精益生产的介绍

Wesley, 2023-01-07 发表于苏州


Wesley, 2023-01-07 发表于苏州

前言

在生产领域工作了那么多年,精益生产一直是相关从业者不断在学习实践的主题,也是我本人一直在管理上使用的工具或者是推动的文化价值。有两次机会让我反思到,我应该把我对于这个主题的学习及实践经验,还有管理上的成果价值,逐步地整理出来,与人分享。

第一次是一位朋友创立一家医疗器械公司,邀请我与他公司的部属们分享我对于精益生产及供应链管理应用在医疗器械的经验,这不是单纯的知识分享,而是我的应用经验分享,我也有机会做了整理,以面向一个特定行业(医疗器械)及特别受众(没有接触过这类知识的人群),进行分享。

第二次是在公司的季度总监会议上,老板要我对所有总监分享精益思想这个主题。由于和我一样是生产制造方面的人群占少数,所以也是一个特殊场合(公司高管)及特别族群(鲜少接触过精益思想这个主题的人群),和我平常在生产运营管理中,对此主题熟悉度较高的“同业人群”不同,所以也是有机会重新整理出类似科普性质的文稿来和他们分享。

因此,我就设定一个2023年的行动计划,每一周写一篇关于精益思想、精益生产这个主题的文章来和大家分享。有别于很多专家顾问发表的内容多是资讯的分享,我是从工程师一路发展到公司高管的实践者,历经不同产业,同时在学术训练上从机械专业本科到企管硕士再到企业管理博士的学习,我想提供一个除了资讯传达外的管理意图,让各层级的管理者都可以得到我的分享而应用在他们的管理工作上,特别是如果可以应用到精益思想而让大家有很好的工作成果,那是我最大的喜悦。

今天先来简单地讲一下精益生产的发展。

时代背景

我们都知道在第二次世界大战后,美国成为经济上最强大的国家,各种工业蓬勃发展,特别是汽车制造业。主要是因为在早期有一位特殊的人物出现了,奠定美国的汽车工业,他就是亨利•福特(Henry Ford, 1863~1947)。

亨利•福特

他在1903年成立福特汽车公司,在1908年推出了T型车,在1913年,他创立了全世界第一条汽车流水装配线,这种生产方式在后来被称为“福特制”,在全世界广泛推广。这种制度其实是在标准化的基础上大批量生产,成为劳动生产率很高的一种生产组织型式。所以可以说,福特的贡献就是世界上第一个使用流水线来“大批量”生产汽车的人。

这种生产方式是少品种、大批量生产的方式,用了大量的专用设备,专业化的大批量生产,提高了生产率,降低了成本。T型车在1913年推出五年后,在美国路上行驶的车辆,半数汽车是T型车(福特说:“任何顾客可以将这辆车漆成任何他所愿意的颜色,只要它保持它的黑色。”)。从我们现在来看当时这种情况会觉得不能接受,怎么只有黑色的车子?而且还是同样的型号,开出去就像是“撞衫”一样,大家开的车都一样地“撞车”。可是当时确实是因为这样的生产方式而降产品成本降下来,让更多的人可以买到更便宜的车子。

日本力量的诞生

美国的汽车业开始蓬勃的发展,而在大西洋彼岸的日本,也开始了汽车的生产,其中最具代表性的就是丰田汽车。丰田汽车的前身是丰田纺织株式会社,创始人是丰田佐吉,今天不介绍丰田纺织及丰田佐吉,而是由丰田佐吉的儿子,丰田喜一郎创立的丰田汽车。丰田佐吉在1930年临终前,告诉丰田喜一郎说:“我搞织布机,你搞汽车,你要和我一样,通过发明创造为国效力。”因此才有丰田汽车的诞生。

