丰田生产系统剖析.docx
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丰田生产系统剖析
第一节生产系统是追求JUST-IN-TIME的整体生产工程学
一．企业的职责
1．企业应为社会产业、经济的持续发展做贡献。
2．通过提供有价值的商品和服务开发客户，致力于建设富裕的社会。
3．通过企业活动，建立和维持企业的协助者（员工、股东、协作者、客户）之间的稳定的诚信关系。
为了履行企业的职责应该做些什么？
二．制造业的特点——费用发生在先、回收在后。
制造业中物的流动和费用情况如图1所示。
物
物
物
物
客户
销售
发货
生产
材料
¥
费用发生
费用回收
·销售的人
·发货的人
·生产的人
·管理的人
人
·销售费用
·搬运费
·搬运费
·材料费
物
·设备维护、折旧
·电力
·油、水
·电话费
·办公设备
·叉车
·卡车
·叉车
·吊车
设备
（图1）制造业中物的流动和费用情况
在各个环节中，物的停顿时间越长，发生的费用就越大。
只有各个环节的人都迅速行动起来，加快以上循环，才能降低成本。
公司中的每个成员都应认识到，生产的产品或提供的价值是为了顾客，而不是为公司，因为是顾客给钱。
为加快物的循环，应缩短生产过程时间、向高水平JUST-IN-TIME（准时化生产）挑战，而库存量的多少决定着JUST-IN-TIME的水平。
为此，必须建立从材料进货到向客户发货的全过程都能够以小单位生产、小单位搬运的生产系统。
三．缩短生产过程时间
丰田准时化生产的目的是为了使生产能够灵活地应对市场上品种和需求量的变化。
这里“灵活”的意义就是“缩短生产过程时间”。
缩短生产过程时间有以下优点：
●通过把生产过程时间缩短到极短的时间内，就能够实现以接受订货为导向的生产。
●显著缩短生产过程时间能够对需求的变化非常迅速地适应，使在制品库存和完成品库存降低到最低限度。
●如果产品更新换代，只会产生少数的“死”库存。
1．广义的生产过程时间
所谓“广义的生产过程时间”，是指产品制造过程中所必需的一切业务所用时间的总和。
包括市场需求分析、产品研发设计、生产准备、试制、制定生产计划、采购原材料、制造、检验、送货等等所有内容。
这种广义的生产过程时间包含了与生产相关的所有业务。
如图2所示。
如果把生产系统的全部业务纳入视野，就有可能生产出质量、价格、时机都能满足顾客要求的多种规格的好产品。
例如，在开发新产品的时候，迅速地抓住市场信息并与产品开发结合起来，为此就要建立起事务部门、管理部门能够迅速作出决策的组织机构。
另外，在设计过程中，使用CAD（ComputerAidedDesign计算机辅助设计）和CAM（ComputerAidedManufacturing计算机辅助制造）也能缩短设计过程时间。
此外，销售部门、生产管理部门和间接部门，通过组织机构的改革和决策程序的简化及信息网络系统，也能迅速地处理业务。
所谓生产准备，是关于准备生产设备、搬运机械、辅助设施（检具、工装等）等等的体系，由公司中的生产技术部承担。
相对于此，制造系统是主要以物品的流动制作为课题的生产管理系统，在公司中主要由制造部门承担。
原材料、零部件的进货和完成品的发运由生产管理部门承担。
缩短生产准备时间也很重要，但生产准备阶段的思路、方案将直接影响制造过程的生产时间。
从准时化生产的思路考虑，在设备方面要注意以下几点：
①设置可以进行小批量生产的小型设备。
大批量生产常常在工序间造成较大的库存。
而且，为了加工大批量，加工时间也变
市场需求分析
销售商
生产准备
新产品研发设计
销售部门
批量试制
试制
