作者:臺灣趙智平老師
"拉動"一詞最簡單的意思是, 在下游客戶握出要求之前, 沒有一家上游工序或企業生產產品或提供服務。
使用拉式系統的好處:
1. 降低成本:在制品數量低且返工更少。
2. 提高品質:存在追求內部品質和更好的檢測能力的壓力。
3. 更好的客戶服務:提前期短且產出可預測。
4. 更大的靈活性:只有當系統狀態容許加工工件時,工件才會被拉入系統。
《供應鏈科學》[1]給出推式系統與拉式系統定義:如果一個系統內的工件根據系統的狀態投料,并且因此給在制品水平加上一個內在的限制,那么這個系就是拉式系統。如果一個系統內的工件不管系統狀態如何就進行投料,并且因此沒有內在的在制品數目限制,那么這個系統是拉式系統。并指出“拉式系統的魔法在于限制了在制品數的最大值。”
界定推式與拉式系統的兩個關鍵詞:“系統狀態”與“限制在制品”。這里所謂的系統狀態可以是系統庫存或負荷的狀態,在面向庫存制造(MTS)的場合,的系統狀態指的是手上庫存水平與庫存水平的差距,即庫存的耗用;在面向訂單制造(MTO)的場合的系統狀態指的是瓶頸產能負荷,即瓶頸負荷水平。 “限制在制品”和利特爾法則有關,提前期(LT)=在制品(WIP)÷瓶頸產出速率,而所謂的“限制在制品”的意思指的是固定提前期或固定在制品(WIP)。限制在制品的意思就是不生產過多,去除生產過多的浪費則表示固定的提前期要短或固定的在制品要少,我們可以透過去除浪費、減少波動與設置流水線縮短提前期或減少在制品。
根據定義,即使依庫存耗用或瓶頸產能負荷投放工單,沒有限制在制品數量的面向庫存制造與面向訂單制造是推式系統,不是拉式系統。
為了3年趕上美國,做到三及時(JIT),大野耐一致力于“怎樣才能研究出一種在多品種、小批量的生產條件下降低成本的方法”, “注意從接到顧客訂單向顧客收賬這期間的作業時間,由此剔除不能創造價值的浪費,以縮短作業時間。”
所謂的三及時(JIT)就是“把必要的工件,按必要的數量,在必要的時刻運到生產線旁邊來拾一種作法。這是豐因生產方式的基本思想。”[2]
以圖 05為例說明三及時(JIT)的慨念,當編號10號的待裝配的汽車推入裝配線,會拉動右車門的生產,同樣的在9號位置時拉動左車門的生產,以在6號位置進行車門的裝配,此時,拉動引擎與引擎蓋組件,以在2號位置進行裝配。而豐田拉動的方法是以“看板”與對現場的透明度、可見性管理、落實三及時(JIT)。但波動讓這看似簡單的活動,變得不容易。新鄉重夫聽到有人說美國人可以很快的成功運用JIT方法時不由覺得可笑,他諷刺說:“有些人看到豐田穿上了一套新的漂亮衣服,那就是看板系統,因此他們就跑出去買了一套一樣的行頭穿上去。他們很快發現自己太肥了,根本穿不上。”因為來自需求與過程的波動,會使得看板一拉就斷,無法做到三及時。
豐田以平準化解決需求波動的問題、以自働化與各式各樣的防呆法解決來自品質的波動、對設備進行保全減少設備故障所造成的波動。對豐田而言看板拉動必須滿足這些前提才能有效運作,換句話說,以看板拉動上游生產,必須考慮波動因素。從TOC的觀點,在未消除波動之前,善用時間、產能或庫存緩沖吸收波動,雖然稍微胖一點,但卻可以消除波動的影響,看板拉動是沒有問題的。這里的TPS與TOC的差別在于:先消除波動后再拉動還是先以緩沖吸收波動的沖擊,先拉動,去除生產過多的浪費,再盡善盡美消除浪費與波動。
另一個可能制約的因素是成本會計對成本的分攤,如果讓設備、人員閑置會提高成本,因此沒有限制在制品數量,造成現場混亂。為了推行平準化與看板,增加換線頻率、限制在制品,不生產過多,大野耐一曾對高德拉特博士說,要把成本會計趕出腦袋與工廠。
看板拉動系統,經過使用環境的需求發展出3種不同形態的拉動模型:
1. A型拉動系統:補貨拉動系統(Replenishment Pull System)
2. B型拉動系統:順序拉動系統(Sequential Pull System)
3. C型拉動系統:混合拉動系統(Mixed Pull System)
