblyoperationtrainingforoperator
对员工进行正确的组装操作培训
9Assureproductiontooling,equipmentandworkstationareavailableandmaintained
确保生产所需的治工夹具,设备和工站并对之进行维护
10Monitorandcontinuouslyimprovethedailyefficiency,productivityand
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