TPS理论（4）.doc

第四章 设备工位的布局1TPS在设计阶段的重要性通过改善生产线的浪费而将其彻底排除，从而降低生产成本是TPS活动的目的。但是，如果我们仔细观察，就不难发现有的生产线容易出现问题，有的生产线不怎么出现问题。特别是有些时候，在容易发现问题的生产线上，有些浪费现象就算你清楚的认识到它一定会发生，可是因为很难应对，依旧束手无策。这些问题，由生产线形态与设备的式样引起的也不在少数。 容易出现浪费的线体 很多情况不好处理 既存的生产线 不太出现浪费的线体（不好做对应处理的线体的实例）作业孤岛成品原材料TPS观点认为工艺布局最坏的情况之一是“作业孤岛”。而这样一个工人散布在大型设备中的工场就是最具代表性的例子。（1） 这种生产线上的问题点1 即使进行作业改善，也只是增加了工人等着工作的时间，并不能抽调出人来。2 不能根据生产量的变动进行人员的抽调，减产时生产效率剧减。需要投入大量改善费用在工厂设计阶段就沿用TPS思路3 若想消灭作业孤岛（2） 最好的对策从一开始就就不建这样的工场在本章，将围绕为了建成不易出现浪费、能提高生产效率的工场，在工场设计阶段应该注意的事项进行解说。2JUST IN TIME与工艺设计2-1减少库存的必要性减少库存的目的，有如下三个方面：1 优化资金周转。2 排除“库存浪费”，提高收益率。3 使问题点显在化，强化生产体制。（1）优化资金周转若减少库存、缩短下线周期，则投资的资本能很快的被转化成现金，可将其作为增加利润的流通资金再次运用。并且，若这种状态的资金周转能稳定优化，则能减少贷款、削减利息负担。缩短生产周期销售购入原材料现金化（流通资金）加快资金回笼（2）排除“库存浪费”，提高收益率若存在库存，则必须额外多出保管的仓库和空间，又会产生每天的维护与库存管理等多余的工作，甚至有些地方想要将这个负责的系统进行信息化管理。允许多余的库存存在的观念是阻碍收益率提高的要因。需要多余的仓库和面积库存维护的浪费库存管理的浪费浪费库存利息（3） 使问题点显在化，强化生产体制在减少库存的目的中，最重要的一项就是这种通过使问题点显在化来强化生产体制的想法。（问题显在化的形成机制）我们想一下当某台生产设备停工时的情况。1 库存多的工场整个一下子都停了设备故障1、设备故障如图所示，在库存很多的工场，即使设备2停工，设备1和设备3也要一直将库存消耗完。2无库存的工场前后不能马上停下来如果没有库存，若设备2 停工，则前后工序也会马上停下。若在少量库存下进行同步化生产停线若某一处停工，则全线停工。在这种条件下，只有班长自己苦于处理问题的局面就会变成工长来想办法、场长来想办法，甚至是社长也来想办法的好现象。这样，“问题被放大，改善的需求不言而喻”。TPS还有一个目的就是“通过在高层采取行动，提高处理问题的速度”。2-2在工艺设计上考虑如何减少库存 1 消除停滞 缩短生产周期2 不过早生产节拍生产（TAKT）3 不过多生产小批量生产2-2-1减少库存的要点JUST IN TIME在一个将库存量控制在最小范围的工场，有以上几点 生产技术人员在工艺设计时必须考虑怎样才能满足这三个要求。2-2-2缩短生产周期（消除停滞的工艺设计）（1） 生产周期所谓生产周期是指从看板被摘下到看板启动生产、加工、直到发货的一连串活动所经过的时间段。生产周期=总库存量*（注）因为现在是讲的是工艺设计方面的内容，所以不考虑信息停滞时间。基本的思路若以一条线体为单位来看发货买入原材料（2） 生产周期的内涵若要分析生产周期的组成就可看出，真正用于生产加工的时间只是短短的几分钟或几小时（若有热处理则是最长的），比加工长几十倍、几百倍的是停滞时间。生产周期的内涵 停滞的内涵加工停滞 工序内的暂存正常生产时工位间的在制少 线体设备间库存（中间库存）多 成品库存多 并且，在停滞中，存在于线体之外、比工序内的暂存正常生产时工位间的在制品要多、被称为中间库存和成品库存的东西占多数，生产周期因为这些库存而变长。（3） 缩短生产周期的思路消除停滞，缩短生产周期的方法有好几个。