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第49章 站在巨人的肩膀上

Standing on the Shoulders of Giants

作者高德拉特

? Eliyahu M.Goldratt,2008

译者高德拉特机构区域总裁罗镇坤

序言

要了解为什么精益生产被广被采纳,人们很自然地就会联想到丰田汽车的那段成功史,丰田的成功是毋庸置疑的,今天,丰田汽车的产量与传统的领先者通用汽车(General Motors)并驾齐驱,而且有可观的利润,过去五年,丰田的平均销售净利比业界高七成,而通用汽车在同一时间却在赔钱。丰田的成功全归功于丰田生产系统(Toyota Production System,TPS),这起码是丰田管理层的看法,他们明确指出,丰田的头号挑战,就是要确保TPS能传给下一代,一如人体的基因。

[注:TPS在全球也常被称为“精益生产”及JIT(Just-In-Time“及时生产”系统);而丰田汽车则称,由于实施及表达上的一些扭曲,精益生产还不算百分之百抓到了TPS的精神。]

丰田已被视为日本工业界的旗舰,人们自然会猜想精益生产必定在日本大行其道,但令人惊讶的是,情况并非如此,只有不到两成日本制造商实行过或正在实行精益生产,为什么呢?

原因不在他们没有尝试实施精益生产,很多日本企业曾全力实施它,却失败了。其中一家这样的公司是日立工具工程公司(Hitachi Tool Engineering Ltd),日立无法成功实行精益生产,不是由于它们没有全力以赴,它们曾不断尝试实行,但生产绩效不升反跌,最后不得不放弃。

同样地,大多数日本企业没有实施精益生产,不能归咎于它们对精益生产了解不多,丰田非常慷慨地分享它们的知识,将所有TPS知识公之于众,甚至邀请它们的竞争对手到工厂来参观。日立就像很多其他的公司那样,学习所需知识,并毫不犹豫地聘请了顶尖的精益生产专家来助阵。

这些企业实施精益生产,最后铩羽而归,是有原因的。你客观地观察一家像日立工具工程这样的公司,就会明白,失败是由于不同企业的生产环境之间存在着根本性差异。当年大野耐一(Taiichi Ohno)开发TPS,他并非为了搞一些抽象的概念,他是为他的雇主丰田汽车公司而开发的,大野开发出来的运作方式在其他截然不同的生产环境不适用,那就一点都不奇怪了,但这不代表大野的成果对其他环境没有价值。当你了解到,他起初面对的情况跟这个是如此相似,你就会惊叹他的确是一位天才。那时候,制造业最具革命性的生产系统,是亨利·福特(Henry Ford)所开发的流水线(flow line)模式,福特的模式不仅用于几乎所有汽车装配作业,而且还用于很不同的产业,如饮品制造及弹药生产,同时,大家也明白,流水线模式必须(也只能)用于特定的生产环境——产品的需求量极高,值得为一个产品专设一条生产线。如果产品需求量不高,没有人会考虑实行流水线模式的,没有人,除了大野。

大野明白,福特系统背后的概念是有其普遍性的,他知道福特的模式只能用于某些环境,但概念本身是放诸四海而皆准的,大野有清晰视野,确定要从基本概念重新开始,他也有天赋才华来设计一个新的生产模式,以针对丰田的环境,在该环境下,为生产一种零件而安装一套专设的设备是不可行的;他也有不屈不挠的毅力,来克服实施他的模式过程中的巨大障碍,最后得出的成果就是TPS。

我们不应回避接纳正确的概念,更不应强行要一个明显地迥异的环境采纳一个模式,让我们一同来追寻大野的足迹吧。

在本文中,我将陈述:

√供应链的基本概念,即精益生产所依据的概念。

√这些概念所引申出来的一个更具普遍性的、可用于更广泛环境的运作模式。

√日立工具工程公司采取了这个更广泛的运作模式后所达到的成果。

历史背景

全球的制造业,受两位伟大的思想家的影响极大:亨利·福特和大野耐一。福特令大批量生产革命化,他推出的是流水线,大野用了福特的点子,并在他的TPS中将它推高至另一层次,TPS系统迫使整个工业界改变对库存的看法,从视之为资产,变为视之为负债。

福特模式的基点是,有效的生产,全靠聚焦于加快产品在车间的流动(flow),他取得的成绩是那么卓越,以致自1926年开始,由开采铁矿到将一辆由五千多件零件组成的车子放到火车上准备运走,所需的只是81个小时而已,之后的80年内,全世界没有一家汽车制造商能做到或接近这样的成绩。

