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畅享博客 > 极普TOC(赵智平) > 生产计划MTO、DBR/SDBR > [原创]怎样让制造企业车间的日产量“暴量” 增长!
2018/4/24 21:26:25

[原创]怎样让制造企业车间的日产量“暴量” 增长!

 

 

视频地址:

http://v.youku.com/v_show/id_XMzU0ODM0NDAzMg==.html

回想一下,在视频看到了:

方法A,直接将瓶子倒转,流出的水和进入瓶子的空气形成乱流,妨碍水流出瓶颈的流量(流速)。

方法B,让瓶子产生涡流,一方面企图加快水的流速,另一方面,涡流会产生空隙,让空气进入瓶子,但涡流影响空气流入瓶子的速率。

方法C,用吸管向瓶子吹气,一方面企图加快水的流速,另一方面,吸管可以让空气平顺地进入瓶子,水流出的流量比方法B大。

直观的感受不同的方法,会有不同的表现,但最终会受到瓶子瓶颈的制约。

如果再深入观察可以发现瓶颈必须让留一点空间(减少瓶颈的利用率),让空气进入瓶子,消除乱流,帮助水流出

涡流、吸管留空间可以让空气进入瓶内,加快流出的速率,缩短流出时间,同样的,如果高速公路利用率低,车速快利用率高塞车,车速低。可引申,计划上不要企图用满产能——降低利用率投料速率,保留产能缓冲(在产能留空隙)吸收波动否则波动累积的在制品会拉长周期时间,延误交期形成加班的恶性循环。

 

图表 1 产能利用率、波动与提前期

 

问题来了不要用满产能保留产能缓冲吸收波动那要怎样让车间的日产量“暴量” 增长

这里将以制约理论TOC的聚焦五步骤谈谈在现实波动环境下怎样让车间的日产量“暴量” 增长!

先给出TOC聚焦五步骤的概括,接着再详细就这个主题分步说明TOC聚焦五步骤可以分为短期和长期的模式:

短期模式现在应该做的,管好当前流量的步骤。

1识别瓶颈

2挖尽瓶颈(的计划)

3迁就挖尽瓶颈的计划

 

长期模式是管理未来流量的步骤

4提升瓶颈(市场占有率提升了,新的商业式奏效了……现有产能不足,需要资本支出添置资源)

5当瓶颈在步骤4被打破,回头步骤一,不要让惰性成为系统的瓶颈(制约)

 

第一步识别瓶颈

视频中方法C是最好的但瓶颈最终限制流出的流量。瓶颈是制约也是让产量“暴量” 增长的杠杆点小小的施力,大大的回报。

一组没有增加作业费用(转换成本=人工成本+制造费用),改善前后的数据:

平均每日产出由3,330,000增加到4,474,000日均产量提升了1,144,000 增幅为34%

 

 


图表 2 增加产出(销售)对利润的影响

 

产出增加34%,在财务上有什么意义呢?如图的假设作业费用不变(忽略水电气的增加),维持40;产出增加34%,原物料也要增加34%,由30增加到40.2,产出(销售)增加34%,由100增加到134,净利由30增加到53.8,净利润增幅为(53.8-30)÷30=79%。这就是瓶颈杠杆点的作用。

接下来,谈谈如何识别瓶颈?

 


图表 3 识别瓶颈练习

 

如图,3种不同的产品,如果我们看产品X需求40Y需求50Z需求40的流程图,会发现生产每一种产品最大工时的设备会不同。

         产品X的瓶颈是粉红色加工一个需要20分钟

         产品Y的瓶颈是蓝色加工一个需要6+28=34分钟

         产品Z的瓶颈是粉红色加工一个需要28+7=35分钟

在目前的资源数量下,蓝色有1台,粉红色2台,究竟哪一个是瓶颈,蓝色还是粉红色?