从“工序流程化”方面而言，有如下四个项目。1 整流化极力消除前后工序间的分流、合流2 同步化将前后工序的生产需求数、生产时间、生产顺序等协调一致3 线体化将设备按工艺顺序摆放4 1个流程将设备、线体设置成能一个接一个（顺序）生产的状态2-2-3节拍生产（能按照销售速度进行生产的工艺设计）（1） 何谓不能按节拍生产的设备、线体在现在爱信的工场中就有不能按节拍生产的设备、线体。（不能按节拍生产的主要原因）1 是连续自动启动的设备2 因其品质特性不能停下的设备3 返修加工的设备4 其他（不良、间歇停线、工作量差别、能力不足等）这些因素交错重叠，现场积有大量库存的情况并不少。（2）节拍生产的要点1 能控制生产速度的设备、生产线的样态1循环启动（可停止的设备）AB制动2 一个接一个顺序生产的设备 在生产右倾的时代，速度很快的设备被大量开发。 这种重视速度的想法，有如下几个缺点： 因为一般都是高价设备，所以设备折旧费超出预计速度快的设备 因为设备的高度化、复杂化，进行保养的间接管理人员增加容易招致生产过剩，产生浪费作业 苦于生产量大幅上升的时代因为想要稳步生产，所以制造多个低价、小型的设备集中考虑人的效率 2-2-4小批量生产（设计能按销售单位进行生产的工位） 为了强化生产体系、更加降低成本，并且为了实践JIT和平准化，进行小批量生产是必要不可缺的。（1） 关于小批量生产与库存的关系一旦生产批量过大，库存就会增多的理由有如下三方面：1. 生产制造单位大于后工序取料单位。本工序大批量生产Abc被平准摘下时 前工序等待生产 为了不造成对后工序的缺件 的时间变长 ，需要储备库存3 平准化不可能实现，特别是要求在前工序要有大量库存。在前工序需要准备大量库存每次到前工序取料的单位量变大2 生产周期变长，若不备大量库存，就会造成对后工序的缺件（满足不了后工序需求）。（2） 小批量生产的要点小批量生产的要点自然是要求“缩短换产时间”。人们普遍认为在线体设计阶段要预测将来的零部件和成品的形状是很困难的，所以必须尽量努力地开发出换产时间短的（或者是无换产的）设备。小批量生产换产时间短（将换产减少到最小的关键）1设备 工装通用化、线外换产、换产一步到位化等2部件供给方式 后补充供给 （若是顺序投入，则容器大小成为制约因素）2-3必要库存的储备方式之前我们一直讲的都是怎样减少库存，不过因为在成本与技术层面上的制约，有些情况下不得不储备库存。接下来解释在工艺设计上必须考虑的事项。（1）库存的储备方式如图所示，因为类型和型号同，物品的流向流程也不同，在分流合流处一定会产生库存。手插线量多的型号量少的型号产生库存在这样的生产线体，首先必须考虑整流化。但在不得已的情况下，为了（不生产过剩）将产生的库存置于管理状态下，要设STORE/货架，进行后补充生产。本组装线前组装量少的型号量多的型号手插线后补充生产后工序取料进行库存管理（防止生产过剩）除此例之外，也还有很多必须储备库存的情况，必须设置STORE/货架，使能对其进行管理。并且还必须保证其储存面积。（2）库存的储备量要估算适当的库存量是非常困难的，最理想的是后工序一次取料的量。后工序一次取料的量 +：由后工序生产与取料的波动、体的生产效率等的安全量决定在估算库存量和及STORE/货架的大小时，工艺设计者必须以后工序取料方式及生产方式为中心，调查、设计前后工序的结构。3人的效率和工艺设计3-1何谓人的效率所谓人的效率是指“以JIT为前提，可一直追求一人工作量的最大化”。（1） 何谓“以JIT为前提”即使高效率的生产不必要的东西，那只是“表面效率”，只是在使用浪费的劳动力。例 当需求数为70个时实际效率=70%以100%的效率生产了100个（生产了30个无用的）也就是说：效率是以“在必要的时间按照必要的量生产必要的物品”为前提进行效率核算的。（2） 何谓“一直”在生产现场，有很多如生产量、工人、在产的机型、环境等可变因素。因此，要求必须进行能灵活的应对这些变化的工艺设计。