流动是指库存在生产线上的移动,当库存不动,库存就会累积,累积的库存会占用空间。因此,要加快流动,直觉上就必须限制容许库存累积的空间,福特限制了每两个工作站(work centers)之间可容纳在制品(work-in-process)的空间,这是流水线模式的精髓,尽管最早期的流水线连输送带等可以协助将库存从一个工作站转移到下一个工作站的机械设备也没有。

福特的方法非常果敢,当你了解到限制上述空间所带来的直接后果,你就会明白。一旦这空间满了,生产产品进入这空间的工人就必须停下来,因此,为了加快流动,福特必须废止局部效率的追求,换言之,流水线是违背传统智慧的,人们一直认为,要有效运作,每个工人、每个工作站都必须用百分百的时间在工作。

你可能认为不让资源不停地工作会降低有效产出(through-put)。如果福特的行动仅在于限制生产线上的空间,这负面效应可能真的会发生。但防止库存累积也产生了另一效应:阻碍流动的问题会被凸显出来,马上发觉——当一个工作站停下来一会儿,很快地整条生产线也会停下来,福特利用这个特点来更好地平衡流动,方法是尽快解决及排除明显地引起停顿的原因。大力平衡流动,不讲局部效率,结果是有效产出的大幅提升。如果以每位员工的有效产出来衡量一家公司,福特汽车公司是当时整个行业之冠。

总的来说,福特的流水线模式是基于以下四概念的:

1.加快流动(或缩短生产所需时间)是工厂的主要目标。

2.这项主要目标应该转化成一套具体的机制,以决定何时不应生产(以防止过度生产)。

3.局部效率必须废止。

4.一套聚焦于平衡流动的程序必须就位。

跟福特一样,大野的主要目标也是加快流动——缩短生产所需时间,这点从他如何描述丰田在干什么就看得出来,他说:“我们所做的一切,就是紧盯从客户给我们订单,直至我们收到钱的时间,我们就是要缩短这时间。”

当大野要实行上述第二个概念时,他碰到一个几乎无法跨越的障碍。一如福特所言,当某产品的需求量很高时,为该产品专设一条生产线是值得的。可是在当时的日本,市场需求的汽车款式多但每款的数量少,因此,大野不能在丰田搞专用生产线。正如前述,所有面对这种情况的其他企业,都会干脆放弃考虑流水线模式算了,但大野却仍在琢磨一个想法——如何在每个工作站都生产多种零件(设备不为某产品专设)的情况下,仍然可以用流水线?难处在于,用福特限制空间的做法会导致生产线大拥塞——当空间已满,上游工人就必须停工,装配所需的某些零件就会拿不到,装配就无法进行。

大野记述,当他后来听到超级市场这个概念时,就醒悟到他已找到了解决方案(这远早于他在1956年访美时真的看到一家超市时)。他了解到,为了进行装配,丰田的每条零件生产线都需要应付大量不同的产品,超市也需要应付大量不同的产品。在超市,产品并没有塞在走道上,而是放在店后的小仓库中。在店中,每种产品只获分配有限的货架空间,只有当一件产品被顾客拿走,从小仓库补货的动作才启动,以填补该产品所造成的货架空间。大野希望找到一个机制,能够告诉丰田的工人何时不应生产,他不倚赖限制工作站之间的空间来限制在制品的生产,但他必须限制每种零件允许累积的数量,根据这思路,大野设计出看板(Kanban)系统。

看板系统在许多文章和书籍都有描述,在本文中,我只陈述系统的要义,以检视大野有否紧跟以上四概念。他在生产线上放置“容器”,在每两个工作站之间,以及每个零件,库存的累积受既定的容器数目及每个容器可容纳的零件件数所限制。这些容器,就像所有用容器的行业那样,也盛载相关文件,但当中的一张纸牌的作用非比寻常,它就是看板,只标示零件名称及容器容量(多少件零件)。当下游的工作站拿走一个容器的零件进行处理时,纸牌不跟随容器一起被拿走,而是被交到上游工作站,这就等同一项通知,让该工作站知道一个容器已被拿走,即既定的库存量下降了,只有在这种情况下,上游工作站才会被允许进行生产(产量是纸牌上标明的容器容量)。看板系统就成为一个实际的机制,告诉员工何时不生产(防止过度生产)。大野成功地将福特的概念扩展了,将机制的基础由空间改为库存。

要依从流动概念,局部效率必须放弃,大野在他的书中一再谈及这点,并强调,如果短期内产品没有需求,硬要工人生产是没有意思的。这项强调,大概是丰田外的人们称TPS为及时生产(Just-In-Time production)的原因。

