六西格玛讲义—单元生产(1)

交货期与生产周期、在制品库存的关系
交货期=采购周期+生产周期+产品在途时间
在制品数量 等待时间 生产周期 交货期
什么因素影响在制品数量
各工序能力不平衡 批量加工/转移方式 布局 …
生产周期
从上例可以看出，生产周期不仅仅有加 工时间长短决定，还有等待、….
生产周期＝○加工时间＋◇检查时间＋→搬运时 间＋△停滞时间 决定了我们从哪几个方面作改善，使生产周期最 小化
成品 6
5
1
2
3
材料
4
优点：
平衡率最高，100% 缺点：
员工技能全面，培训难度大 要求机器设备数量充足
单元生产的类型
逐兔式单元生产线
定义：多人共有1条生产线， 作业方法：一人完结+你追我赶 物流：1个流 布局：U型
7
6
5
1
2
3
材料
4
优点：
弥补了屋台式对设备数量要求高的缺陷 缺点：
由于依旧为一人完结方式，依然要求员 工技能全面，培训难度大
缩短交期的途径，不仅限于增加库存，缩短生产周期是另外一个途径
生产与转移批量 工序间平衡能力
WIP
WIP生产周期
交期
实施改善
改善过程中似曾相识的现象---跟单员的作用
改善过程：单元化布局 多能工培训 减少中间在制品、消灭批量周转
改善结果： 生产周期缩短58.33% WIP库存减少82.11% 人员生产效率提高32.39% 财务状况改善明显
六西格玛讲义—单元生 产(1)
2021年7月11日星期日
背景简介
客户导向/客户驱动时代 客户需求的品种越来越多 客户需求的批量越来越少 客户要求的时间越来越短 客户要求的价格越来越低
我们需要一个 柔性生产系统
应对之策
为适应多品种小批量的、而且交货期短、客户不断压价的 市场环境 我们必须： 减少在制品库存、缩短生产周期/生产提前期（PLT） 降低成本，维持利润率甚至提高利润率 或者增加有效产出、扩大利润额 我们如何做到这些？
PLT或生产周期 = 存货数量×生产节奏
该法则明确指出缩短生产周期的方向：提高产能、减少在制品 产能（生产节奏）--不能大于客户需求节拍
影响生产周期的因素
生产周期 = 存货数量×生产节奏
待时间
=○加工时间＋◇检查时间＋→搬运时间＋△停滞等
这些因素主要有：
1. 生产/转移批量，在制品数量 2. 订单优先顺序（目标产品前有多少订单） 3. 生产切换时间 4. 加工本身时间/能力 5. 已经投入的任务数量 6. 1天工作时间的长短
切换
1000个A产品 上旬生产
预测型生产时， 报废损失风险很
大
切换
1000个B产品 中旬生产
流水线生产方式
切换
1000个C产品 下旬生产
单元生产方式
单元生产的其他优点
减少故障损失
在大批量流水生产方式下，一旦某个生产工序出现严重故障， 整条生产线都会受到影响，如果为了避免这种全面影响，只有 加大在制品库存（这也是流水线生产库存来源之一）
布局消除搬运减少WIP； 平衡工序能力减少WIP： 单元生产方式压缩生产周期的同时、因放弃专业化分工而降低了生
产效率了吗？
消除疑虑
我们通过一个示例来说明将一个大的流水线、放弃过度的专业化， 拆分成小线的好处
单元生产如何通过减少库存从而缩短生产周期
减少生产能力不平衡造成的在制品过多问题
按功能/设备类型布局的生产方式，各部门为成本最小化驱动下各自发 挥最大能力生产，而各部门的加工能力不可能一致
单元生产概念是由大型流水线反向引申出来的。其提倡把复合 式协作生产改为个体式自助生产，以适应多品种小批量以及不 定化市场需求。人工效率已经不再是唯一的努力方向，缩短生 产周期成了新的课题
案例
上海某工业集团以前是生产阀门的老牌国有企业，后来与美国公 司合资，双方各出资50%；合资后不久竞争对手林立，订单也越 来越刁钻，交期越来越短。
消除工序间因为较远的距离而设置的库存
按设备类型布局的生产方式，如果强制实行单件流或小批量流动，势必要增 加人员进行频繁运送 单元生产从布局上避免了搬运
P1
P2
1
2
锯床
3
1
热处理
2
磨床
按照设备功能布局
12 3 4
1
2
3
车床
压床
单元生产如何通过减少库存从而缩短生产周期
消除生产顺序不一致而造成的混乱