生产量的变化 少人化的线体建设工人的变化 工作效率的提高（不需要技术、窍门的操作，简单的操作）在产机型的变化 换产时间的缩短、设备的通用性（3） 何谓“追求一人工作量的最大化”它指的是给每个工人分配100%有附加值的工作的努力。增加附加价值的工作时间（秒）1人工= 定时的生产时间26700（秒）但是，在广义上，搬运和检查被认为是有附加值的工作。 3-2人的效率和设备的效率一般在TPS中，“人的效率”优先于“设备的效率”。它想的是即使降低设备的开机效率，也要优先考虑消除工人等着干活的现象。理由1 因为设备若用旧了可能会成为一堆废品，可必须永久的支付工人佣金，且佣金还有逐渐增多的性质。3-3以人的活动为中心的工艺设计3-3-1可组合标准作业的线体 要与需求量协调，使生产高效进行，必须规定工人能与节拍时间吻合，进行反复作业的“标准作业”。 设计能简单作出标准作业的工位，是生产技术人员的一个重要作用。（1） 为了组成标准作业若将生产现场的工作大致区分，有如下几类：1 不可预测的工作（处理间歇停线、不良等异常的工作）2 可预测的工作（组装、搬运、换产等） 对于2类的“可预测的工作”，可通过尽量将其定为标准作业，让工人在节拍时间内反复操作，可将生产置于管理状态之下。也就是说在工位设计阶段，必须准备好可以按照节拍时间反复操作的条件。（2） 工位的组合方式（有人的线体）容易组成标准作业的线体必须具备如下三个条件。1 设备布局应该是一个人可操作多工位的2 是一个流程（设备能一个接一个顺序生产）3 设备一个循环停一下（不能连续起动）1 一个人可操作多工位的布局若要一个或一组工人操作节拍时间各各不同的线体（设备），则不能进行重复作业。因此有必要将节拍一样的工艺设计成能按照顺序操作的布局。工序零部件种类可以进行反复作业不可能进行反复作业2 一个流程若是处于有修整加工和一次加工多个部件（指上工序下来过来的）的线体，则重复作业会变得很复杂，工人会很混乱，也很难维持标准作业。有一次取多个部件的设备的线体换产时若要更换工装，要考虑缩短换产时间（一个接一个顺序生产的设备）若设备能力怎么也不能满足一个个加工，可做如下调整1）部件在入口处是一个接一个放入的可进行标准作业2）工艺分割 虽然一次是加工多个，但用定位器一个个放入作业顺序简单很难遵守标准作业要求作业顺序很复杂3设备一个循环停一下（不能连续起动）若有与工人的速度无关系不停持续运转的设备， 就不成为重复作业则很难进行稳定的标准作业就要对暂存的工作进行维护当操作误时时连续起动的设备连续起动的设备 人要根据设备的运转来动循环起动的设备 设备配合人的动作运转因此，需要设备是一个循环一停在怎么也不能停下锅炉、清洗槽的工作的情况下，要设置相当于生产周期的缓冲装置生产周期 这种情况就属于在锅炉前后工序时操作同步化的例子。（为了使AB间维持正常生产的在制品保持一定数量，最好设置AB制动装置）（3） 线体外的标准作业（排除处理异常的情况）：线体设计也必须考虑到怎样才能使线外工人也根据需求量进行重复作业，因此在线体设计阶段必须下工夫使部件供应及质检等的原单位保持一致。还有就是在定量作业与定式作业的组合下很难构建标准作业，最好是避免这种混合。3-3-2电子看板的活用为了追求一人工作量的最大化，也要活用电子看板来提高那些没办法列入标准作业的异常处理作业的效率。这样，作好能活用电子看板的准备也成为生产技术人员的一大作用。（1） 有人操作的设备若是工人用来进行重复工作的设备，为了工人能检查不异常，要在操作工的近旁设置控制电子看板的开关。（2） 无人操作的设备若是像自动机械这样不需要人反复操作的设备，为了省掉监视异常的工作，要使所有的异常显示在电子看板上。这样，可实现带人旁的“自 化”。（需要进行异常监视的线体，不能说是“自 化”）在电子看板形式上必须注意的事项1 必须在信号板上显示所有需要处理的信息。（异常停止、更换刀具、质检、供给部件、换产等） 如果有漏掉的，就不会省掉监视作业。2 必须能明示是在处理中、还是呼叫中。