看板系统指挥何时不生产,一旦在车间实施了,有效产出就会马上下跌,必须大力平衡流动。相对于福特所面对的挑战,大野面对的挑战起码大一倍,要了解挑战有多大,只要点出多项因素之一就够了。跟专用生产线的情况不同,大野要求工作站频繁地进行转换,从生产一种零件转到另一种,对大多数工作站而言,每次转换花的时间不少。由于容器一般都不大,只盛载小量零件,因此生产批量(batch),相对于所需的转换时间,是荒谬地小,起初很多工作站花在转换的时间比生产还多,令有效产出明显地下降,难怪大野面对极大阻力,以致他说,20世纪40年代后期至60年代初期,他的系统被称为“讨厌的大野系统”(Abominable Ohno System)。无可置疑,大野(与他的上级主管)确有非凡的决断力与远见,坚持继续实施这个系统,人们却从一个局部的角度看,认为这系统实在匪夷所思,生产线上大部分工人也是这样看的。

大野必须想办法对付转换的障碍,一直以来,处理转换的一般做法就是加大批量,“经济批量”(Economical Batch Quantity)是数以千计论文的热门题目。大野不理会所有这类说法,因为搞“经济批量”,等同宣判他缩短订单所需时间的努力死刑,相反,他坚决地认为所需的转换并不是铁板一块的,并说工序是可以调整的,令所需转换时间大幅缩短。他统领一系列行动来开发及实施将转换时间缩短的技术,最终令丰田所有转换都能在几分钟内完成,难怪人们现在将精益生产和小批量及缩短转换时间的技术牢牢地挂上了钩。

可是,要平衡流动,仅靠克服转换这个障碍还是不足够的,大多数工作站并非专用于一种零件,那就几乎不可能用肉眼察觉出阻碍流动的真正问题。大野十分明白,生产线上有太多事情是需要改善的,如果没有一个好方法来将改善的力气聚焦,要平衡流动是极为费时、费力不讨好的。

看板系统其实也给了他这个方法,精益生产的石头与水位的比喻,有助了解这是如何办到的。水位代表库存量,而石头就是阻碍流动的麻烦事件,河床上有很多石头,移除它们得花时间和力气,问题是,哪些才是值得移除的关键石头?答案是,将水位下降,露出在水面上的石头就应该被移除。在看板系统开始实施时,为了达到合理的有效产出,大野必须一开始就用很多容器,每个装着相当大量的某一零件,逐渐地,大野减少容器的数目,然后又减少每个容器所装的零件量。如果流动还没有明显地受到阻碍,就继续减少容器数目与每个所装的零件量。一旦流动受到阻碍,就用“五个为什么”这个方法来找出根源“因”(root cause),该问题必须先解决,容器数目与每个所装的零件量才可以继续减少,这过程得花时间,但最后结果是生产力的大幅提高。

大家应该注意到,过去20年,虽然所有其他汽车公司都实施过某种版本的丰田系统,并取得成绩,丰田的生产力仍然是其他汽车公司望尘莫及的,这事实彰显了找一个好方法将局部改善聚焦的重要性。不幸的是,其他公司的改善工作往往被误导,只专注于节省成本,而不是全部聚焦于加快流动。

大野花了那么多力气缩短转换时间,不是为了节省一些成本。如果节省成本是他的目标,他就肯定不会进一步缩小批量,因为这样做会大大增加转换的次数,令省回来的时间又白白浪费掉。大野不是为了省钱才大力减少不良零件的数量,而是为了排除不良零件可能带给流动的重大冲击。大野甚至没有试图从丰田的供应商那里挤压出更好的价格,或者减轻丰田在员工薪资上的支出(这两项都是主要成本),而是将他的全部精力用于加快流动。

很多人都没有看清的是,聚焦于流动,以及不强调局部的成本考虑,反而令成本下降,员工的效率也大大提升了。这看来很奇怪,就是因为管理人员尚未真正理解——引导员工聚焦于提高有效产出,跟聚焦于降低成本,有何概念上的区别。聚焦于降低成本,会令几乎所有促进持续改善的举措很快就出现效果下滑现象,最终令举措变为空谈。这是一个既广泛又重要的大课题,让我在其他场合另做陈述吧。

概括而论,福特和大野都遵循以下四个概念(在下面,让我们称为供应链概念):

