二战结束后,日本的丰田公司立下目标,要在生产力上追上美国三大汽车巨头。丰田喜一郎责成大野耐一进行研究,成为丰田生产系统的滥觞。丰田生产系统是很长时间逐步发展完成的,牵涉到工厂管理所有的领域。

我们要建立自己的精益生产系统,就要先理解,再演化,先认识历史,不要搬字过纸。
1973年石油危机爆发后,丰田汽车社长丰田英二决定将丰田生产系统开放共享,提供给有需求的企业借鉴,由此该系统才开始在丰田公司之外逐步传播。但是,其精神依然过度复杂,让学习者很难全盘理解。
日本企业普遍实行的终身雇用制度,让员工有足够的时间在岗位上积累经验,逐步深入理解并掌握丰田生产系统的精髓他们习惯从 5S 和 TPM 开始,透过长期的实践、体验,以及 Mentor 的教导,期望有朝一日可以理解丰田生产系统。我遇到50岁以内的日本工厂管理者,没有人能够全盘掌握丰田生产系统,因为他们进工厂时,工厂已经采用丰田管理系统,他们很难了解当年导入的原始构想,变成知其然不知其所以然。
在国内更是如此,他们往往只能说,我们就这么做的,你们学习吧,他们无法明说,为什么要这么做,以及如果在其他性质不同的企业应该怎么做。
这并非唯一问题,更严重的问题是,丰田汽车属于多量少样的市场拉动,和中国企业的订单拉动并不相同。我们的产品种类繁多,远多过丰田的汽车种类。如此一来,丰田公司的市场拉动和循环看板就无法使用,必须回到丰田生产系统的原始精神才能重新思考正确方法;问题是,根本没人去探究原始精神。状况如此,才会闹出长期以来巨大公司把订单拉动当作市场拉动的笑话。
其实,美国人也遇到这个问题,但是透过把丰田生产系统化之后,美国人创造了精益生产。
1985年美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology,MIT)「日本项目计划」两位研究教授 James Womack 与 Daniel Jones(丹尼尔T琼斯),在研究以日本丰田汽车为首的少数日本企业管理模式后,于1990年出版《改变世界的机器》(The Machine That Changed the World)一书,书中首次出现「精益生产」(Lean Production),将 Lean 的意涵,引用到企业经营。Lean 在英文中指的是「紧实、没有多余脂肪」的意思,对应到企业的经营上,则是没有任何资源浪费的现象,流程运作顺畅,以最小的投入创造最多的更多利润。该书出版之际,丰田汽车的规模还不到美国通用汽车的一半,但是两位作者预测:丰田模式将会改变世界的生产与管理方式。如今,精益生产已经变成欧洲和美国大企业的基本生产观念。

这两位教授的贡献是,把丰田生产系统转化为更具系统观的精益生产。
价值
James Womack 与 Daniel Jones(丹尼尔T琼斯)两位教授认为精益不一定只用在生产管理,因此,把价值研究放在精益的第一个步骤。
在推动精益生产之前要先了解顾客的需求,因此必须先透过访谈和观察,确认顾客对流程的期望,才透过精益生产来实现这些期望。例如,一家手工具制造公司的外国顾客,因为会买不同供应商的产品并柜出货,每月一趟船,因此,提早交货并没有价值。又例如安全帽的品牌公司,因为消费者对安全帽越来越重视个人风格,因此,顾客需求变成少量多样,供应商也必须转换成少量多样的生产方式。
现状价值流
现状价值流图的绘制是精益生产的基础,但是关键不在划出现状价值流,关键在从现状价值流了解了什么。
例如右上角的顾客方块,你必须透过顾客方块了解顾客的月平均需求量,以设计整体产能;了解月需求最大量,以判断是否需要做旺季调节库存;了解最小订单量,以决定是否需要做少量成品库存;了解顾客需求 Lead Time 比较产品的 Cycle Time,以决定是否需要半成品库存以及半成品库存的位置。
然后继续画业务的订单处理流程、生管的 MRP 流程、供应商、工程方块……。每一项都必须了解相关信息,透过这些信息作为未来价值流和理想价值流的决策依据。