生产管理部
采购部门
制定生产计划
供应商
筹备零部件、原材料
制造
检验
送货
（图2）与生产相关的各项业务
长了。
②开发缩短反应时间的技术。
如果某个工序的化学反应时间长、检验时间长，那个工序就可能成为瓶颈工序。
③不采用没有价值的高速设备。
虽然为了缩短加工时间加快各工序的加工速度是必要的，但是，加工速度只要在顾客的需求速度决定的循环时间范围之内就行了。
设置了比循环时间过快的设备，这个工序就有制造过剩的可能性。
制造过剩是万恶之源，在那里隐藏着各种各样的浪费。
④将设备连接起来形成流水作业。
设备与设备之间或者工序与工序之间不应该按加工车间型（按功能）连接，应该按产品的加工顺序连接成流水作业（流动型）的形式。
⑤采用流动型柔性加工单元（FMS——FlexibleMachiningSystem）。
把类似的零部件在此加工单元中能灵活地加工，机械会自动识别并进行作业转换、控制加工数量。
2．狭义的生产过程时间
在生产现场的制造系统中，生产时间通常包含着如下三个过程时间（如图3）：
L1：
从需求预测到指示生产开工的信息处理过程时间。
L2：
生产活动本身的过程时间。
L3：
把完成品送到顾客手中的过程时间。
需求预测
销售计划
月份生产计划
年度生产计划
L1
旬生产计划
变更
销售商
日生产计划
生产顺序计划
开工指示
生产
L2
最终检查
L3
发货
（图3）制造系统中的三个过程时间
如果将这三个过程时间缩短的话，就会尽可能正确地把握市场动向，灵活地应对需求变化，并且能降低成本。
本书将特别对关于缩短生产活动本身的过程时间L2（狭义的生产过程时间）的理论体系及实施方法加以研究。
狭义的生产过程时间，由加工前的等待时间、作业转换时间、加工时间、加工后的等待时间以及搬运时间构成。
如图4所示。
广义的加工时间
加工后的等待时间
换产时间
搬运时间
等待加工时间
加工时间
对下一工序订货
对该工序订货
生产过程时间
（图4）狭义的生产过程时间
这里所谓的“加工前的等待时间”，是放在生产线旁边应该加工的原材料等候接受加工的时间。
所谓“加工后的等待时间”，是加工出来的库存等候搬运到下一个工序的时间。
在广义的等待时间中，把两者归纳在一起称为“等待时间”。
另外，广义的加工时间也把作业转换时间和加工时间归纳在一起。
这样一来，产品的生产过程时间就由三部分构成，即产品的加工时间、等待时间以及搬运时间。
最大限度地缩短构成生产过程时间的各个要素时间，对实现准时化生产来说是必要的。
图5表示了缩短生产过程时间的手段。
适应市场需求变化
缩短生产过程时间
缩短等待时间
缩短搬运时间
缩短加工时间
迅速搬运
缩短加工时间
搬运批量最小化
生产线的同步化
传送带
滑道
叉车
缩小批量规模
充满作业方式
标准化作业
小批量生产
一个流生产与搬运
巡回方式
设备布局
通过顺序计划分散负荷
互相帮助活动
多能工
缩短作业转换时间
（图5）缩短生产过程的时间的手段
第二节生产系统的概要
一．生产系统的定义
为了向JUST-IN-TIME挑战，以各工序之间的同期化生产为目标、规定物和信息的流动方法的规则和工具。
其目的是：
通过提高生产系统的水平，增强生产现场的“体质”。
构成生产系统的三要素包括：
搬运、生产、货店和规模。
二．生产系统的用法
1．掌握生产现场的实力与TPS（TOYOTAProductionSystem丰田生产系统）理想目
标之间的差距，造就符合丰田生产方式原则的、只制造、搬运需要的产品的体制。
TPS的理想目标如图6所示。
搬运
以各工序之间的同期化生产为目标，按销售速度1箱单位搬运。
发货场
工
序
材料
接收
货店