1.加快流动(或缩短生产所需时间)是工厂的主要目标。

2.这个主要目标应该转化成一套具体的机制,以决定何时不应生产(以防止过度生产)。福特利用空间,大野利用库存。

3.局部效率必须废止。

4.一套聚焦于平衡流动的程序必须就位。福特用的方法是直接观察,大野靠逐渐减少容器数量,然后逐渐减少容器中的零件数。

TPS的适用范围

大野发明的精益生产,在应用方面,给我们带来了一个重要信息:应用(application)和该项应用所依据的基本概念,是两回事,基本概念具有普遍性,而应用是基本概念在一个特定环境的演绎。正如我们已经看到的,应用不是琐事一宗,它往往需要多个解决方案要素一同出击。我们必须记得的是,应用会对所处环境做出假设(有时候是隐藏的假设),如果那些假设对一个环境是无效的,我们就不应期望在该环境下的应用会有效运作。只要我们愿意明确地道出并正视这些假设,就能避免挫折及浪费大量精力。

TPS对生产环境所做的最严格假设是,该环境是稳定的,它要求在三方面得到稳定。

第一方面,实施精益生产,需要不少时间,即使所选的环境是很理想的,而且实施是由最好的专家来主导的,也是如此。不少知名专家的文献指出,要实施精益生产,每条生产线需要起码6~9个月,这并不奇怪,如果你了解到任何生产环境几乎都会遇上的流动上的阻碍是多么多样化,也了解到一旦开始达到低库存效果,看板系统就会变得多么敏感的话。由于看板系统实施需时,因此相关的假设就是,生产环境是相对稳定的,换言之,在一段相当长的时间内,工序及产品不发生重大变化。

丰田是处于一个相对稳定的生产环境,汽车产业一年只容许一次改变(车款的年度改变),而通常从一年到下一年绝大部分零件仍然是一样的,在许多其他行业,情况就不是这样的。以大部分电子产业为例,大多数产品的生命周期短于六个月。在一定程度上,产品及工序的不稳定性存在于绝大多数行业,例如,日立工具工程公司生产切削工具,产品类别本身是相当稳定的,但激烈的竞争仍然迫使这家公司每六个月就要推出新科技切削工具,在这样的环境中实施精益生产,是徒劳无功的。

第二方面,TPS要求每种产品在一段时间内的市场需求相当稳定。假设生产某产品需时两星期,但该产品的需求是零散的,平均每季只有一张订单,该产品在生产线上成为在制品只是每季两星期,其他时间它根本不会在生产线上出现。可是,在精益生产的模式下,情况不是如此,精益生产要求在每两个工作站之间永久放置每种产品的容器和零件。

日立工具工程公司生产超过两万种不同的SKU,而大多数SKU的需求是零散的。在每两个工作站之间,每个SKU需要永久持有库存的规定就会导致——在日立而言——持有比现在还要多很多的在制品库存,显然这种环境并不适宜用大野的模式。

第三方面,最严格,TPS要求各订单带给各种资源的总工作量负荷是稳定的。假设,像大多数公司那样,订单量是波动的,这个星期某工作站的负荷可能比它的产能低,而下星期,负荷却比产能高,在这种很常见的情况中,看板系统将导致下星期出现迟交货情况,原因是精益生产不容许提前生产。丰田的订单量相当稳定,丰田仍然必须建立一个程序来接订单及对交货期做出承诺,以严格控制产品组合从这个月到下个月的变化。大多数公司就没有能力强制客户们如此厚待它们。

请注意,所需的稳定性是生产部无法以一己之力提高的,这点很重要。上述关乎稳定的三个方面,都跟公司如何设计及销售它的产品有关,而跟如何生产它们无关。遗憾的是,大多数公司都在起码一个方面受到不稳定之苦,如果不是全部三个方面的话。

上面所述,并不意味着如果精益生产的假设并不适用于你,你就连精益生产的任何部分也不可以用上[例如,U型生产单元(U-cell)对许多环境就很有用,而缩短转换时间的技巧在几乎所有环境都适用]。但这确实意味着,在这些环境中,你不能期望取得像丰田所取得的那么高效的成果,即那些提升丰田至现今地位的成果。用了某些精益生产技巧,并对某些节省成本的成果感到满意,并不等同实施了精益生产。

在相对不稳定的环境中,流动的重要性在哪里?

福特与大野扩展了我们的视线,让我们领悟一个现实——快速流动(缩短生产所需时间)会令生产更有效。他们已在稳定的环境中证明这个了,但在相对不稳定的环境中,加快流动的影响又如何?

