生产系统学-10生产系统的发展趋势

1、生产系统学,第十章 生产系统的发展趋势,第十章 生产系统的发展趋势,制造技术经历了三个主要发展阶段： 第一阶段:用机器代替手工，从作坊形成工厂； 第二阶段:从单件生产方式发展到大量生产方式； 第三阶段:制造的柔性化、系统化和智能化，建立了各种先进生产系统。,第十章 生产系统的发展趋势,当前制造业经常面临的问题 产能不够无法满足市场需求 不能按时按量交货 人员效率低下 库存太高，积压资金 质量无法满足客户要求 生产成本太高 问题重复发生，每日忙于救火 研发能力不够，量产时浮现大量问题 供应商无法准时保质保量交货,精益生产,敏捷制造,精益生产,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产的历史背景 20世

2、纪初，大规模的生产流水线一直是现代工业生产的主要特征 二战以后，社会进入了一个市场需求向多样化发展的新阶段，相应地要求工业生产向多品种、小批量的方向发展 1937年，日本丰田准时化生产JIT（Just In Time）生产方式被提出 1973年，丰田英二、大野耐一完善丰田体系 1990年，Lean Production正式被提出来,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产 精益生产（Lean Production，简称LP）是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织（IMVP）的专家对日本丰田准时化生产JIT（Just In Time）生产方式的赞誉称呼。 该体系目前仍然在不断演化发展当中。从过去关注

3、生产现场的Kaizen转变为库存控制、生产计划管理、流程改进（流程再造）、成本管理、员工素养养成、供应链协同优化等企业经营管理涉及的诸多层面。,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产 含义：精益生产就是通过消除企业所有环节上的不增值活动。来达到降低成本、缩短生产周期和改善质量的目的 思想基础：彻底的消除浪费，降低成本，获得企业整体利润的增加 核心:消除一切无效劳动和浪费，最求尽善尽美,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产中的不增值活动,消除！,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产中的浪费 1.过量生产（对在制品的控制） 2.库存（原材料、在制品、成品） 3.运输（无价值的转运） 4.等待（人等机

4、器、机器等人、人等人、不均衡） 5.动作（换模具、换工装的工作时间等） 6.不必要的过程（如进货检验等不增值的行为） 7.次品（返工、返修、报废）,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产与大批量生产的区别,第十章 生产系统的发展趋势,优化范围不同,大批量 生产方式,精益 生产方式,以财务关系为界限，优化自身内部管理，其次以市场为导向，优化资源配置,以产品生产工序为线索，组织密切相关的供应链，一方面降低企业协作中的成本交易，另一方面保证稳定需求与及时供应，以整个大生产系统为优化目标,第十章 生产系统的发展趋势,对待库存的态度,大批量 生产方式,精益 生产方式,库存管理强调“库存是必要的恶物”，是必

5、然也是必须的,库存管理强调“库存是万恶之源”， 视生产中的一切库存为“浪费”， 追求零浪费目标。,第十章 生产系统的发展趋势,业务控制观不同,大批量 生产方式,精益 生产方式,业务管理中强调个人工作高效的分工原则，并以严格的业务考核来促进和保证，同时考核工作防止个人工作对企业产生的负效应,在专业分工时强调互相协作及业务流程中的精简，消灭业务中的“浪费”。,第十章 生产系统的发展趋势,质量观不同,大批量 生产方式,精益 生产方式,将一定量的次品看成生产中的必然结果,基于组织的分权与人协作观点，通过消除产生质量问题的生产环节来“消除一切次品所带来的浪费”，追求零不良,第十章 生产系统的发展趋势,对

6、人的态度,大批量 生产方式,精益 生产方式,强调管理中的严格层次关系。对员工的要求在于严格完成上级下达的任务，人被看做附属于岗位的设备。,强调个人对生产过程中的干预，尽力发挥人的能动性，同时强调协调，对员工的评价也是基于长期的表现。更多的视员工为企业团体的成员，而非机器。,第十章 生产系统的发展趋势,表 10-1 精益生产与传统大批大量生产的比较,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产的三大支柱 准时化生产 成组技术 质量管理,第十章 生产系统的发展趋势,准时化生产 准确的材料和零件 准确的时间 准确的数量 必要的质量 送到准确的地点,作用,缩短生产周期 加快资金周转 降低生产成本,第十章 生产

7、系统的发展趋势,成组技术 揭示和利用事物间的相似性，按照一定的准则分类成组，同组事物能够采用同一方法进行处理，以便提高效益的技术,作用,实现多品种小批量、低成本、高柔性，按顾客订单组织生产的技术基础,第十章 生产系统的发展趋势,全面质量管理 以质量为中心 全员参加为基础 贯穿全生命周期 力求全面经济效益,作用,保证产品质量、维护企业形象 打造零缺陷,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产的工具,5S,可视化管理,问题解决,全员生产维护,标准化作业,改善,防错,看板管理,快速切换,制约管理,第十章 生产系统的发展趋势,5S,第十章 生产系统的发展趋势,5S推行目的 改善企业的品质，提高生产力，降低

