“在石器时代,一切生产都在两公里范围之内,然而在今天,似乎除了上万公里远的地方,都没有其余的地方可以去了。”(Heeg,2005) Fraunhofer研究所物流总监Klau(克劳)认为,在德国平均每年要为每一位居民运输50吨的货物。物料流通变成创造附加价值越来越重要的组成部分。“在今天对于许多企业来讲,综合供应链及与遍及世界各地的供应商的协调都是日常业务。”(Baa,2012) 对于厂商之间的全球性的商品流动,建立起了JIT这个概念,其目的是:将正确数量的正确物料在正确的时间运到正确的地点。Deutz AG(道依茨,德国一家发动机生产商)认为,全球有超过260个供应商都是附加价值创造的不可分割的一部分。“去控制全世界数百个供应商来保证所需要的部件准时到达生产工厂,这其实比制造一台发动机还复杂。” JIT这个方案并不需要库存。“货车就是我们的仓库。”然而没有库存会极大地影响整个供应链。如果没有库存,交货延迟、发货错误、质量缺陷或者废品等情况会立即导致供应短缺并中断客户的生产。所以整个的生产和交付流程以及信息链必须计划得十分精准,要可靠、无差错地去执行。因此,JIT生产特别敏感,特别容易受到不可预测的事件的影响,如地震、风暴、洪水、罢工、交通事故等。 通过对各种客户的价值流分析,我们可以说,在企业整个运行时间里,附加价值创造活动所占的时间份额低于5%,且常常低于0.5%。价值的流失大多是由生产过剩(搁置时间)和生产过少(等待时间)导致的。因此,需要以正确的物料、正确的数量、正确的时间、正确的地点、合格的质量来决定公司内部的物料流通。物料流通始终对准客户这一目标并不是理所当然的。通常物料流通被其他限制所影响,如对生产优化和发货时间要求的优先性,或者来自采购部门的限制。聚焦于客户不同于传统的子优化,它需要对价值流做一个整体分析,它也是整个供应链中一个重要的组成部分。 更经济的物料流通 交货准备时间的成本是很高的。准备时间是生产效率及生产经济性的关键因素。一个订单的间接成本是由其周期时间决定的,所以准备时间越短,这个订单生产就越经济。这一发现改变着人们对整个过程的看法,问题是通过哪些具体措施可以减少交货时间,从而提高经济性? 生产需要的产品 人们并不通过各种措施来利用机器,如设置优化(类型总结、颜色顺序)或者通过增加库存来进行更大批的批量生产,人们只生产现在就需要的。这就需要人们频繁地切换机器直到批量大小等于1(one piece flow,单件流)。频繁的设置需要更短的切换时间。切换在以前并没有得到人们的关注。切换是机器操作人员的任务,其他人是不负责的,也就是说切换时造成的错误会传递下去。到后面才会有一个系统性的审查。SMED是Single Minute Exchange of Die的缩写。这个可以实现每个切换流程时间缩短50%~60%。早在1993年Harmon(哈蒙)就声称,将交货准备时间和切换设置时间缩短75%~90%是完全可以实现的(Harmon,1993)。 H.Link(林克)认为在Honeywell(霍尼韦尔)集团,想要缩短切换设置时间,就要对几乎所有需要大规模安装时间的技术步骤(从塑料的压制到安装)进行切换时间缩短(Link,2003)。 更短的订单运行时间在传统企业里被看成减少非生产性机器时间的措施,其想法是运行时间的每一分钟都会被自动算为机器使用时间,当然这个假设在现实中是不合理的。未被使用的机器生产能力的比例是巨大的。在参观无数机房和部门的时候,总是能看到同样的画面:有很大一部分机器都是停着的,往往还伴有操作人员的不安,因为他们需要为其随便找一个解释。 备用产能:另一个减少交货准备时间的措施是投资备用产能。没有任何投资比减少交货准备时间的投资还有利可图(Wassermann,1996)。 