不稳定性的第一方面,是由于短的产品生命周期造成的不稳定性。产品生命周期很短的话,过度生产就会引发不少过时报废(Obsolescence)。另一方面,产品生命周期短,再加上长的生产时间,就会导致市场需求没法获得满足,例如,假设某产品的生命周期是约六个月,而它的生产所需时间是两个月,这么长的生产时间会导致营业额损失,这不是由于没有需求,而是由于生产需时甚久,导致补货不够快。

不稳定性的第二方面,是每个产品的市场需求在一段时间内的不稳定性。当企业有很多需求甚零散的SKU,惯常做法是由仓存应付需求,以减少生产上的麻烦。这个做法的缺点是成品库存很高,周转极慢及缺货频密。生产系统如果能够有效组织车间,令流动大大加快,会为这些环境带来非常重大的裨益。

不稳定性的第三方面,是整体负荷的不稳定性。受这不稳定性之苦的环境,可从流动加快中得到最大的好处。各种资源间歇性地负荷过重,通常导致这些企业的准时交货率差(低于90%),结果是,它们倾向于增加产能。经验显示,当这些公司成功大大加快流动,不仅它们的准时交货率会大幅跳升,高达50%的剩余产能也会浮现出来。

大野证明了,福特鼓吹的概念并不局限于大量生产的单一产品。尽管将这些概念用于较没限制的环境时,所遇到的障碍看来是极难克服的,大野以他的天赋才华与毅力向我们证实了这是可行的,他还告诉我们如何办到。

我们现在领悟到:

●TPS只适用于相对稳定的环境。

●大多数环境都受不稳定性之苦。

●相对不稳定的环境可从加快流动中得到的裨益,甚至比稳定的环境更高。

以上我们现在都明白了,我们是否应该随着大野耐一的足迹,继续探索?我们回到供应链概念,试找一个适用于相对不稳定的环境的有效方法,好吗?

以时间为基础的供应链概念应用方式

要限制过度生产,最直观的机制基础,不是空间或库存,而是时间——要防止过早生产,就不应过早发放物料。以时间作为基础,不仅更接近直觉——因此更容易被车间工人接受——还有一大好处,这个基础更适合不稳定的环境——尽管流动遇到阻碍,在以时间为基础的机制下,流动所受的冲击却会低得多。

以时间为基础的机制较扎实,原因是,它直接控制系统中的整体工作量,而不是借限制每两个工作站之间的工作量来办到。在流水线或以看板为基础的系统,两个工作站之间的库存被限制在仅仅最低的量(通常远比一个小时的工作量少)。因此,当一个工作站停下来,下游的工作站几乎马上“挨饿”,而上游的工作站也因空间出现“拥塞”而必须停下来,当任何工作站在挨饿及拥塞上所耗的时间超过该工作站的剩余产能,公司的有效产出就会受到损害。流水线及以看板为基础的系统这么敏感是由于,当一个工作站遇到阻碍,也会消耗其上下游工作站的产能。这现象在以时间为基础的系统中,却几乎不存在,因为物料一旦投入车间开始流动,就不被人为地限制。

要实行一个以时间为基础的系统,难处在于,我们需要在每张订单的承诺交货期之前的一个恰当时间发放相关物料,但是,怎样计算这个时间才恰当呢?当电脑在20世纪60年代初出现,似乎我们终于有了合适的工具来处理很大量的计算及数据细节,以得出发放订单上每种物料的恰当时间。10年内,全世界许多公司开发了电脑程序,就是为了计算这个。但遗憾的是,大家期望的快速流动及低在制品库存并没有实现。

问题在于,将物料转化为成品所需的时间,受排队的影响极大,远高于接触时间(touch time)的影响(这里所说的排队,是指等待一个正忙于另一订单的资源,或者等待另一零件到来进行装配)。众所周知,在几乎所有工业生产运作中(除了特殊加工线或使用看板系统的),一个批次的零件的加工时间只约为全部时间的10%。因此,何时发放物料的决定,也决定了排队长龙有多长及在哪里出现,这也继而决定了完成订单需要多少时间,这因此决定了何时发料,你看,我们正面对着一个鸡生蛋与蛋生鸡的问题。在20世纪70年代,有人建议解决这问题的方法是重复执行电脑操作程序(闭环物料需求计划),来核查所得出的各资源的计划负荷(排队的长龙有多长),负荷过重的话,就调整交货期,以消除负荷过重现象,这个程序一直重复下去,直至所有负荷过重现象都被消除。这个建议没被采用多久,因为经验证明,这个程序无法聚合,不管重复运算多少次,结果都是,负荷过重的情况只是从一种资源转移至另一种资源而已。

结果,20世纪70年代这些电脑系统,就已经不是主要用来计算发放物料到生产线的确切时间,而是局限于提供较佳的采购资料——何时向供应商发订单及买多少,连这些系统的正式名也只局限于它们的最主要用途——物料需求计划(Material Requirements Planning,MRP)。