货店
为贯彻后工序领取、后补充生产，在各工序设置全部材料和完成品的货店。
生产
提高人和设备的效率，按售出的顺序，只生产售出的产品、售出的量。
在库
货店中最大的在库量均为1箱。
（图6）TPS的理想目标
2．改善的工具。
建立了丰田生产方式的生产系统，也就建立了能够显示潜藏在生产活动中的问题的生产现场。
例如，增加了搬运次数或减少了看板发行张数，生产系统便会出现问题，这样就暴露出生产现场中待改善的问题。
通过不断暴露问题、改善问题，就会逐渐减少在库，降低成本，缩短生产周期。
如图7所示。
生
产
系
统
按TT领取
定量搬运
后工序
发货场
前工序
暴露
问题
·在库是否过剩？
·在库是否不足？
是否按后工序领取进行生产？
改
善
循
环
减少在库，暴露问题。
通过实施生产现场的改善活动，消除制造过程中多余的在库，降低生产成本。
（图7）生产系统作为改善的工具
三．生产系统的三个要素
构成生产系统的要素有三项，它们彼此密切相关。
1搬运
2生产
3货店及其规模
下面通过一个练习来充分理解三者之间的内在联系。
练习题：
某生产线生产A、B、C、D四种产品，每班生产量为：
A4个、B4个、C4个、D4个。
如图8所示。
B
A
后工序
领取
某生产线
C
D
货店
（图8）
这条生产线的生产方式有三种，如图9箭头所示。
其后工序领取有三种方式：
1次/班、2次/班、4次/班。
每次领取的物品中，A、B、C、D都有且数量相同。
试计算每种方式下A、B、C、D四种产品的最少在库量（在图9中填写）。
（假设生产和领取在时间和数量上都是均衡的）
搬运
1次/班
2次/班
4次/班
生产
AAAA
BBBB
CCCC
DDDD
AAAA
BBBB
CCCC
DDDD
AAAA
BBBB
CCCC
DDDD
（图9）
通过分析和计算可以看出，随着搬运次数和生产次数的增加，产品在库总量逐渐减少。
即搬运单位和生产单位决定货店规模。
在搬运次数不增加的情况下（如1次/班），尽管生产次数增加，但在库量没有降低（均为16个）。
也就是说，在改善过程中，增加搬运次数的改善应先于增加生产次数的改善（图10）。
实践证明，增加搬运次数的改善费用较低，而增加生产次数的改善费用较高。
①②③④
增加生产次数
增加搬运次数
增加生产次数
增加搬运次数
在库量逐渐降低
（图10）降低在库量的改善顺序
生产单位、搬运单位与货店规模的关系可归纳为图11。
②搬运单位
搬运
生产
小
大
①
生产单位
略浅
深
大
③货店规模
很浅
深
小
（图11）搬运单位、生产单位与货店规模的关系
降低在库量会有很多好处：
●减少库存资金积压。
●加快生产循环，缩短生产周期，令客户满意。
●节省库存场地面积。
●减少产品管理、维护（如：
防锈、盘点、分类等）人员，易于管理。
●减小对搬运、生产设备能力的要求。
●一旦出现质量问题，废品损失小且易查找问题所在。
●易适应客户需求的变化，减少因无法售出造成的积压浪费。
特别是资本密集型、技术密集型企业，这种过量生产造成的浪费和损失会更大。
●易暴露待改善问题点。
四．生产系统与品质
1．确保“制造品质”是根本
以“后工序是客户”的思想为根本，不向后工序传递不合格品。
为此，首先应确保彻底执行制造品质的基本原则。
其次是，贯彻落实发生异常时追究真正原因、在根源上采取措施的做法。
确保制造品质的基本原则
●制定作业标准
●确认品质
●处理异常
2．生产系统会对确保制造品质产生积极影响（表1）
（表1）
确保制造品质
生产系统可产生的效果
基
本
原
则
作业
标准
通过设定包含检查品质基准内容的“生产单位”、“搬运单位”和“搬运方法”，建立起员工必须遵守规则的良好环境。
