精益生产组织方式有哪些?智能制造赋能工具如何影响精益生产方式?

文 | 商业智能BI相关文章 阅读次数:61 次浏览
2024-06-14 17:40:53

精益思想源远流长,它倡导的是一种与大规模流水线生产截然不同的理念。精益生产,以准时制(JIT)为核心,追求的是一种理想状态下的无库存生产模式,尽管完全无库存只是一种理想,但它能有效应对多样化和少量化的生产需求。随着时间的推移,精益已经超越了单纯的制造过程,它的理念被广泛应用于产品开发、协作配套、网络营销以及经营管理等多个领域,成为了一个跨行业的通用生产组织体系和方法。

当我们讨论智能制造背景下的精益时,不应该让精益成为一个包治百病的泛泛之谈。我们需要将精益具体化,分解为精益生产组织方式、精益生产布局和精益物料流动等具体概念,深入探讨精益如何解决实际问题,以及精益与智能制造工具结合可能为制造业带来的改进。通过这种具体而深入的讨论,我们才能更好地理解和运用精益,推动制造业的持续进步。

推动式生产和拉动式生产,作为精益生产的两种主要组织模式,各有其特点与局限性。本文将详细分析推动式与拉动式生产的特点、优势及面临的挑战,并探讨智能制造工具如何助力精益生产方式的优化与创新。

一、推动式生产

提起精益生产方式,人们往往立刻会想到推动式生产。然而,推动式生产并非没有缺陷,其中最为人诟病的便是居高不下的中间库存问题。在这种生产模式下,各部门遵循物料需求计划(MRP)的计算逻辑,依据公司既定的生产计划来执行生产任务。上一道工序只需生产出产品,然后按照计划将其传递给下一道工序,无需对下一工序的实际需求负责。这种生产方式的信息流和物流特性如下图所示。

推动式生产,精益生产,精益生产组织方式

推动式生产广泛应用的原因:

  • 管理便捷。深入观察可以发现,它与企业资源计划(ERP)系统相得益彰,甚至可以说ERP系统在设计时就考虑了推动式生产的特点。MRP模块能够精确计算出各个生产环节所需的物料,这一功能在某种程度上促进了推动式生产方式的实施。在车间管理中,通过管理人员的沟通协调和工序流转卡等传统的信息管理手段,生产流程仍能顺畅运行。
  • 对信息化水平的要求并不高。除了依赖ERP系统中的MRP模块进行物料计算外,一些情况下甚至可以通过Excel表格来完成这项工作。推动式生产并不过分依赖复杂的信息系统,而是更多地依靠生产计划员的现场调度和纸质工序流转卡来驱动生产。
  • 如果企业考虑放弃推动式生产,转而采用拉动式生产方式,就需要面对更高的学习和组织成本。拉动式生产要求对生产流程进行重新设计,以适应需求驱动的生产模式,这不仅涉及到员工培训和技能提升,还需要对现有的生产组织方式进行调整。

二、拉动式生产

拉动式生产方式主要分为两大类:超市拉动和顺序拉动。在业界,当我们谈论拉动式生产时,通常指的是超市拉动模式。

1、超市拉动

在超市拉动式生产中,生产指令是由最后一道工序发起的。这个最终工序充当着整个生产流程的节拍器。各个工序之间不是通过传统的中央指令来协调,而是依靠看板系统来传递需求信息。

超市拉动,精益生产,精益生产组织方式

拉动式生产系统中,中间库存的设定至关重要。

  • 当库存水平降至预设的下限值时,与库存物料箱数量相对应的看板卡数量也会相应减少,这便触发了上游工序的启动信号,开始补充生产。
  • 相反,如果库存水平高于上限值,看板系统则会指示上游工序暂停生产,以避免过度积压。

虽然这一流程听起来简单明了,但在实际操作中却涉及许多复杂性。实际上,所谓的“看板”通常包含两种类型:一种是用于工序内生产加工的看板,另一种是用于工序间物料领取的看板。

精益生产,精益生产组织方式

尽管这种生产方式在国内尚未被广泛应用,但这并非因为国内企业不愿意进行变革。从上图所示的流程来看,拉动式生产需要一定的管理思维,特别是对于生产线工人和负责物料流转的“水蜘蛛”角色。这与目前国内职业学校和技校的教学内容有关,这些教学内容往往偏重于手艺和技工技能,而不足以培养现代制造业所需的多技能型工人。