如此庞大的一番努力,并没有得出一个实用的以时间为基础的机制来指导生产线何时不要生产,但这个事实不应被视做一个证据,来证明为一些较不稳定的环境开发这机制是不可能的,它甚至不应阻止我们尝试以时间作为一个实用机制的基础,但它应被视为一项警告,告诉我们不要继续以处理大量数据细节及计算来得出这个机制,真正需要的是一种接近鸟瞰的方式。

让我们回到最基本的概念,跟随着供应链的原理,我们的目的是加快流动,缩短生产所需时间。以时间(而不是以空间或库存)作为机制的基础,来指引生产线何时不要生产,这就意味着我们应致力在订单的承诺交货期之前的一个恰当的短时间及时(Just-In-Time,JIT)发放相关物料,但这里所说的及时,是指什么呢?虽然JIT这个词是精益生产的主要概念,它的含义只是比喻性的,而不是量化的。就精益生产而言,及时生产肯定不表示刚刚完成处理的零件必须已准备好在下一秒、下一分钟或下一个小时送走,其实,即使在最佳的看板系统,最有可能发生的是,这件零件不会马上被下游工作站加工,证据是,满载的容器经常在工作站之间等待。那么,什么时间才算及时呢?更明确地说:如果我们想以限制发放物料来限制过度生产,我们应在订单承诺交货期之前多久发放物料呢?

要得出合理答案的一个方法是,看看所选时间的长度会否导致管理人员需要花大量精力来确保所有订单准时完成,假设我们选择的发料时间是承诺交货期减去订单的真正加工时间,这个选择就意味着管理人员必须非常紧密地监察生产线运作,因为当中任何工序出现延误,甚至在工作站之间的物料移动出现一点延误,都会导致交货期丢失。还有,由于任何排队长龙都会令排队中的零件延误,必须有精确的排程以确保排队长龙不会出现。这样的选择明显地不是一个可行的选择,即使管理人员投入无限量的注意力,也不能令所有订单准时交货。我们必须选择长一点的、包含安全时间的时间,来对付延误。由于包含了安全时间,从物料发放至承诺交货期这段时间就有理由被称为“时间缓冲”(time buffer)。

选择较长的时间缓冲,会拉长生产所需时间,并增加在制品库存,但由于较长的时间缓冲意味着较多的安全时间,我们就可以预期所需的管理人员注意力会较少、较多订单能准时或提前交货,对相对短的时间缓冲来说,这个推论是对的。但当时间缓冲是相当长时,另一个麻烦就开始浮现。必须记得,选择的时间缓冲越长,物料越早发放,就意味着更多订单同时在车间出现,当太多订单在车间出现,堵车开始发生,堵车发生越多,就需要管理人员越多的注意力来排解优先顺序的纷争。所需的管理人员注意力,相对于所选时间缓冲的大小。

成功实施福特或大野的系统的企业,正享受着比实际接触时间只长几倍的生产所需时间,管理人员几乎不用投入任何注意力去引导车间员工应该马上为哪些零件进行加工,他们肯定落在图8平原的左边,但绝大多数的、仍用一般方式的企业,会落在图中什么位置呢?

正如上述,在一般工厂,零件批次只需10%的时间进行加工,大约90%的时间,批次要么是在排队等待一个资源,要么就是在等待另一零件的到来,以完成装配。我们从福特,更多的是从大野那里,学到我们不应视批量为铁板一块而必须接受,经济批量并不经济,相反,我们应致力于(并且能够)达到一件流(one-piece Flow)。有了这个信念,你就很容易了解,当一个批次正进行加工(除了那些像混合或固化处理的工序外),实际上只有一件零件正在被加工,而批次的其他零件都在等待。这意味着,在以10件以上作为批量的一般工厂(绝大多数生产环境都是如此),接触时间其实只是生产所需时间的1%还不到。这类工厂的另一典型现象是,不管正式的优先顺序系统是什么(如果正式的优先顺序系统确实存在的话),真正运行的优先顺序系统是:“急!”、“非常急!!”、“停止一切,先做这个!!!”。这些公司显然是在图8右方的斜坡上。

身处右方的斜坡上,这意味着双输的局面,不管管理人员投入多少注意力,生产所需时间(相对于接触时间)还是很长,而在许多情况下,公司受着准时交货率差(90%以下)之苦。请注意,如果公司选了一个较短的时间缓冲(图8中平原的位置),情况就会好得多了,那么,为什么有这么多以一般方式运作的公司处于双输的境地呢?