（用亮灯和闪烁来区别）3 必须能明显区别在设备停止时，相关人员该不该去处理。（计划停止等电子看板不亮灯）设置电子看板的注意事项1 一眼能看到所有设备的电子看板电子看板实例 在线体一旁的通道上可以看到的位置2电子看板的设置场所 在问题处理人员的岗位上能看到的位置3因为在新增设备上连接电子看板的效果不好，所以要注意。3-3-3少人化的思路为了在即使生产量发生变化的情况下都能一直发挥最大个人工作效率，有必要在工艺设计阶段就考虑到少人化。（1） 不制造作业孤岛在生产量发生变化时，最防碍少人化的就是“作业孤岛”。如果出现“作业孤岛”，要改变线体内的人数就很困难。若按照固定节拍生产，就一定出现工人等着工作的状况，会降低人的工作效率。（所谓作业孤岛）指的是偏离设备布局的工位作业孤岛设备方面 1 购置宽度窄的设备和小型设备2配套装置的外突部分不要设在操作侧设在背面或前面设备小型化很宽的设备1）将设备做成可移动式 2）将架子和皮带设位为可移动式【不要在操作侧设安保空间】若设备背面或前面腾不出空间设在背面或前面布局和工艺设计方面 1 将自动机械与手动机械分离2不设遮蔽物2 产能力要能确保工艺设计目标。（不产生生产时间差）若有能力不够的设备或线体，则不能兼任前后工序的工作。不要产生生产时间差在工艺设计阶段，要综观整个工序，不要使前后存在能力差3 不产生一些令兼任作业无法进行的条件 水、油、温度、防尘等作业尽量安排在设备背面，要不影响操作侧。 若在作业上产生了特殊的要求（如需要手套等），则必须考虑制作工装，使前后工序在同一条件下工作。 尽量不设那些需要特殊资格的工位。也就是要自 化。（2） 设计容易形成作业平衡的线体 若节拍时间较之关键操作的量要快，则很难取得作业平衡，也很难根据量的变化来给个人安排适当的工作量。 因此，在有手工操作的线体，要把节拍时间大致规定在2060秒内。节拍快的线体 TT=10秒时容易形成线体均衡节拍慢的线体很难取得线体均衡（要考虑设计成线体内关键作业的操作能往前摊的工位）若线体节拍时间慢，则会增加线体数量。因此，购入（开发）小型且便宜的设备变得很重要。（反之，就不再需要大型、高价、速度快的设备）（3） 确保同一节拍的线体的人数规模（大厂房化）只编制2、3人的线体，零头人工的损失很大，它自身与作业孤岛无异。为了尽量不产生这样的损失，很有必要将生产线设计为可兼任多工位操作、人数很多的线体。由零头人工产生的损失38人工由零头人工产生的损失08人工人数多的线体人数少的线体因此，我们就必须将线体整流化，尽量将前后工序连接起来。（4） 设计成以人员变更为前提的线体。要设计线体和设备时，不是考虑要固定线体内的人员，必须将根据生产量的变动人员也会发生变化的想法作为前提。设计成可移动式的 在部件车、架子、小型设备的脚上装上滑轮，使之可移动。将开关之类的也设计成可移动的架子设备shoot 将每次启动设备都要使用的开关（启动开关等）设为可移动型，使之无论是前后哪个操作工用都好使。操作工B使用时设备启动开关操作工A使用时3-3-4操作效率的提高 为了制造出工人负担低、操作效率高的设备和线体，有必要综合考虑人的动作来进行工艺设计。（1） 怎样考虑人的动作1 作业区域2 效率高的动作 ）很少的基本动作 尽量减少基本动作。）小幅度动作 尽量将操作动作设计为小幅度的。要使用的身体部位的优先顺序是手指 手 前臂 大臂 身体 脚。）双手作业 有一只手不干活，那是浪费。要定下是两只手同时动，还是交互动的顺序。）同时作业 在进行一个动作的同时，考虑与其他动作组合，同时进行。（同时作业）有“同时开关”为例。（2） 操作性能良好的布局为了避免出现不必要的动作，要尽量就近设置工位，要将操作台的位置、部件存放区、工具存放区等尽量设置在操作能在正常作业区内进行的地方。特别是要将主要的操作设计在最合适的最业区域。（3） 操作性能良好的设备1 宽度窄的设备 为了减少操作工步行的浪费，要设计宽度窄的设备。特别是要尽量设计成附带机器不会增加线体宽度的布局，要将安保空间尽量设计在设备的前面或背面