此外,对于多品种、小批量的生产模式,所需的看板数量和管理复杂性都会相应增加,这对看板管理技能提出了更高的要求。从现有的推动式生产方式向拉动式生产转型,不仅需要较大的探索成本,还会遇到转型过程中的阻力。这些因素共同作用,导致最终的转型结果往往难以为继。

2、顺序拉动

顺序拉动式生产方式的指令起始于第一道工序,这一工序扮演着“定拍点”的角色,负责传递产品定制化加工的需求信息,以指导后续工序的生产活动,如下图所展示的那样。

顺序拉动,精益生产,精益生产组织方式

这种生产方式在理论上极具吸引力,因为它能够将中间库存降至接近于零的水平。然而,它对工序间的协调同步有着极高的要求。例如,如果工序2的节奏慢于工序1,那么工序2可能会频繁处于等待状态;反之,如果工序2节奏较快,工序1则可能因跟不上而频繁停工。此外,顺序拉动式生产对异常情况的容忍度较低,任何一个环节的问题,如质量问题、设备故障或操作不熟练等,都可能使整条生产线停滞。因此,在实施顺序拉动生产时,需要配备更多的管理人员来确保流程的顺畅,并在问题出现时迅速响应,防止问题扩散至整个生产线。

顺序拉动生产方式在汽车制造等大型设备的装配过程中较为常见。通过链条线、滚筒线或链板线等设备,生产线以缓慢且稳定的节奏连续拉动或按固定间隔(如每15分钟)推动一个工序的前进。

然而,随着信息化与自动化水平的同步提升,推动式生产、超市拉动和顺序拉动之间的界线将变得不那么明显。智能制造环境下的精益生产,正逐渐淡化传统生产方式之间的界限。通过自动化技术的持续进步,我们能够更有效地实现工序间的节拍同步,即便存在不匹配,也能通过如平行移载机等设备轻松调整。

三、智能制造赋能工具对精益生产方式的改变

1、什么是智能制造赋能工具

在智能制造的语境中,赋能是指通过应用智能制造的技术、工具和管理策略,激发和提升制造企业的效率与潜能。这种激活过程旨在优化生产流程,增强企业的创新能力和市场竞争力,从而实现更加高效和智能的制造环境。

智能制造赋能工具就是能够激发制造企业智能制造潜能的工具,市面上主要的赋能工具包括ERP、MES、APS、数据平台以及大数据分析等。

2、  智能制造赋能工具对精益生产方式的影响

(1)缩小推动式生产、超市拉动式生产与顺序拉动式生产之间的差异

智能制造工具的应用,虽然无法将推动式生产、超市拉动式生产与顺序拉动式生产完全等同视之,但它们之间的差异正在逐步缩小,并且每种生产方式本身也在经历变革。

在超市拉动式生产中,传统的纸质取货看板和看板架正被电子叫料系统和电子看板所取代,而原本依赖的“水蜘蛛”运输模式,现在可以通过AGV小车来实现自动化。

(2)智能制造的赋能工具还促进了生产方式的融合与创新

在处理常规备库生产或数量稳定的订单时,推动式生产和超市拉动式生产可以相互结合,智能制造工具的改造使得两者的界限变得模糊。对于小批量或不常见的定制化订单,顺序拉动式生产则提供了灵活的应对策略。

这种生产方式的融合,并不要求企业重新建立生产线,而是通过智能的生产计划排程和优先级设置,指导车间如何高效响应各类订单。这样的智能化转型,不仅提升了生产的灵活性和响应速度,还优化了资源配置,为制造业带来了更广阔的发展空间。

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四、  总结

随着智能制造技术的不断进步,它对精益生产方式的影响日益显著,不仅重塑了生产流程,也为企业带来了前所未有的机遇。通过ERP、MES、APS等智能化工具的应用,生产管理变得更加高效,信息流通更加顺畅,而传统的推动式、拉动式生产模式的界限,也在这一过程中逐渐模糊。

智能制造不仅提升了生产的自动化和信息化水平,更通过精准数据分析和流程优化,提高了生产效率和产品质量。它使得生产过程更加灵活,能够快速响应市场变化,满足个性化和多样化的客户需求。同时,智能制造还强化了生产过程中的监控和管理,通过实时数据反馈,实现问题的即时发现和解决,从而保障了生产的连续性和稳定性。

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