答案来自福特与大野,通过他们的身体力行,他们决定性地证明了,跟一般信念相反,致力令所有资源不停开动,并非达到有效运作的法门,反而,恰恰相反的做法才是对的,要有效运作,局部效率必须废止。然而,一般公司却尝试令资源不停开动,如果生产线上游资源不是瓶颈(绝大多数环境是这样的),有时候它们会没有工作,为防止这情况出现,他们就发放物料——那些较远期订单所需的物料(甚至纯是基于销售预估的生产单的物料)。这样,无法避免的后果是,更长的排队长龙,长龙令一些订单延误,这接着被诠释成:我们应更早发料!同时也被诠释成:我们没有足够的产能!不难想象,这几股力量是如何将公司推上图8上的斜坡的。

要加快流动,一个好的起始行动是选择现今的生产所需时间的一半作为时间缓冲,这个选择能确保公司处于图中平原位置,浪费时间去寻找或计算一个最优缓冲是没有意义的。可得的裨益太重要了,马上用这样大小的时间缓冲吧,而接下来的平衡流动的努力会令图8中平原上的位置一再改变。

将物料的发放限制于订单的承诺交货期减时间缓冲(现今生产所需时间的一半),将大幅改善准时交货表现、缩短生产所需时间至现今的一半、渐渐减少生产线上的在制品库存至低于目前水平的一半。

然而,我们不能期望仅以这项改变就能将准时交货率推至极高。车间尚有许多订单,资源前面尚有排队的长龙,不理顺工作的次序,仍然会令不少订单延误,因此,需要建立一个优先顺序系统。建立优先顺序系统的需要,不应为复杂精致的厘定优先顺序的计算法打开闸门。简单地说,进来的订单数量不断在变,每张订单的工作内容都不一样,排队长龙的长度也不断在变,不要忘记,阻碍仍在发生,这是个有高度变动性的环境。舒华特(Shewhart)从物理学带给制造业一个教训,而戴明(Deming)使之闻名全球,那就是,试图做到比噪讯(noise)更精确,(就我们而言,试图在一个高度变动性的环境中,使用复杂精致的计算法来处理每个可能的因素),并不会改善什么,反而令情况更糟,结果肯定不是改善,而是令准时交货表现倒退。

当我们认识到,时间缓冲(现今生产所需时间的一半)还是比接触时间长很多,而因为它大大减少堵车,在不需要任何干预下,很多订单将可以在时间缓冲的首个1/3内完成,而绝大多数订单可在时间缓冲的第二个1/3内完成,一个直截了当的优先顺序系统就冒出来了。根据这样的理解,优先顺序可由“缓冲管理”(buffer management)来定,每个批次由发放至今的时间都有记录,如果已用了的时间未达时间缓冲的1/3,其优先顺序就是绿;如果已用了的时间超过1/3但未达2/3,优先顺序颜色就是黄;如果超过2/3,颜色就是红;如果已过承诺交货期,颜色就是黑,黑色的优先顺序比红色高,以此类推。如果两个批次颜色相同,争论哪个应该先做,就是试图做到比噪讯更精确的最佳例子。

在车间设置这样的系统是相对容易的,第一步,并不需要进行任何实物性改变,只是抑制物料发放至承诺交货期减现今生产所需时间的一半,并指导车间遵循颜色优先顺序系统。相对于所花力气,效应会是可观的。想知道第一步所带来的影响,以及耗时多少来达到改善,它显示一家有2000人的厨具厂延误订单所占的百分比。

当然,局部效率必须废止,否则过早发料的压力将会持续存在。经验显示,车间的每位员工了解这做法的好处,会令这项变革的阻力几乎变为零。

但是,大多数环境仍然有订单延误、仍有极大改进空间需要尽量利用,供应链概念四必须上位——一套聚焦于平衡流动的程序必须就位。

要平衡流动,第一个步骤相当容易,抑制物料的发放,就可以暴露出大量剩余产能,但很可能有些工作站的剩余产能比其他工作站少,这些工作站很容易显露出来,因为它们面前有排队的在制品长龙。由于局部效率已被废止,这有助于找出一些简单的方法来增加它们的产能,例如,确保“产能制约资源”在午饭、小休及班次交接时间不停下来,或者将工作分流给效率较低但有不少剩余产能的工作站来做等。

由于上述行动为导致排队长龙的工作站增加有效产能,长龙会变得短了,较少订单跑进缓冲的红区了,这意味着时间缓冲变得不必要长了。想调整时间缓冲而又不冒准时交货表现下滑的风险,一条有效法则是,当红单的数量少于已动工订单总数的5%,就缩小时间缓冲;当红单的数量超过10%,就加大时间缓冲。