确认
品质
通过改善生产系统（缩小搬运单位、生产单位），可以减少在库、加快物的流动。
结果是：
·前工序的异常能够马上在后工序被发现。
·在检查品质、保全方面，要求更迅速行动，可以发展成与生产线的生产连动起来的检查、保全方法。
处理
异常
能够通过跟踪生产顺序、搬运顺序，很快查找异常所在。
另外，由于在货店上实现了“先进先出”，能够迅速地确定异常的范围。
在根源上采取措施
通过在各生产线设置完成品货店，将前后工序分开，可以明确各自工序的品质责任。
其结果是，自己工序的异常只会影响自己工序，因而能够提高监督者、作业者改善品质的积极性。
3．建立生产现场的品质保证体系
为了在生产现场贯彻“后工序就是客户”的思想，应该把“各阶层的职责”、“管理的道具”、“品质保证记录与防止再发生”等规章制度紧密地联系起来并加以运用，建立起强有力的品质保证体系。
第三节如何设计生产系统
设计生产系统的步骤：
一．画“物资和信息流向图”
二．决定“搬运方法”
三．决定“生产方法”
四．决定“货店和规模”
五．制定必要在库量
一．画“物资和信息流向图”（步骤1）
1．目的
用图的形式明确地表示物资、信息的流向。
2．填写方法（表2）
（表2）
项目
记号
说明
①设计对象
—
·填入所要设计生产系统的产品对象。
②工序
·按照工序顺序，从左至右画出各工序。
（包括收货场、
集货场、发货场）
·在方框内填写生产线名称、编号。
·填入生产班次。
③物资流向
（）种
（）个/班
·为了表示物的流动方向，按照工序的顺序把工序间用箭头连起来。
·在箭头的上下填入物的种类数和每班流动数量。
·在由非生产线作业人员引起物资流动的地方填写清楚。
④信息流向
信息流
·将信息发生的场所至收到的场所连接起来。
看板
·领取看板、生产指令看板。
·批量生产用看板、类型生产用看板。
指示
·领取或下达生产指令时使用的指示信息（清单等）。
⑤货店
·按照品号注明完成品（半成品）、材料的放置场所。
·记号的开口朝向前工序一侧。
·班差或生产时间差货店要注明。
⑥货道
·与货店不同，它表示按照生产顺序和被搬运的顺序放置物资的场所。
⑦不明物资的放置场所
·表示⑤⑥以外的物资放置场所。
货店不完备
货道不完备
没有货店、货道
⑧看板箱
·为下达生产指令或领取指令，存放或发出看板的地方。
⑨客户
·在符号内填入客户名称。
·在符号下写上发运形态（如：
1-4-2）。
⑩外协厂
·在符号内填入外协厂名称或生产线名。
·在符号下写上供给形态（如：
1-4-3）。
106次/日
14046/D
工
142种
60085/D
油盒组装
5条生产线
216种
30043/D
工
活塞组装
10条生产线
工
购
135种
57283/D
外协厂
工
25种
出店
16848/D
1-4-2
1-4-4
1-1-1
1-8-5
1-4-4
16646/D
17种
购
西尾
202/D
8种
购
外协厂
零部件收场
阳离子喷涂
2条
生产线
夜
昼
分类生产
客
工
金属看板（工）
6383/D
48种
打密封座
工
购
客户
36工厂
（74窗口）
发货场
280种
14046/D
BMC
总组装
12条
生产线
16848/D
153种
TM/C
组装
13条
生产线
49种
6383/D
104种
10465/D
打密封座
6383/D
清洗
耐酸铝
4082/D
15837/D
39种
12766/D
TM/C本体加工
15条
生产线
16848/D
51种
材料接收场
1011/D
12种
西尾
外协厂
3.填写例（图12）
18种