考虑需求数量、工时与资源数量,发现蓝色一台设备的利用率94%,粉红色2台设备的利用率为56%,从整体来看,蓝色的是瓶颈。

这是用计算的,还有其它的方法,例如问跟单员或生管,根据他们的经验指出瓶颈工序;或是到车间现场观察,哪一个工序前的在制品库存最多。一般瓶颈会是设备价格最高的工序或装配线。无论如何,不用担心是否选错瓶颈,一旦实施TOC拉动生产、降低在制品后,真正的瓶颈就会浮现出来。

识别了瓶颈,聚焦瓶颈这个杠杆点是重中之重想办法增加产出。现在,谈谈聚焦五步骤的第二步挖尽(充分利用)瓶颈。

 

第二步挖尽瓶颈(的计划)

挖尽瓶颈,有2个意思一是去除瓶颈在流量的浪费,让目前的日产量“爆量”增长。二是,如何在有限的产能下做产品组合决策,让利润最大化。后者超出题目的范围,这里聚焦前者,怎样让车间的日产量“暴量” 增长!

假设有10工序,每一个工序指派的工时都是一分钟请问一小时的产出等于60个还是小于60个?

小于60个!绝大数的人会这么回答。

为什么产出会小于60个,因为时间过去了补不回来,例如其中一个工序因为波动产出的时间为62秒就会减少产出,而波动会随机地影响每一工序,所以产出每一小时会小于60个,达不到设计的意图。

如果客户的需求节拍就是要每一分钟要一个,怎么办?

降低循环时间为85%,将每一工序的工时一分钟改为51秒,但是,每一工序减少9秒,10个工序,要对90秒增加2个工序,成为12工序

如果,将其中一个工序的时间设置为1分钟,其他工序指派不超过55秒,这样需要增加一个工序(5*9=45),比12个工序少一个工序。

另外,为了吸收波动,在瓶颈前维持3个在制品(手持数)瓶颈工序前面有3个在制品,前面工序就暂时休息,不生产过多3个在制品保护瓶颈3分钟不挨饿先化解波动的冲击,达到挖尽瓶颈的目的

聚焦瓶颈的改善,可以让我们知道什么是该做的,例如采取保护瓶颈的措施与没有需求就着;什么是不该做的,例如增加额外的工序,为了满足顾客节拍,要改成11个工序还是12个,哪一个成本低?管理者聚焦管理瓶颈工序还是同时管理所有工序?

大幅提升瓶颈产出的第一个方法就是,消除瓶颈挨饿的浪费。如果不采取措施,无法想象这个浪费有多大。

一般工厂管理,没有聚焦瓶颈管理的思维,对瓶颈管理松散,浪费大量的产能。浪费的产能会有多大,34%,对应损失净利幅度79%?

以时间缓冲保护瓶颈的产出,不让瓶颈挨饿。要如何决定这个时间缓冲?假设瓶颈前的工序以往会让瓶颈停工待料3小时(95%的概率) ,则至少要维持3小时在制品的时间缓冲,如此在95%概率下瓶颈不会挨饿。时间缓冲会以在制品库存的形式体现。设置时间缓冲会发生在制品的持有成本,这个可以透过改善,让3小时的在制品减为2小时、1小时,降低库存持有成本。

这里,要强调一点,要保护瓶颈,不是保护每一个非瓶颈工序,否则太多的在制品会拉长生产周期。(利特尔法则Littles Law,提前期LT=在制品数量WIP *瓶颈工时t)。

回到前面留下的一个问题:不要用满产能保留产能缓冲吸收波动那要如何让车间的日产量“暴量” 增长

产能缓冲要保留多少?考虑瓶颈的OEE也许保留 20%的产能缓冲。问题,这个缓冲不能用于产出吗?