但这里有一个成本控制的问题:与周期时间缩短或者机器运行时间加快不同的是,在备用产能方面的投资没有办法算出机器小时率,所以它对订单运行时间没有任何影响,因此无法算出它是否能提高经济型。 生产岛 传统来讲,生产是由各个部门来组织的:重塑部门负责塑形(板或者钢丝),机械加工车间进行加工,装配部门进行组装。在过去,这些都是很充分的理由,因为这样机器可以更好地被利用,员工可以操作得更专业。但其带来的更高的交易成本这个弊端在数据中是不可见的。高设备利用率、更经济的批量生产和最佳机器切换顺序的传统目标是降低单位成本,但其伴随的缺点也有很多,如更长的交货准备时间、高库存、规划风险、调度问题和这些带来的供应商评估差评等。 人们对其的看法已经改变了:越来越多的公司试图沿着价值流去组织生产。与此同时,其他的目标也是很重要的,如交货时间短、交付可靠性、低库存、流动性、占地面积小、产量高及由此带来的高效益。 一个非常有名的位于Remscheider(雷姆沙伊德)的汽车零部件供应商就专门为每一个客户都创建了生产区,天花板上挂着各大汽车品牌的商标如Opel、Ford、Volkswagen等。每个厅里放的都是一模一样的设备,通过这种组织形式,它的产能需求显著提高,因为同样的设备要被多次地使用。 前面提到过的ERCO公司就重组了其生产过程,开始了生产岛式的生产,为的是将客户订单处理的时间缩短,如其成功地将交付给菲律宾一家建筑商的订单时间缩短为3天。 船只有移动才能赚钱。所以在集装箱港口海运的停留时间都会计划得很紧密,以至于人都不能待在陆地上,而要在船上。 总部设在Hemer(海默)的Grohe(高仪)公司曾进行过一个精益项目,将其铸造、机械加工、表面处理、电镀和组装等平均需要20天的发货前处理步骤转换成一条具有相同处理步骤的生产线。结果是,它现在的交货准备时间只有4天,而不再是20天。 ASV Stübbe(斯迪柏)通过EPEI(Every Part every interval,每部分每间隔)方法显著地提升了生产效率。借助EPEI方法,可以确定在整个资源使用中最可能小的批量生产数量及在哪个时间段去进行这个生产项目。对于这个项目的认知在于在很多情况下,经常去切换生产并不一定比不切换生产要贵。通过这个方法ASV Stübbe可以将交货准备时间明显缩短很多,并且有能力将一些已经外包出去的订单又重新安排自己生产。 缩短交货准备时间的辅助措施是对所有员工都透明的领先的机器保养和维修(TPM措施。TPM为Total Productive Maintenance,即全员生产维修)、带有机器在线信息的设备维修部门或者建设一个预警管理(升级管理)制度。 自我调节的物料流通 正如环岛是交通流量自我调节的系统一样,看板是生产自我调控的系统。“看板”来自于日语,意思是卡片。原理很简单:当一个容器空了的时候,它需要被重新填充。看板方法是丰田出于需要开发出来的。人们在第二次世界大战后初期并不能承担昂贵的MRP(Material Requirement Program,原材料需用量计划)系统。看板方法的用途是非常广泛的,如对于酒店厕所的管理就非常有效(双仓制度,也称复仓法,是一种订货系统,是运用两个箱子来掌控库存与订货作业),但在多级生产尤其是快速变化的批量或零件生产情况下会变得比较复杂。首先,看板系统依赖于预先确定的最低水平,但由于批量在不断变化,这个最低水平也处在不断变化中。这些变化很快就会让公司成为一个“造纸厂”。另一方面,每一个订单都需要丰富的产品信息如货号、校准数据、测试说明、材料等。因此每一个空的容器必须附加一个书面的卡片式的作业指导书(看板是日语中卡片的意思)。订单相关的数据如批次标识、实际消耗或者测试结果必须书面补充上。容器和卡片是两个系统,但必须以某种方式组合在一起。在一个案例中,工人不得不在每次把一个容器放在请求货架上时都去抽屉里寻找工作订单。 看板是以产品为导向的,因此没有哪个与历史订单相关的数据是可以被储存记录下来的。