A型拉動系統:補貨拉動系統(Replenishment Pull System),又稱為超市拉動系統(Supermarket Pull System),參見圖 06,是一種基本型的拉式系統,以庫存緩沖吸收來自上下游工作站的波動,在計算庫存數量時,要考慮補貨時間的波動,波動小的場合使用10%的安全系數,波動大的場合也許考慮50~100%的安全系數,以免造成下游工作站停工待料。所有離散的工作站必須依規劃事先儲備好庫存,如同超市一樣,這些庫存只有在客戶有需求是才會被耗用。當下游工作站以看板領用零件,上游工作站只生產被看板領用的數量,補充超市的庫存。當零件種類多時時,超市庫存的庫存種類多,庫存管理上需要相當的空間、付出相當的心力。
圖 06 A型拉動系統:補貨拉動系統(Replenishment Pull System)
B型拉動系統:順序拉動系統(Sequential Pull System),參見圖 07,用于零件類型太多,以至于庫存超市無法容納各種不同零件的場合。順序拉動的特點是先進先出(FIFO,First In First Out),并以足以吸收上下游工作站波動的在制品數量作為上限。即當在制品達到在制品上限,上游工序停止生產,以免生產過多,當在制品低于某種數量開始生產補充在制品到達數量上限后停止,例如每消耗一個生產一個,這里的關鍵在于不要造成下游工作站停工待料,要根據波動決定在制品數量上限與界定上游工序的補貨點。
順序拉動系統是一種面向訂單制造的系統,是精益實施人員的理想系統,因為它沒有庫存,只有有限數量的在制品,完全依照需求生產。運用順序拉動要考慮客戶下單到拿到產品所能容忍的需求提前期,即順序拉動的提前期必須短于客戶的需求提前期,才能取得爭取訂單的門票。否則,會需要儲備庫存縮短交貨提前期或進行改善,縮短制造提前期以滿足客戶需求提前期。
圖 07 B型拉動系統:順序拉動系統(Sequential Pull System)
C型拉動系統:混合拉動系統(Mixed Pull System),參見圖 08,是A型與B型拉動系統的混合體,適用于少數產品占生產數量80%,而多數產品產品占20%的場合。因為混合拉動系統同時存在限制在制品的先進先出與看板的拉動,“平衡任務和發現異常情況往往會比較困難。因此需要有力的管理來保證混合系統有效地運轉。”[3]
圖 08 C型拉動系統:混合拉動系統(Mixed Pull System)
在運行看板,對應看板的算法,需將需求的波動與時間的波動納入考慮,先吸收波動,避免“一拉就斷”的現象,之后再改善,知道問題、明確目標追求盡善盡美。
當個別計算領料看板或生產看板使用的計算公式:
N:看板的數量
:平均需求
L:提前期(加工、等待、換線、搬運…)
α:緩沖存量安全系數,一般取10%(依波動、平準化排程容許需求變化的大小而定)
C:容器容量,一般日產量的10%
要避免“一拉就斷”的現象,要特別考慮緩沖存量安全系數α,這里一般取10%的原因是豐田平準化排程容許10%的變化,相對沒有考慮提前期L的波動;如果平準化排程變化或提前期L的波動大過10%,庫存不足,就會發生“一拉就斷”的現象。
大野耐一給出的要求,似乎總是追求去除波動后的世界,例如,工時先取最小的作為目標規劃連續流,因為曾經做到,將問題“透明化”要求解決問題,問題已經明擺在那里了!而TOC承認墨菲、波動的客觀存在,先利用緩沖吸收波動,化解墨菲、波動的沖擊,以緩沖狀態將問題“透明化”,使系統在穩定下持續改機。
(待續)
1. 精益思想與精益生產-前言(1/6)
2. 精益思想與精益生產-識別價值(2/6)
3. 精益思想與精益生產-識別價值流(3/6)
4. 精益思想與精益生產-暢流(4/6)
5. 精益思想與精益生產-拉動(5/6)
6. 精益思想與精益生產-盡善盡美與結語TOCLSS(6/6)
[1] 霍普(Hopp ,W. J. )著《供應鏈科學》機械工業出版社,第六章
[3] 精益企業研究所著《精益術語匯編》p68中國勞動社會出版社
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