（图12）物资和信息流向图例
刈谷工场BMC物资和信息流向图（改善前）
二．决定“搬运方法”（步骤2）
1．“搬运”的定义和目的
以同时搬运物资和信息的思想决定搬运单位和方法。
搬运的根本是：
为了排除物资和信息的停滞，领取看板被传上来后，立即一个一个（一箱一箱）搬运。
搬运单位指一次搬运的量或搬运一次的时间。
包括工序间搬运单位、零件购入单位、发货单位。
搬运方法指：
车次单位搬运、多回搬运、吊桶式搬运等。
制定搬运方法时的注意事项：
为了消除零头倒装的浪费，简化下达指令规则，要考虑搬运单位与生产单位一致。
2．填写方法（表3）
（表3）
项目
记号
说明
①搬运方法
·以车次单位集货
·对每个物资流动的地方（有实箭头的地方）决定搬运方法，记入。
A．以车次单位集货
·按照发货车次，从生产线货店只领取给客户一次发货的数量。
B．多回领取
·目的在于通过领取作业明确生产线的进度（快慢）。
它通过每间隔5-15分钟从各生产线领取完成品，使生产线发生TT。
这种做法需要“平准化箱”。
C．超多回领取
·它是进一步发展了多回领取的搬运方法，即从各生产线每次只领取1箱（1张看板）的搬运方法。
D．巡回式搬运
·后工序搬运工按照指定的顺序在多个前工序之间巡回，根据后工序的生产顺序，领取所需种类的规定数量的零部件并运到后工序。
它是将配套搬运、定量搬运、顺序搬运组合在一起的搬运方法。
E．吊桶式搬运
·后工序从前工序（此时是中间工序）领取零部件时，将与要领取的零部件的量相等的材料同时供给前工序的搬运方法。
一般在有生产周期长的中间工序（如热处理）时使用。
F．呼叫搬运
·将从需要各种零件的生产线传来的请求搬运信息公布在集中管理板上，搬运人员根据这些信息向所呼叫生产线供给需要的零部件后，回到集中管理板前等待下一个搬运信息的方法。
其特点是，由于在集中管理板保存搬运信息，可以做到信息的先进先出。
另外，能够看清搬运人员的多少及工作量是否合适。
G．2箱方式
·它是以后补充的方式来领取材料、零部件的方法。
在使用零件的工序准备2箱零件（2张看板的量），当第一箱用完、看板随空箱送出来时，即开始从前工序领取同种、同数量零件，补充进去。
注意：
搬运一箱零件的时间必须小于或等于使用完一箱零件的时间。
②搬运单位
·看板2张单位
·填入每次搬运的搬运单位。
定量搬运——每搬运一次的看板张数。
定时搬运——每搬运一次的时间间隔。
③平准化箱
·它是将客户看板进行平准化的工具。
·其横向上边填入搬运间隔（5-15分钟），纵向左边填入生产线名（产品名），进行种类和数量的平均化。
④领取看板箱
·每个生产线设置1-2处，用于盛放领取看板。
（不用细分到一个品种一个箱）
⑤（领取）信息的流动
·记在每个有信息流动的地方。
⑥ANDON
·它是生产现场的信息之窗。
3．填写例（图13）
1箱单位
1箱单位的后补充搬运
（小零件）
搬运
理想目标
客户11工厂（34窗口）
1-4-2
1张看板单位领取（完成品）
5箱单位配套搬运
要达到的目标
年月
10箱单位配套搬运（大物）
现状
平准化箱
工序
生
客
（领）
领
（小物货店）
总
装
线
发货场
（大物货店）
客户
（图13）决定“搬运方法”的填写例
4．搬运方法具体实例（图14）
控制中心
ALC
搬运信息记号说明：
：
组装生产线信息控制
：
工序内看板
：
领取看板
ALC
ALC
A产品线
（顺序1台批量）
ALC
工
工
ALC
B产品线
（后补充生产）
领
部组装线
（顺序生产）
总组装线
工
C产品线
（后补充生产）
·5台份配套搬运
·以看板向总装装线传送
·后工序领取
领
工
工