丰田喜一郎在1933年,在丰田纺织的仓库一角划出汽车研制的场所,当年4月买了一台美国“雪佛莱”汽车发动机进行反复拆装、研究、分析、测绘(用我们现代的话语叫做逆向工程);1933年9月开始着手试制汽车发动机。1934年,购回一辆德国产的DKW前轮驱动汽车,并经过连续两年的研究,于1935年8月造出了第一辆“丰田GI”牌汽车。丰田喜一郎在1937年8月27日于爱知县举田町设立“丰田汽车工业株式会社”,但刚成立就遇上了一场几乎使其倒闭的危机。那时候世界经济危机冲击着日本,而建厂、买设备及原材料需要大量的资金,但市面上货币流通不足,借贷也困难,手上资金几乎消耗殆尽,公司快要倒闭了,这时候日本爆发了侵华战争,丰田公司与其他许多生产厂家都被纳入战时军需工业品的生产体系中,陆军将其所有库存货车一次购光,这才使其摆脱了危机。

丰田喜一郎

战后,企业得以开始回复正常的发展,当时的美国汽车业是世界的典范,日本人也大量地派人前往参观考察,时任丰田董事的丰田英二(丰田佐吉的侄子)也在1950年到美国汽车厂参观学习。回国后和当时负责丰田机械厂厂长的大野耐一讨论,认为美国这样的大量生产方式不适合日本,因为当时日本市场比较小,需要的品种比较多,日本这种多品种小批量的需求不适合大量生产。同时在二战后,日本外汇不足以购买外国的设备,所以丰田英二和大野耐一开始发展适合日本需要的生产方式。这里省略30年的发展介绍,因为经过30年的努力,丰田已经发展出完整的生产体系,日本整体汽车工业也超过了美国,年产量超过1300万辆,占世界汽车总量的30%以上。

丰田英二

其实在1945年8月28日,也就是日本宣布投降以后的13天,日本通产省就召集各汽车公司负责人开会,讨论汽车工业的再建问题。当时因为是美国占领时期,不可能实行市场保护,所以有人提出说,美国生产的轿车都是大排量发动机,基本没有1500毫升以下的小型轿车,如果日本生产排量1500毫升以下的小型轿车,就可以避开与美国汽车厂的直接竞争。这一战略看似被动无奈,但是就在1973年的石油危机之后,成为日本汽车占领美国汽车市场的关键武器。

大野耐一的出现

大野耐一

1912年出生于中国大连,1932年从名古屋高等工业学校机械科毕业,进入丰田纺织公司,随后在1934年调入丰田汽车。1945年二战结束后,丰田汽车一度陷入非常危险的境地,年汽车销量下降到了只有3275辆而已。汽车滞销,工人罢工,而且持续相当长时间,丰田几乎濒临破产。那时的丰田不但资金短缺,还面临着原材料供应不足,而且当时日本汽车制造业的生产率和美国差距相当大。在如此严峻的现实面前,丰田喜一郎提出:“降低成本,消除不必要的浪费。用三年时间赶上美国!否则,日本的汽车产业将难以为继!”

“三年赶超美国”这个追赶目标逼着大野耐一就把把眼睛死死盯住现场管理,日夜苦思为什么美国的生产率比日本高出几倍?一定是日本存在着大量的浪费!那么如何能找到更好的生产方式呢?

丰田生产方式的诞生

丰田生产方式可说是从大野耐一开端,他主要开展了四项革新举措:1. 生产线的整流化、2. 拉动生产、3. 自働化、4. 平准化生产。

首先是生产线的整流化。大野耐一学习福特的流水线工作方式,将“以设备为中心进行加工”的生产方式改变为“根据产品的加工工艺来摆放设备”,形成专线生产,并计算出每个产品的节拍时间。所谓节拍时间,即如生产A产品,一天需要420个,一天的劳动时间是7小时420分钟,那么生产一个A 产品的节拍时间是1分钟。依照这样的节拍,生产线只要按节拍时间持续流动生产即可。节拍时间是TPS中最重要的概念。