TOC的生产方案供大家参考TOC的生产方案鼓-缓冲-绳(DBR)只对瓶颈与投料工序排程,简化的鼓-缓冲-绳(S-DBR)只在评审时决定投料时间,不再对瓶颈排程。TOC方法不给车间每天的生产数量与每一笔工单的开工时间与完工时间,为的是要挖尽瓶颈的产能。

如果我们给了车间生产数量目标,如果,生产过程顺利,提早完成当日生产目标,员工会多生产直到下班如果员工不再多生产,是否浪费瓶颈的产能,公司是否有损失?万一,生产发生波动。完成不了当日生产目标,是不是要付加班费加班,公司是否有损失?一来一往公司的损失是多少?

不给生产数量目标加上时间缓冲(在制品库存),瓶颈可以在顺利的时候挖尽产能缓冲,让瓶颈产出表现在水平以上,将被挖尽的时间用来接更多的订单,工厂就有更多的利润。瓶颈前工序的任务除了来什么做什么,做完立即移转到下一个工序外,当发生异常,在3小时解决问题恢复生产补充3小时的时间缓冲瓶颈后工序的任务就是来什么做什么,做完立即移转到下一个工序。加上保护交期的出货时间缓冲,如此,系统的方法做到挖尽产能缓冲增加产出、利润,准时交付和跳出加班的恶性循环

一旦瓶颈被保护了,可以在现有基础继续改善挖尽瓶颈,预期的效益是如果瓶颈增加一小时产出,全厂增加一小时产能

设备综合效能OEE或工作抽样WS可以给出挖尽瓶颈产能的方向。这里要提出一个温馨提示,谨慎在非瓶颈应用OEE或工作抽样,除非能够真正的降低成本又不减少瓶颈产出,否则非瓶颈节省一小时只是增加一小时的闲置。

图表 4 设备综合效能OEE_计算例

 

OEE=42.6似乎很低,一般普遍看法, OEE达到85%拥有世界级的水平,有工厂SMT生产线的OEE大概在40%左右,有很大的改善空间。从设备综合效能公式OEE=时间稼动率*效能稼动率*一次良率,可以分别分析时间稼动率、效能稼动率与一次良率来提高瓶颈的产出,下图是价值流图以OEE识别改善机会的图例。

 

图表 5 瓶颈工序的改善机会

 

以下从OEE公式成分谈谈改善的机会

上班时间一般我们考虑工作的8小时,不含中间休息时间,这个中间时间需要时可以考虑用来增加产出。事实上很多企业也已经这么做了。

时间稼动率

增加负荷时间:早会与保养,可以思考如何在达到效用的前提下缩短时间,要像迷你裙越短越好。

换线:

         考虑快速转换的4步骤识别流程步骤、区分线外与线外的工作、将线内的工作转为线外、一次到位不再调整。在第三步尽量缩短线内的作业时间。

         同样的,精简首件检查时间,考虑哪些是因为换线造成改变的,哪些是“无论换线与否都会发生”检验项目。对确认必须首件检验的,考虑如何在线外完成原因的确认,可以缩短首件检查的时间。

 

图表 6 工作抽样结果分析

例如,PCB曝光作业通过工作抽样发现换线占负荷时间的4.3%,其中首件检查占1%,检查“PIN没有正确地插入pin孔,即底片还没正确对位就进行曝光”属于每次操作都有可能发生的现象,没必要列入首件检查的项目;而曝光用的底片,使用前确认底片尺寸及防止伸缩变形的保存方法线外进行的。

虽然,这一段以OEE为主轴分析、定位改善机会,但如果,认为OEE的统计很费事、费力不妨,隔一段时间或完成阶段改善定位下一步时,以工作抽样,识别改善机会。例如图中,工作抽样也发现无人操作与停机待料占了5.2%

         瓶颈并批生产的考虑不影响交期下在,节省换线时间,可以并批生产,但被合并的订单先留在瓶颈,依优先序离开瓶颈工序影响优先序高的交期。(TOC的缓冲状态可以决定优先序)