因为这些数据都是质量文档如批次或批量跟踪,还有流程数据如CPK值。 进度控制 很多代生产控制者和调度人员都在尝试去控制生产并安排日程,但最后都只是白费力气。昨天的洞还没补上,今天的就已经撕开了。日程安排往往是一个不停止的即兴创作,还伴随着高额的维修费用和加班费、倒班费、快递费等。就像你一般情况下很难提前四个星期邀请朋友来花园里烧烤,同样的道理,提前四个星期确定交货日期也很难。日程安排作为一个比较经典的前瞻性规划(Pull Principle,拉动原则)基本上是不可能的。 下图展示了一个典型的订单正向调度作业,一共是四个工作步骤,从注射到安装。对于各个步骤的执行,最重要的资源是机器设备、工具等。每个条件被百分之百满足的情况是不存在的。在图82掷骰子的案例中已经指出,如果资源的平均可用性是83%(这对于实际来说已经很高了),那处理结果则为只有39%的情况下可以按照计划进行,发生计划外停滞或等待时间的中断的可能性有61%。 客户交货时间的相关参数 前瞻性规划是以前所有计划板和大多数ERP系统调度用的传统的规划方法,它是根据现有产能来计划的。它也适用于许多运用复杂数学算法算参数的方法来寻找最佳组合的电子指挥控制系统和计划板。但仅仅是这些参数的不断更新就会让这个系统变得无比巨大,因而不适合实际应用。 一贯专注于客户的物料流通控制和调度需要改变优先级,问题是“为了满足客户的交期,我们需要什么资源?”而不是“出于我们的产能,我们可以承诺和客户确定哪个交期?”资源及其各自的可用性并不是常数:例如,产能可以通过重新计划、外包、加班和倒班等来进行扩展,实在不行还有备用机器(只要它们还在工厂里),或者还可以使用外部员工的备用生产能力。同样的情况也适用于物料采购,如可以通过协商、使用快递或者备用供应商或交易商等途径来避免供应短缺的情况。同样的情况也适用于临时的人力短缺,如可以将在休假的员工找回来(他们可能只是待在家里贴壁纸),或者使用其他部门的员工,或者求助于临时工。同样的情况还适用于其他资源,如工具或者扩展加工(硬化、刷油漆、电镀)的中断,这时还需要努力将这些加工融合到物料流通中,以使它们看起来像是一个部门完成的。 传统的物料流通控制/调度与当今的区别在于在以前资源或多或少会被认为是理所当然的。无条件地以客户优先并认为资源在一定程度上是灵活的,这一点在过去是不可能的,特别是出于成本原因。所以有一个案例是由于材料缺乏(冷轧带),一整套的Bihler(比勒)设备都处于停止运作状态,就是因为采购人员认为附近贸易商的冷轧带价格都太贵。仔细观察能看出,初步成本估算的价格差异是不可忽视的,同时其对产能损失及其对计算结果的影响根本就没有被考虑进去。 短期订单调度 信息的准确性和反应速度对物料流通有决定性的影响。“在设备、订单、工具或者人力资源的透明性,以及能够快速提供信息方面,MES相比ERP系统有巨大的优势。”
(Kletti 和 Schumacher,2011)资源可用性的重新定位,再加上广泛使用ERP和MES等IT技术,机器的调度从原来的10周缩短到了现在的几天时间。部门领导通过IT即可得到资源加工水平的实时信息。处理时间包括每个阶段的工作计划中列出的机械加工和设置时间(Te+Tr)、短暂的过渡期(物料搬运)以及反应时间。所以,问题是正式开始加工之前,请求者(主管/部门)最多有多少时间可以等待所有需要的资源到齐。 如上所述,我们可以把整个情况描述为:寻找备用产能、倒班或者加班,人员短缺的情况下让度假的员工回来上班或者从其他部门调人或者借用临时工。这些只是一些实现资源持续协调的例子。 经验表明,侧重于资源供给的以客户为导向的调度比简单的给定资源可用性有更大的潜力,随着时间的推移交付能力会有很大的进步。
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