按设备类型布局的生产方式下，各加工车间按照自己的最优化 作业排序，这样到组装车间就会发现零件正杂乱无章的用向自 己的车间，正要装配的产品缺乏零件，暂时不装配的产品其零 件堆积。
一.几个重要概念
交货期—从顾客发出定单到收到产品的时间
从二十世纪90年代开始，交货期也变成了一个活跃的竞争因素 给传统企业带来一系列新问题（加急订单、计划变更、生产切 换）
生产周期—是指从原材料进入工厂到定单所要求之成品 全部流出工厂的时间，它包含：
等待时间 搬运时间 测试/检验时间 加工时间（∑process time）
生产情况说明：
阀门生产主要经过ABCD四个车间，生产批量100个、经过A车间加工 完后一起运到B车间加工依次类推直至到成品
从采购原料到生产出成品总共需要12天
大部分订单要求6天交货
中方负责管理公司的生产 很多订单无法完成
美方负责财务和市场
什么订单都接，不然盈亏 平衡都达不到
案例
中方经理意见
工序CT
第二个产品
加工时间PT
等待时间 加工时间PT
等待时间
工序的CT= PT + △等待时间=人的加工时间+设备加工时间-重叠时间+ 等待时间
生产线的CT—指整个生产线多长时间产出1个产品。
➢它等于瓶颈工序的CT ➢不是各工序的CT之和
不是需求节拍 TT
➢通常表述为生产节奏或生产节拍，速度的倒数
确定生产周期的方法
单的在制品，发生混料及错料的机会自然增加，管理难度增加，所以 必须克服 不可增加生产进度控制的复杂性
常规企业都以一个批次或一张生产任务单为控制单位；缩小转移批 量，会使同一批次/任务单的物料散落在各个工序，增加管理难度
精益生产的核心模块—单元生产可以达成上述条件
生产周期或 LT的主要构成要素和缩短途径
平准化生产是指部品平均而准确地从供应商购入， 平均而准确地投入生产线，要注重多品种、少数量化，
确保产出的完成品是数量比较平衡、品种比较齐全的。
精益生产的核心模块—单元生产可以达成上述条件
生产线的设置方法
当前生产线的常见设置方法
传送带流水线设置
1. 工位按照工艺顺序排列 2. 传送带作为工序间的连接 3. 每个工人负责一段固定的工作
I9
2
B
J 10 1 A
高速运转
F
3
G
3
H2
E
3
D
2
2C
I1
1B
J 1 1A
中速运转
F
1
G
1
H1
E
1
D
1
1C
I1
1
B
J 1 1A
低速运转
单元生产的其他优点
减少了手取放的浪费
流水作业的每个工位都有取放零件的操作 分工越细，传递、取放所用的时间越多
提高生产能力利用率
生产能力利用率的一个重要指标---生产能力平衡率
减少生产场地
取消传送带节省空间 缩减工位间隙节省空间 在制品少节省空间 布局优化节省空间
单元生产的类型
屋台式单元生产线
定义：指的是一位操作员拥有一条生产线。 作业方法：典型的“一人完结”方式，每次只加工1个产品，物料流 动1个流 生产布局：U型布局，一个产品加工完成后，转身就能回到起点，避 免空手走动
CELL是细胞/单元的意思，意味着可以像细胞分裂或死亡一样随意 增加或减少生产线以适应需求量的变化 将流水线的作业合并给较少的操作员做。 每个人的作业都是部分或全部产品 单元由工作台组成，小而灵活 每个人都是一个基本单元，其操作可以被拆分或合并，是多能工
CELL的思想是：同一部件尽量由一人完成减少传递与准备动作 随意增加和减少几条小生产线是单元生产的本意
提前期—Lead Time
在生产和控制领域，我们统一用“提前期”来统一描述 采购周期、生产周期等等时间概念。
制造提前期PLT—也称为生产提前期、生产周期，即从开工到完成为止
的时间
周期时间—Cycle Time
周期CT时间—通俗的讲就是每隔多长时间产出1个产品 ，理解为节奏。
可分为工序的CT，生产线的CT（区别于生产周期）。
按照设备类型布局—常见于机加工行业
1. 按照设备类型分为不同的车间 2. 车间之间存在大量的搬运作业 3. 每位作业员负责一台固定的设备
单元生产
1. 机器设备与工具按照工艺顺序流水化布局
2. 员工是多能工，1人操作多个工序或全部工序
3. 工序间的在制品产