浪费
研究浪费的作用不大,只是透过浪费比较容易判断哪些地方可能需要改进,但是切记,不要直接改进,直接改进将会事倍功半。
第一次未来价值流
第一次未来价值流是精益生产的关键,多数企业在推动精益生产或是丰田生产系统时过不了这一关,没过这一关就连入门也做不到了。
第一次未来价值流的第一个步骤是决定节拍时间。在精益生产中并非直接做线平衡,而是先决定节拍时间再把各工程往节拍时间拉近,自然达到线平衡。计算节拍时间和书上说的并不一样,因为中国的企业通常不会在一天连续生产一个产品,经常要换线以符合其少量多样的需求,因此,节拍时间的公式必须是用小时除以小时的目标产量。
第一次未来价值流的第二个步骤设计连续流,所谓设计连续流是把现状价值流中相邻的工程方块整合,最理想的整合当然是单件连续流,但是这经常做不到,因此可以退而求其次做小批量连续流,如果连小批量连续流都无法做到,再退而求其次做 FIFO。只要被这三种形式整合的工程方块,我们就可以视为一个连续流,亦即把几个孤岛整合起来成为一个大岛。在这个阶段先不要做任何改进,也不要去改变流程设备做连续流,甚至也不要勉强连续流。
连续流的中断主要是因为前后两个连续流的生产顺序不能一致,例如换型时间太长或是换型损失太大时,必须适当将订单集约生产,以减少换型次数,取得最大生产效益。
第一次未来价值流的第三个步骤是找寻基准节拍点。基准节拍点的标准位置是在最后一个连续流的起点;除非这个起点距离整个流程的起点太远,或是太接近连续流终点,此时就必须移动基准节拍点的位置。
基准节拍点之后必须用推动将物料推到出货,基准节拍点之前则用拉动,就是所谓的前拉后推。生产管理中心只将订单下在基准节拍点,在基准节拍点排定生产计划,然后从生产节拍点往前拉动,发出生产看板到每一个连续流的起点。每个连续流再根据看板信息进行适当的排程调整。
第一次未来价值流第四个步骤是设计相关库存。库存包含零件材料的超市库存,主要用在共用零组件;调节库存用在调节批量生产与订单的差距;标准库存主要用在 Lead Time 和 Cycle Time 不匹配之处;暂置库存则是作为时间缓冲库存;最后还有供市场拉动或是少量需求的成品超市库存。
第一次未来价值流第五个步骤是信息化,设计拉动生产模式的 IT 系统,作为生产排单和看板运作之用。
把五个步骤完成之后,就要开始实现第一次未来价值流,如果顺利,则立即扩展品项,让全工厂都开始实现第一次未来价值流。
畅流改进与第二次未来价值流
第一次未来价值流执行之后,基本上库存和交期都会得到改进,但是也会遇到很多问题。这些问题可能是设备故障,导致零组件延误抵达基准节拍点;或是零组件发生质量异常,无法供应足够数量给基准节拍点;或是换型时间太长,导致看板数量过多;或是人员训练不好,无法在设定的周期时间内完成工作;或是物料容器不佳,增加管理难度;或是供应商无法如期供应,导致零组件无法准时抵达基准节拍点。
第一次未来价值流执行过程,我们必须记录所有产生的问题,然后启动称为畅流的工程改进,一一克服这些问题。
畅流改进包含各种改进工具,你可以随时增添可用的方法,以下提出的则是较常用的基本畅流工具:
SMED:快速换型,主要是用在改进换型时间,核心内涵有两个,一个是专业技术解决方案,另一个是将内部工作外部化。
TPM:这里的全面生产力管理主要是狭义定义,只针对生产设备和生产相关设备。包含自主检查、自主保养、计划保养、设备改进、异常处理等五个部分。透过这五项工作,降低设备异常,使价值流可以顺畅运行。
QI:质量改进。
搬运与容器:搬运与容器的改进一方面可以作为提升效率的工具,另一方面也可以作为看板使用。
S-OJT:结构化线上训练主要解决作业人员训练问题,让生手快速成为熟手,缩短学习曲线的时间,降低新员工带来的质量和效率问题。
供应商管理:和供应商合作的方式,以取得更好的供应时效和质量。
透过这些议题的改进,价值流会得到局部改进,第二次未来价值流主要是整合这些局部改进,重新规划价值流。例如,因为设备故障时间降低了,可以减少暂置库存,缩短两个连续流之间的缓冲时间;或是换型时间改进了,可以增加连续流的区域;或是 S-OJT 的改进,降低生产周期时间,可以重新规划作业人员等。如此,可以稳定达成第二次未来价值流的运行。
规划理想价值流
在第二次未来价值流稳定运行一段时间之后,我们准备进入大改进,让工厂进入理想运作状态。规划理想价值流时,不要设限,只要可以让工厂更完美的事情,就进行规划。
物理流程改进
物理流程改进是为工厂做理想的物料流动设计,达到最短运输距离,让相关工程之间做到最少搬运。这需要大兴土木,做工厂布局的整体改变。
单元设计
为连续流做单元设计,可能是 U 型生产线,也可能是流水线或是豆荚型产线。单元设计需要透过试验,测试哪一种产线最适合工厂的特性,也可能是数种不同形态的产线并行,端看工厂的实际需求。
自动化
自动化有不同目的,可能是为了减少人员、降低人力成本、降低生产成本、降低不合格率或提高产能等不同目的。要根据不同目的设计不同层级的自动化,从最低层级的自动化开始,加工与组装自动化,到第二层级的上下材料自动化、第三级工程连接自动化、第四级多工程自动化,以及数据自动化。
自动化会带来一些麻烦,包含少量多样弹性生产的换型时间、产品更替的模具与治具损失、产品更替的弹性、维护能力与维护成本、模具与治具设计能力、控制软件的维护能力,要考量工厂能力去做自动化的整体规划。
宏观价值流
最后必须用宏观角度来看整体价值流,把顾客和供应商都包含进来,跨越地理和公司界限进行研究,是否有机会上下游整合,让跨公司的工程之间变成没有浪费的连续流。这当然会有很多的限制,但是在此必须以最理想的观点进行价值流规划。
完善
完善工作从第一次未来价值流就可以进行,然后第二次价值流、理想价值流都要持续做完善工作。完善工作包含几个重要工作,包含 5S、目视管理、标准工作、KPI 等,这些都是为了维持和监看精益生产是否有持续进行。
完善之后还是要持续改进,随时关注生产技术和生产设备的改进,用以改进工厂的生产效能。
结论
我开始学习精益生产时大吃一惊,几乎从年轻到老所有学习过的工厂管理观点都被纳入精益生产,而且整合成一个完整系统,可以被实现运用。精益生产在中国被误解和忽视很长一段时间,但是如果中国还要继续在制造业和其他国家一较长短,精益生产绝对是不可或缺的。精益生产想实现的目标是以最小投入得到最大生产力,对人类的资源运用有正面贡献,因此,精益生产不只有利于企业提高工厂竞争力,也对整体社会有贡献。我们可以说,只要经营工厂,精益生产是必然的知识。如果你想更有系统地学习精益管理的概念和工具方法,优思学院设计的精益管理(CLMP)课程[1]可以让你轻松地获得足够的精益知识和认可考核,你甚至可以不用放弃日常工作的时间,只要每天花半小时至一小时左右自主学习即可,详情可以看看以下连结