【精益讲堂】丰田生产系统(TPS)的理念与发展

精益生产源自于丰田生产系统,丰田生产系统(TPS)起源于20世纪50年代丰田汽车的大野耐一,他从理论上认为,任何超出生产给定产品所需材料、零件、设备和工人的最低数量都是浪费,因此会增加整个系统的成本。

精益生产的传播时间不可谓不长了,二十年、三十年、甚至可以说是五十年,但市场里还是充斥着各种各样的不同阐释。精益生产源自于丰田生产系统,丰田对丰田生产系统的解释:以追求最有效的方法实现彻底消除所有浪费为理念的生产系统(ムダの徹底的排除の思想と、造り方の合理性を追い求め、生産全般をその思想で貫き、システム化した生産方式)。

丰田生产系统(TPS)起源

丰田生产系统(TPS)起源于20世纪50年代丰田汽车的大野耐一(Taiichi Ohno),他观察到,亨利·福特(Henry Ford)设计使用的的大规模生产系统,在高增长和高产量时期有效地将制造产品的平均单位成本降到最低。但在应对选择性低水平增长的时期(如自1970年代中期石油禁运以来的情况)方面能力不足。他认为大规模生产系统产生的浪费是基于系统本身固有的生产过剩。他从理论上认为,任何超出生产给定产品所需材料、零件、设备和工人的最低数量都是浪费,因此会增加整个系统的成本。

美国汽车工业行动小组(Automotive Industry Action Group)对TPS的定义是:“TPS是一种通过消除浪费来提高总体生产率和质量的严谨方法。它规定只在适当的时间和地点以必要的数量生产和交付必要的高质量零件,同时使用最少的设施、设备、材料和资源”。

TPS使用了几个元素的组合。这些要素包括生产的顺利进行,提供流程的灵活性和多样性,工作的标准化,以及使用称为看板的订购和交付系统。均衡生产可以通过减少准备时间从而降低批量来实现TPS。

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JIT的目的是以只有一个在制品单位和最小产成品库存的方式生产。因此,不必要的库存是浪费,只有那些可以出售的商品才应该被生产。单件流的生产刚好能及时进入下工序,这是一个理想的状态!除了在某些流程中,没有一家日本公司可以达成。但是,这一理想对许多日本公司来说是必不可少的,他们积极努力,尽可能接近零库存生产。

丰田的经验表明,当准备时间和批量减少时,质量、浪费和工人的积极性将有显著改善。还将减少对货架、仓库、占地面积、叉车、输送带、质量控制和辅助人员的需求。

什么是浪费?

浪费在TPS环境下被认为是需求资源的最小数量以外的任何东西,这些资源对于增加产品的价值是绝对必要的。关键的操作短语因此变成了“增值”。使用TPS识别非增值活动并努力消除它们。

识别非增值活动的最简单方法是对整个工厂的流程中的每个步骤应用一些进行判别:每个步骤的活动是否会增加成本,但不会改变物品的物理或化学特性?例如检验、搬运、接收、业务营销。产品在运输过程中是否会停止或暂停?操作是为了返修第一次没有做好的产品吗?

在日本企业,质量控制并不是一个独立的职能部门,也不是一个专门的职业。日本人所做的就是用全面质量控制(TQC)的技术来培训和武装从成品到设计,从生产到销售的所有人员,并将质量控制部门的理念转变为全公司的质量控制。经过三十年的不懈努力和全力以赴提高质量,日本人谈到某些行业的百万分之几的缺陷,其质量水平远远超过西方工业。

TQC是一个常用于描述日本质量改善技术的术语,它包括一些TPS技术,并通过消除浪费来提高生产率。换句话说,TPS和TQC技术是有交叉重合部分。

对于日本工厂工人来说,TPS和TQC目标是合理、适当和易于接受的,因为TPS和TQC试图消除以下浪费的来源。

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看板(Kanban)系统

看板系统是一个“拉动”的库存补充系统,其基本目标是无库存生产。因此,领料看板优先于生产看板。看板的部件控制特性可以通过一种提高生产率的技术来增强:看板和部件的容器被一起收回,这会故意暴露输出不一致的问题,从而使问题产生的原因得到解决。