8、成本，确保准时交货，同时还能确保安全生产并能保持并不断增强员工们高昂的士气。,第十章 生产系统的发展趋势,可视化管理 将需管理的对象用一目了然的方式来体现 5S 信息展示：质量、士气（出勤率、员工合理化建议等） 改善、交货、安全 目视控制：视觉63%，听觉30%，嗅觉5% 触觉1.5%，味觉0.5%,第十章 生产系统的发展趋势,可视化管理的目的 明确告知应该做什么，做到早期发现异常情况，使检查有效； 防止人为失误或遗漏，并始终维持正常状态； 通过视觉，使问题点和浪费现象容易暴露，事先预防和消除各种隐患和浪费。,第十章 生产系统的发展趋势,问题解决 三现主义：现场、现实、现物 一切从现场出发,针

9、对现场的实际情况,采取切实的对策解决。 问题解决的工具：P-D-C-A戴明循环 P (Plan)-计划；D (Design)-设计（原为Do，执行）；C (Check)-检查；A (Action)-处理，对总结检查的结果进行处理，成功的经验加以肯定并适当推广、标准化；失败的教训加以总结，未解决的问题放到下一 个PDCA循环里。 三不原则： 不接受、不制造、不流出不合格品,第十章 生产系统的发展趋势,8D（DISCIPLINE纪律）问题解决的步骤： D1：认识问题（检查表）和建立团队 D2：有无类似风险的产品和工艺工程 D3：临时对策（24小时内）遏制症状和趋势图 D4：根本原因分析为什么流出？

10、 D5：根本原因分析为什么制造？ D6：永久对策（10个工作日）选择纠正措施 D7：验证永久对策 D8：关闭（4060天）经验教训和再发防止,第十章 生产系统的发展趋势,全员生产维护（TPM） TPM起源于全员质量管理（TQM），是以提高设备综合效率为目标，以全系统的预防维修为过程，全体人员参与为基础的设备保养和维修管理体系。 指标： 综合设备效率（OEE）=设备利用率x人工效率x产品合格率 其中：设备利用率=实际开机时间/应开机时间 人工效率=标准节拍/实际节拍 产品合格率=合格品/总产量,第十章 生产系统的发展趋势,全员生产维护（TPM） OEE性能在85%以上，一般需要： 1. 初始清扫

11、,操作者意识到清扫即点检 2. 脏乱的因果对策分析（鱼骨图-石川图） 3. 制定清扫润滑的标准 4. 整体点检 5. 自主点检一线员工自己点检 6. 标准化（纪律） 7. 彻底实现TPM,第十章 生产系统的发展趋势,标准化作业 定义：对在作业系统调查分析的基础上，将现行作业方法的每一操作程序和每一动作进行分解，以科学技术、规章制度和实践经验为依据，以安全、质量效益为目标，对作业过程进行改善，从而形成一种优化作业程序，逐步达到安全、准确、高效、省力的作业效果。,第十章 生产系统的发展趋势,标准化作业的三要素 节拍时间：完成一个工序所必要的时间 作业顺序：要做的事情按预先设定好的步骤工作 标准在制

12、品：维持正常中作进行的必要库存量,第十章 生产系统的发展趋势,标准化作业的目的 对作业流程、作业方法、作业条件加以规定并贯彻执行，使之标准化,第十章 生产系统的发展趋势,改善 基本理念：前提员工在各自的工作区域内进行小规模的持续的增值的改变，以产生积极的影响 改善是基础是标准化作业，终点也是标准化作业 对象：节拍时间，作业顺序,第十章 生产系统的发展趋势,改善的过程： P-计划（找到浪费、收集数据、确定预计结果，找到方案） D-试行（实施方案） C-核查（评估） A-实施（标准化，防止再发生） 改善优先性： 人方法物料机器 选择改善机会时，以成本和是否容易达到来决定优先性,第十章 生产系统的发

13、展趋势,防错 如何达到防错？ 不接受，不制造，不流出 自动化三原则 1. 异常立即停止 2. 快速响应解决问题（8D） 3. 人机工作分离（提高安全、质量、效率）,第十章 生产系统的发展趋势,看板,第十章 生产系统的发展趋势,看板管理 定义：指为了达到JIT准时生产方式而控制现场生产流程的工具。 分类： 取货看板（WK、出库） 生产指令看板（PIK、入库） 看板实现两个“实时控制” 帐实一致 生产计划,第十章 生产系统的发展趋势,看板种类用途 1、工序内看板。指某工序进行加工时所用的看板。这种看板用于装配线以及即使生产多种产品也不需要实质性的作业更换时间（作业更换时间近于零）的工序，例如机加工