遵循上述做法的机构,会在几个月内达到非常高的准时交货率、生产所需时间大幅缩短并有了足够剩余产能。就在这时,真正的挑战来了,以往,对暴露出来的剩余产能,管理层的反应往往是“精简”(Right Size)它,以赚取节省成本的好处,这是大错特错,这“剩余产能”通常是员工,员工刚在协助公司改善中立下汗马功劳,而直接后果(“奖赏”)却是,他们或他们的工友失去职位。在所有曾出现过这种行为的机构中,不可避免的反作用是,工厂的表现迅速退化至比开始前更糟。我期望管理层这种行为已远去,永不再发生。

处理暴露出来的剩余产能,较理智的做法是尽量利用它:鼓励销售团队利用已大大提升的运作表现去抓取更多订单,而销售的增加会很容易令生产线出现真正的瓶颈,向客户提出新单的承诺交货期时,不理会瓶颈的有限产能,会导致准时交货表现倒退、客户不满及销售受挫。加强销售与生产之间的联系因此极为重要,这是真正的挑战,一套系统必须就位,以确保每个交货期承诺,都是依据瓶颈尚未动用的产能来做出的。

瓶颈为所有订单提供运作“节奏”,犹如鼓之于“鼓声”(drum beat),瓶颈就是“鼓”(drum)。时间缓冲(buffer)将承诺交货期转化为物料发放日期,而抑制物料的发放,这行动就是一根绳子(rope),将订单和发料绑起来。因此,这个以时间为基础的TOC应用专题被称为鼓—缓冲—绳子(Drum-Buffer-Rope)系统,简称DBR。

企业也应实行一个记录及定期分析红单因由的程序,并采取实际行动清理或剔除导致红单出现的因素,最终令运作表现更进一步提升。

日立的例子

日立工具工程公司是一家资金达240亿日元的公司,设计与制造超过两万种不同的切削工具,大多数产品的需求是零散的,而行业的习惯令它们必须每六个月就推出新产品系列,当新产品系列推出时,旧系列就过时报废,难怪它们在精益生产上的努力并不成功。

2000年,日立开始在日本的四家工厂之一实施DBR,准时交货率由40%跳升至85%,在制品库存及生产所需时间减半,并能够以不变的员工人数多出20%产品,这鼓励了它们将实施规模扩大,到了2003年,四家工厂全都实施了DBR。

由于生产所需时间大幅缩短,以及对市场需求的反应能力大大加强,这令供应链(分销商)的库存可以由8个月大幅减少至2.4个月,库存降低令分销商的投资回报大大提升了,也释放出不少现金,加强了他们同日立的关系。难怪分销商在销售产品的种类中,扩大了日立产品所占的份额,这导致日立的销售在一个稳定的市场增加了20%。

当我们评价这家公司的盈利表现,并考虑到在2002年至2007年期间,原料(金属)价格上涨的幅度比切削工具售价的涨幅大得多,DBR对绩效所造成的真正影响就浮现出来了。在这种恶劣条件下,公司利润本应全泡汤了,相反,日立工具工程公司的税前净利由11亿日元(2002年3月为止的财政年度)跳升至53亿日元(2007年3月为止的财政年度),即5年内净利变为5倍。2002年至2007年,日立工具工程公司的利润率由7.2%增加至21.9%,这在该行业是前所未有的。

DBR的适用范围

正如前面所述,应用(application)会对所处环境做出假设(有时候是隐藏的假设),如果那些假设对一个环境是无效的,我们就不应期望在该环境下的应用会有效运作。DBR所做的假设是很明显的,DBR假设接触时间——相对于现今的生产所需时间——是很短的(低于10%)。这个假设对几乎所有典型的生产环境都适用。但DBR的确不适用于另一大类运作环境——项目环境。

在项目环境中,接触时间比较长,由于客户渴望项目顺利完成,这迫使企业承诺很短的完工时间,只比接触时间长两倍(或者,较罕有地,三倍)。难怪在项目环境中,表现通常是那么差劲,以致没有人敢奢望项目会准时完成、不超支、交货内容会一如承诺,苦果唯有无可奈何地照吞。但是,这个事实不应让我们忘却一个结论——由于DBR的假设不适用于项目环境,TOC应用专题DBR是不宜在项目环境中实施的,另一个(针对较长的接触时间的)TOC应用专题——关键链项目管理——需要用上了。

《目标》角色关系表

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