再来就是拉动生产。还没有建立丰田生产方式之前,是生产计划部门把计划发给各个工序。但是由于各个工序发生故障时间不同,造成有的工序生产的部件多,有的生产的部件少,导致生产线运转不流畅,且反复发生造成库存。大野耐一听说从美国超市的供货方式得到了启发,超市需要补货的时候才会有货物送到超市,所以他产生了一种没有浪费的流程假设,大野耐一创造了后工序到前工序取件的流程,使推式生产变成了变成了拉动式生产。下一道工序每拉动一下,就带动上一道工序的运转,从而消除了库存。

第三个是自働化。日本在战后从欧美进口了很多自动化设备,但实际上每台机床边还需配备一名工人看管,机床发生故障时,再去叫修理人员来修理。大野耐一觉得这件事很愚蠢,买了自动机械却没有发挥任何好处,就思考如何做到不靠人看着机床可以的方法。他想到了丰田佐吉的发现:以前的织布机在织造过程中,如果一根经线断了或纬线用完了,得靠人巡回检查发现停机来处理,不然就会生产出大量的不合格品。应该要给设备赋予类似人的“智能”,装上判断设备运行状态是否正常的装置,当出现上述情况时自动停机,提高劳动效率又减少不合格品。大野耐一认为,“一切问题都归结于机器”是一件需要高度警惕的事情,因为机器没有能力辨别是非,更不可能发现问题和解决问题。所以大野提出了自己的“自働化”的概念:让机器也有人的智慧——当机器生产出了不合格的产品时,就会“自动”停下来。

第四个就是平准化生产。基本的概念就是在一条生产线上,将要生产的不同型号的产品,依照需求比例连续地生产。例如要生产300台A、200台B、100台C,传统的做法就是A生产完后生产B,B生产完后再生产C。而平准化生产就是3台A、2台B、1台C这样地连续地生产。

大野耐一在丰田汽车任职时,写了两本著名的书,第一本是1978年出版的《丰田生产方式》,第二本是1982年出版的《现场管理》。这两本书奠定了丰田生产方式的基础,并由此发展壮大。我们后续在针对这两本书来做深入的分享。

但是在这里要先介绍丰田屋(TPS House),这是TPS的架构,也是经过时代的演进来到下图的阶段。我们未来再做演进的介绍。这边主要要说明的是丰田生产系统的两大支柱:准时生产和自働化。刚才提到准时生产的基础来自于大野耐一的整流化改善及拉动生产。自动化也是来自于大野耐一的自动化革新举措之一。而两大支柱的基础是平准化生产,支持平准化生产的要素是平稳及标准化的流程,因为如果不稳定及没有标准的生产流程,没法达到平准化生产。这里面我们还要提到中间的推手就是持续改善以消除浪费及团队合作。

TPS House

到这边我们先对丰田生产方式的认识稍做暂停,我们把焦点转向精益生产的发展路线。

一个发展性的转折-The Machine that changed the world

The Machine That Changed The World

这本书是由James P. Womack、Daniel T. Jones、及Daniel Roos三位教授合著。

前面讲到在石油危机前后,日本车大量入侵美国和欧洲市场,在市场上斩获大量的份额,也是James P. Womack 等MIT的人所参与的International Motor Vehicle Program (IMVP),一个致力于汽车产业发展的研究计划将重点放在研究源于日本的Lean Production和传统亨利福特开创的大量生产(mass production)的区别的时候。

这个计划研究了汽车产业链的所有环节,从市场调研,产品设计,开发,供应链,工厂运营,销售一直到售后服务,参与者从MIT,苏萨克斯大学、牛津大学的教授、学者,北美,欧洲以及日本工作的众多工程师,在1985年筹集了500万美元的资金用于研究计划,用了五年的时间,对90多家汽车厂进行对比分析,探索了大量制造和lean production在整个产业中的区别。在这个计划中,精益生产(Lean Production)第一次被系统性的阐述,正式出现在全球汽车行业从业者的视野里,让大家了解原来日本的顶尖汽车行业是这样的。这个计划的成果之一,就是在1992年出版的这本书《改变世界的机器》。在书中把丰田生产方式定名为精益生产,并对其管理思想的特点与内涵进行了详细的描述。主要分为三大部分:

精益生产方式的起源(大量生产方式的兴衰、精益生产方式的兴起)

精益生产方式的要素(运营工厂、设计汽车、供应链协作、客户关系、管理精益企业)

精益生产方式的扩散

我们以后再深入探讨这本书。

从经验到理论-Lean Thinking


1996年,James & Daniel出版了可说是《改变世界的机器》的续篇《精益思想》。从理论的高度归纳了精益生产中所包含的新的管理思维,并将精益方式扩大到制造业以外的所有领域,把精益生产方法外延到企业活动的各个方面,不再局限于生产领域,从而促使管理人员重新思考企业流程,消灭浪费,创造价值。这本书主要分为四个部分:

第一部分阐述了一些简单而有效的原理,可以帮助所有行业在任何商业条件下创造持久的价值。

第二部分说明如何应用这些原理,包括应用步骤和设计不同规模企业的应用实例。

第三部分说明了如何通过不懈地关注个产品的整个价值流,创建真正的精益企业:在尽可能减少实践、成本、和出错的同时,使为顾客创造的价值实现最大化。

第四部分讲述时至今日精益思想的发展。

詹姆斯·沃麦克(James Womack)和丹尼尔·琼斯(Daniel Jones)在《精益思想》中提炼出精益管理五原则:

顾客价值(Customer value)

识别价值流(Value stream mapping)

价值流动(Value flow)

需求拉动(Pulling)

尽善尽美(Perfection)

精益管理的核心思想可概括为:消除浪费、创造价值

小结

在核心思想方面:

TPS丰田生产方式是准时化,从客户视角来观察生产过程。而精益生产是价值流动,从原理上总结的准时化的原理。精益生产是对TPS的理论提炼和总结,也包括扩展。

指导思想都是彻底消除浪费。TPS的最终目的在于缩短生产过程周期时间。精益生产主要是降低成本。

在推动方式上,TPS建立以“持续改善”为主流的企业文化,倡导和推动全员参与,解决问题,持续改进和创新,也会激励和表彰因为减轻1克的重量且不能带来成本上的节约的改善行为。精益生产成为工具、方法和原则,较少全员参与的推动机制。

个人看法

从TPS发展到精益思想,不管后来各种生产系统的推出,都回避不了TPS中的基本要素,所以可以说TPS是所有生产系统的核心,以此核心发展出适合各家公司的生产系统。

我们以后再来介绍大野耐一的著作,因为大野耐一的两本书都是现场应用的书籍,讲到很多工具,因为大野耐一的学历较低,是现场实战型的,所以著作就是其经验的累积。但是这些实战经验有时候很难推广出去,特别是对汽车业(还汽车业的配套供应商制造业)以外的行业及公司,因为没有办法融入丰田的那种生产情境。在《改变世界的机器》这本书中,一堆教授调研日本汽车业后道出了日本汽车业制胜法宝就是他们那种精益生产(Lean Production),并在之后将这精益生产提炼到思想的层面。西方世界具有科学精神,需要建构模型,所以《精益思想》这本书满足了西方世界的思考方式,才可以成为一种思想推广出去。

在这里简单介绍精益思想的演变过程,我觉得主要的意义在于,我们从业者在学习一个工具、概念、模型、方法时,应该要去了解其缘起与发展,因为缘起有其当时的条件基础,或许现在的条件已经改变了,就需要因地制宜、因时制宜。另外发展也有其触发条件,例如当时如果没有IMVP这个研究计划,TPS还是TPS,仅存在丰田汽车或稍微扩大在日本境内。但是因为有这个号计划,得以透过学术界推广到世界各地,我们后辈从业者才有幸学习到这些知识。

最后的看法是,思想缘起及发展一旦充分了解,就可以稍微搁置一下,开始进入其内涵,学习里面的各种要素,开始实践。

接下来,让我们开始来逐一探究丰田生产方式(TPS)及精益思想(Lean Thinking)的美妙世界吧!

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