14、工序。 2、信号看板。信号看板是在不得不进行成批生产的工序所使用的看板。例如冲压工序、树脂成形工序、模锻工序等。与上述的工序内看板不同，信号看板中必须记载的特殊事项是加工批量和基准数。 3、工序间看板。工厂内部后工序到前工序领取所需的零部件时使用的看板。 4、对外订货看板。这种看板与工序间看板类似，只是“前工序”不是在本厂内，而是外部的协作厂家。对外订货看板上需记载进货单位的名称和进货进度。 5、临时看板。进行设备安全、设备修理、临时任务、或需要 加班生产时所使用的看板。,第十章 生产系统的发展趋势,快速切换（Single Minute Exchange of Die） 起源：SMED在50年

15、代初期起源于日本，由Shigeo Shingo在丰田企业发展起来，Single的意思是小于10分钟(Minutes) ，最初使用在汽车制作厂，以达到快速的模具切换(Exchange of Dies) ，它帮助丰田企业产品切换时间由4小时缩短为3分钟。 受益：不需额外的库存即可满足客户要求，缩短交货时间即资金不压在额外库存上，减少调整过程中可能的错误，缩短切换的停车时间意味着更高的生产效率，即OEE提高。,第十章 生产系统的发展趋势,SMED的优点,第十章 生产系统的发展趋势,SMED的步骤,第十章 生产系统的发展趋势,第十章 生产系统的发展趋势,制约管理（TOC） 任何系统至少存在着一个制约因

16、素/瓶颈，否则它就可能有无限的产出。因此要提高一个系统 (任何企业或组织均可视为一个系统)的产出，必须要打破系统的瓶颈。任何系统可以想象成由一连串的环所构成，环与环相扣，这个系统的强度就取决于其最薄弱的一环，而不是其最强的一环。 系统最终的产出将受到系统内最薄弱环节的限制。换言之，任何一个链条的牢固程度取决于它最薄弱的环节。,第十章 生产系统的发展趋势,TOC的步骤 1.找出（Identify）系统中的瓶颈。 2.最大限度利用（Exploit）瓶颈，即决定如何挖尽瓶颈 3.使企业的所有其他活动服从于第二步的决定，即迁就瓶颈 4.打破（Elevate）瓶颈，提升瓶颈的产能，使瓶颈转移到别处 5.

17、 重返（Repeat）第一步，找出新的瓶颈，别让惰性成了瓶颈，即持续改善,第十章 生产系统的发展趋势,精益思想的原则,Value 价值,Perfect 完美,Value Steam 价值流,Demand Pull 需求拉动,精益生产 系统,Flow 流动,降低成本，改善质量，缩短生产周期,没有任何事物是完美的不断改进,站在客户的立场上,从接单到发货 过程的一切活动,流动畅通,按需生产,第十章 生产系统的发展趋势,精益生产体系的概念,第十章 生产系统的发展趋势,世界汽车总装厂的主要指标比较,敏捷制造,第十章 生产系统的发展趋势,敏捷制造的历史背景 20世纪7080年代，美国由于政策导向失误，使制

18、造业众多产品在世界市场所占份额不断下降，美国在制造领域的霸主地位逐渐丧失。 为了恢复美国制造业在世界上的领导地位，20世纪80年代末美国国会指示国防部拟定一个制造技术发展规划，要求同时体现美国国防工业与民品工业的共同利益，并要求加强政府、工业界和学术界的合作。 在此背景下，美国国防部委托 Lehigh 大学与 GM 等大公司一起研究制定一个振兴美国制造业的长期发展战略，最终于1991年完成了 “21世纪制造业发展战略” 报告。在此报告中提出了 “敏捷制造” 的概念。,第十章 生产系统的发展趋势,敏捷制造 定义：指制造业采用现代通信手段，通过快速配置各种资源（包括技术、管理和人），以有效、协调的

19、方式响应用户的需求，实现制造的敏捷性。 核心：企业在不断变化、不可预测的经营环境中的快速重构能力，具体表现为多个企业的核心制造能力构成的动态组织。,敏捷制造是制造系统为了实现快速反应和灵活多变的目标而采取的饿一种新的制造模式。,敏捷制造,第十章 生产系统的发展趋势,敏捷制造 敏捷是企业在竞争中取得成功的核心能力。 主要表现在： 企业面对变幻莫测的市场需求能迅速做出判断和反应； 企业具有有效、迅速的整合各方面资源并进行生产的条件和能力。,第十章 生产系统的发展趋势,敏捷制造的框架,第十章 生产系统的发展趋势,与大批量生产方式相比，敏捷制造的主要特征为： 1.全新的企业合作关系虚拟企业或动态联盟 2.高度柔性的、模块化的、可伸缩的生产制造系统 3.为订单而设计，为订单而制造的生产方式 4.大范围的通信基础结构 5.高质量”的产品 6.具有高素质的劳动者 7.基于信任的雇佣关系 8.基于任务的组织与管理,第十章 生产系统的发展趋势,与其他先进制造模式（如准时生产、精益生产等）相比较，敏捷制造的主要特征为： 1.以满足敏捷性用户需求，获得利润为目标 2.以竞争能力和信誉为依据，选择组成动态联盟的合作伙伴 3.基于合作间的相互信任、分工协作、共同目标来有力地增强整体实力 4.信息技术有力地支持敏捷制造，基于开放式计算机网络的信息