大型流水线生产方式，分工细、专业化程度非常高，这就很难使各个 步骤的能力达到平衡；如一个锁紧操作，与一个焊接工作。如果分给 2个人操作，那么锁紧操作的生产能力就会过剩。
6”/pc
12”/pc
3”/pc
单元生产方式，通过工程流程分析，可以灵活的实现各单元的能力平 衡
单元生产如何通过减少库存从而缩短生产周期
➢ 它不是制造时间PT (process time)
也不等于人工工时（可能需要多人合作完成1个产品）
客户需求节拍时间TT---指客户多长时间需要一个产品。
由客户的需求数量和可用于生产的时间决定 可用生产时间=交货期-采购周期-验收周期-交付运输时间 指导生产的依据
周期时间—Cycle Time
工序的CT—指该工序多长时间产出1个产品。
试流法
确定测量流程选择物料标记物料跟踪记录时间
试错法
计划员不断减少提前期天数直到被“猜对”为止
流程分析法
利特尔法则
流程分析法
调查准备 •生产流程的实际步骤 •周转库存标准数量 •各步骤所用时间 •移动距离
填写分析表 •按照各作业特性分类 •填写数据
•时间一项就是计算lead time 所需要的
利特尔法则
单元生产按照工艺要求布局，1个或几个单元生产某个订单，订 单与订单间互不干扰可最大限度减少生产顺序带来的困扰。即 使对于不可细分的公共资源，可以通过设立看板规则消除生产 加工顺序问题。
单元生产的其他优点
可减少切换次数
在大批量流水生产方式下，当产品由ABC时，必须重新编排产线 举例：一条大型生产流水线一个月正好能满足A、B、C三个产品每月 3000pcs的产出需求
出现了不平衡问题
单元生产的类型
分割式单元生产线
定义：放弃了一人完结方式，依据员工技能合并作业 作业方式：分工作业+互相协助 物料流动：1个流 生产布局：U型
F
3
G
3 H2
I1
J1
E
3
D
2 2C
1B 1A
优点：
弥补了屋台式对设备数量要求高的缺陷 员工技能要求相对要低 缺点： 平衡率相对较低
三种单元生产方式的共性
Process A
Process B
Process C
单元生产方式下，只会影响某个单元，损失小
单元生产的其他优点
更灵活的应对市场变化
缩短了生产周期后，对市场变化的反映加快，加急订单减少。 对于预测型生产企业，生产周期短了以后，预测时间自然变短，预测 精度提高 生产能力变更灵活
F
6
G
7
H8
E
5
D
4
3C
方案一：增加库存
成品库存 标准件库存
方案二：提高产能
增加设备、人力投入 内部潜力挖掘
降低成本
美方经理意见
库存意味着风险 库存意味着资金大量占
用
投资收益率降低
销售未增加且要增加投 入
成本过高造成效益下降
降低库，存当 务 之 急 是 压 缩 库 存
企业盈利
冲突
缩短交期
增加库存
专家的建议
生产Lead Time的缩短
加工时间的缩短
搬运时间的缩短
等待时间的缩短
准备时间的缩短 加工时间 的缩短
迅速的 搬运手段
同步化 生产
搬运Lot 的最小化
小Lot生产 单件流生产和 移动
如确实无法避免 作业标
搬运
准化
Lot Size 的缩小
制定有顺序的计 划来分散负荷
SET UP TIME的缩短
多能工
机器的 Layout
专业化分工的利弊
专业化分工作业，能迅速提高新员工的熟练程度，作业效率得到提 高，但工序间平衡越难做到，在制品积压严重。 市场环境的变化，时间就是金钱，专业化分工带来的人工效率不再 是唯一努力的方向，快速的响应市场多变的需求成了新的竞争热点
既然过度分工是产生在制品的一个重要原因，那么让一位作业员负 责一个产品的加工生产（一人完结方式）岂不是在制品最少，生产 周期最短吗？ 单元生产从现场生产线设计层面来达到压缩在制品的目的
快速大幅度压缩生产周期
从利特尔法则—导出一个流概念，缩小转移批量不存在技术上的障 碍。
批量的减少还能及时发现品质问题、降低成本
工厂要压缩转移批量、甚至达到单件流必须具备下列条件
搬运距离短，甚至没有 造成WIP库存的一大原因
生产能力平衡 前面的案例证实了能力不平衡必然产生WIP积压，延长生产周期
不可以产生混料问题 由于减少了单次转移量，在公共资源/加工工序，必然有各种产品/订