（工）
请求
材料
材料
机加工线
（后补充生产）
热处理
（硬塞式生产）
磨工线
（后补充生产）
巡回式搬运
·后工序领取
·定量不定时搬运
·配套搬运
·顺序领取
吊桶式搬运
·后工序领取
·定量不定时搬运
呼叫式搬运
·实空搬运
·定量不定时搬运
·信息的先进先出
（图14）搬运方法具体实例
5．搬运工的标准作业
按一般方法给搬运人员制定标准作业很困难，其理由是搬运作业中缺少决定标准作业的三要素。
因此，对于搬运工来说，可以用表示与搬运时间相符的搬运工作量“山积表”来制定搬运工的标准作业（Ⅲ型标准作业）。
如图15所示。
另外，为了使搬运作业人员能够遵守这个标准作业，应配置好发出搬运作业开始信号的“ANDON”（呼叫灯）和将各种搬运操作规程标准化的搬运作业标准。
某区域的搬运作业
计算各生产线搬运工数所需数据：
1．需要数量/班
2．收容数/箱
3．搬运次数/班
4．搬运时间/次
A线
D线
G线
F线
B线
3
H线
E线
C线
J线
I线
4
1
2
J生产线搬运工数的计算
1．生产台数/班=600个
2．收容数/箱=10个/箱
3．搬运次数/班=60次
4．搬运时间/次=260秒
J生产线的搬运工数为：
260分/班
搬运工
4
460
将生产线所需要的必要搬运工数用“山积表”来表示
搬运工
（图15）搬运工的标准作业
三．决定“生产方法”（步骤3）
1．“生产”的定义和目的
决定生产就是决定生产的顺序和数量。
基本原则是：
为了立即补充销售出去的产品，工序内看板送上来后，按照其顺序以一张看板为单位进行生产。
注意事项：
为了减少看板张数、缩小加工数和基准数，首先消除多余的在库部分。
另外，要提高“生产”的水平，还必须提高生产线的“信用”、缩短换产时间。
2．填写方法（表4）
（表4）
项目
记号
说明
①生产的形态
生产线
·后补充生产
·…………
·先给每条生产线（□）决定生产形态，填入。
A．后补充生产
·按照工序内看板被摘下的顺序，生产被领取走的产品。
B．顺序生产
·按照生产顺序计划的顺序进行生产。
这时，为防止生产过剩，同时并用限制总量的看板。
C．混合生产
·后补充生产和顺序生产的混合。
②生产的方法
·…………
·1张生产
生产线
·给每条生产线决定生产的方法，同时决定生产单位，填写在里。
A．1张生产
·按照工序内看板被摘下来的顺序，1张1张地生产的方法。
B．批量生产
·在不能实行1张生产的生产线，以规定每次换产后的生产量进行生产的方法。
即定量不定时的生产方法。
·要决定加工数、基准数。
C．分类生产
·规定生产顺序（按类型）的定时不定量的生产方法。
③生产指令的工具
工序内看板或信号看板
A．看板滑道
·按照看板被摘下的顺序进行排列。
·将看板滑道记号画在生产线（□记号）的左上方。
B．批量形成箱
·批量生产时，设置批量形成箱，以便明确摘下的看板是否达到加工数。
·将这个记号填入生产线（□记号）的右上方。
④信息的流动
·将信息（看板）从其发出的地方到其到达的地方用虚线箭头连接起来。
3．生产的三种形态
生产形态根据产品的销售方法及大小等，可以分为三种形态（表5）。
（表5）
生产形态
销售情况
说明
工序
优点
①后补充生产
多量品
·全部品种设置货店。
·按照工序内看板被摘下的顺序生产被领取走的数量的产品。
发出平准化领取信息
A1
A2
A3
A4
工序
工序内看板
完成品货店
发货场
A1
A2
A3
·从接受订货到发货的生产周期短。
·可以灵活地应付销售的变化。
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