一个常见的误解是TPS是一种库存控制系统。此外,经常会发现将TPS与“Kanban”等同起来,Kanban是丰田日本公司开发的库存补充信息系统的名称。Kanban无疑是TPS生产中不可缺少的一部分,但丰田生产系统指的是所有的生产活动,而不仅仅是客户和供应商之间的物料流动。

TPS也被描述为一种通过减少库存来提高生产效率和防止产品缺陷的系统。它强调了这样一个事实:工厂里的库存是不受欢迎的,因为更多的原因,库存被普遍接受。它们隐藏了工序之间和部门之间的不平衡:工人空闲的时间、超员的时间、人手不足的时间、工厂产能过剩和维护不足的时间。

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 TPS的基本原则从上面可以明显看出TPS是:a.识别并消除延迟的任何原因, b.如果不需要,就不要生产。

多能工制度

多能工是流程型布局设计的关键因素,流程的布局或设计方式应确保一名工人能够处理两台或两台以上的机器,并从一个工作中心转移到另一个工作中心。多能工执行维护、质量检查和清理工作,他们还参与工作改善项目。

多能工的使用不仅减少了工人人数,提高了生产率,而且提高了工人的团队合作精神和士气。多能工可以被认为是工作扩大/充实的一个特例。日本人还大量使用成组技术(GT),即将多个工序组合成单元,以简化产品流程。

虽然流程灵活性似乎等同于缺乏标准,但TPS系统并非如此。工作标准化也是一个特点,包括标准循环时间、标准路线和转运箱中的标准数量。工作标准化导致产出率更加统一、不变。这使得将在制品数量减少到最小成为可能,这是TPS的目标。

员工在TPS实施中的角色

TPS的实施应用包括质量改善、生产率提高、不良减少、在制品减少、原材料减少、库存成品减少、节省空间、加强团队合作、提高员工士气和积极性,但是,TPS的实施需要管理层和工人之间的大量合作。

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如果零件不良,工人会立即解决,这导致不良的因素“提高对问题和问题原因的认识”。控制产品缺陷的想法是由工人、班组长、工程师或其他可能被要求帮忙的人提出的。对缺陷的重新控制进一步加强了废料/质量控制,循环重复。它还融入了削减批量和简化生产的周期。

TQC的影响是“减少返工工时”和“减少材料浪费”。此外,还有一个新因素“制成品质量更高”。在早期对TPS概念的描述中,成品质量的提高并不是TPS的结果。西方工业通过广泛的最终检验、返工生产线和废料箱,可以获得同样高的产品质量。实施准时制未必能提高产品质量,但能降低成本。相比之下,全面质量控制肯定会提高产品质量。

最小批量导致废品减少和质量提高的原因很简单:如果一个工人只制造一个给定的零件,并立即将其传递给下一个工人,如果该零件不适合下一个工位,第一个工人很快就会知道。不良很快就会被发现,其原因可能会被扼杀在萌芽状态,避免在发现不良前大量生产。不仅可以立即处理问题的原因,而且防止了大量不良的产生。

最终的结果是顾客将得到质量更好的商品,可能他们付出的价格更少。当TPS减少了不良和生产更多的高质零件时,在返工上的时间和成本就会减少。正如质量控制中所说,“质量是附加值,其余的都是浪费”。

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丰田取得的成功不仅仅是TPS工具的结果。关键是他们在实施系统之前做了些什么,这样才能让系统运行得这么好。 

许多潜在用户没有掌握TPS的理念和组织基础,尽管表面上看,TPS更多的是为了改善质量,而不是解决失控的库存。日本人认为后者是制造业弊病的症状,而不是原因,他们减少库存,以发现生产过程中出现故障的根源。

TPS的效用

TPS系统使制造业能够迅速应对市场上销售的产品和型号组合的变化。这是为了使公司具有人力调配的灵活性,以便在必要时重新分配员工,以生产所需的产品和型号。这种人力调配的灵活性为工人的裁员提供了一些保护。也就是说,当总需求下降或更高的生产率减少了所需的工人数量时,他们可能会被重新分配,而不是被解雇。

TPS的另一个好处是更快地响应市场需求。由于缩短了从订单开始到完成之间的时间,生产调度系统更加灵活,更容易适应工作负荷和需求的变化。因此,业务部门可以更快地承诺交货,并可以更快地改变产品结构或数量,也不再需要预测未来订单。通过理解TPS,我们可以学到一些经验教训。

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