设备故障与调整:推行TPM第一个要分析的对象就是瓶颈资源,考虑日常保养项目的频率缩短保养、检查时间。

预热:考虑保安在上班前预热设备,上班就可以操作。

性能稼动率

从3方面谈谈瓶颈工法研究。

参数选择:如果瓶颈需要设置不同的参数,经过实验计划,在降低变异的前提下,例如田口的稳健二阶段设计先降低变异再调整平均到目标值。在调整目标值时会发现有的参数水准可以降低成本但产出少,例如低温成本低,需要较长时间完成反应,有的参数水准可以增加产出,但成本略高,例如高
温成本高,反应时间短。

 

图表 7 田口稳健2阶段设计:因子与水准的选择

 

例如,PCB线路蚀刻,使用田口的阶段稳健设计法,第一阶段,先缩小变异,选择每一个因子信噪比大的水准(左上方的信噪比图),例如速度选择水准2,速度3.5;温度也是选择水准2,50度;第二阶段,调整平均到目标值,(右上方均值图表)具线性的因子有速度(越快越好)与温度(越低越好)需要选择一个作为调整到目标值的因子

如果蚀刻是瓶颈,为了增加产出,温度维持50(降低变异),提升速度调整到目标值,由3.5提到4;如果蚀刻是非瓶颈,为了降低成本,选择速度维持3.5(降低变异),降低温度调整到目标值,由50降到45

将瓶颈的工作分给非瓶颈:评估将部分工作交给在非瓶颈,前提非瓶颈不会成为瓶颈。

稳定工时:为了控制工时稳定性,评估如何缩小、监控参数波动及储备瓶颈作业员、减少瓶颈员工的流动性,稳定工时表现

一次良率

提升瓶颈一次良率:运用品质手法,例如试验计划DOE与失效模式与效应分析FMEA提升瓶颈的一次良率并采取对应的控制方案减少浪费瓶颈产能

瓶颈前设置检验站:

图表 8 戴明全检与全不捡法则

 

为了保护瓶颈的产出,可运用戴明全检与全不捡法则评估是否在瓶颈工序前设置检验站。建立检验站的法则如下:

如果瓶颈工序前的不良率>(检验一个产品的成本÷当发生品质不良的处理成本),设置全检站,不让不良品进入瓶颈工序。

例如,TOC有效产出会计观点,瓶颈前报废的损失等于材料成本,假设40元,瓶颈后厂内报废损失等于售价,假设100元,假设检验一个产品的成本为10元,如果不良率大于10÷100=10%,需要在瓶颈前设置全检站,执行全检不让不良品进入瓶颈工序,减少瓶颈产能浪费

 

以上是使用设备综合效能OEE分析对瓶颈改善的说明。接着,说明步骤三,迁就挖尽瓶颈的计划。

 

第三步迁就瓶颈的挖尽计划

迁就是最难的步骤因为各单位或个人有局部优化的想法与要求。如果不能迁就全力配合挖尽瓶颈的计划就不能收割在杠杆点瓶颈的效果

例如,非瓶颈为了提高生产效率,一昧的考虑如何集批生产,减少换线,忽略瓶颈的计划,让瓶颈挨饿。所以,必须控制投料,从源头控制,暂时关掉水龙头,绝不提早投放计划以外的原物料,让非瓶颈放弃并批的倾向,依照优先序安排生产,没有需求就站着不生产过多。

再例如,当瓶颈要将部分工作分出到非瓶颈或请相关单位在线外完成原本在线内的工作以增加产出,非瓶颈可能站在自己的立场,认为这原本不是自己的工作,拒绝这个指派,如此一来无法达到挖尽瓶颈增加产出的目标。

沟通、化解形成局部优化的冲突,是迁就瓶颈要做的工作。

以上是聚焦五步骤管理目前流量、增加产出、利润,提升资产报酬率的3个步骤

最后,简单介绍余下的2个步骤。

第四步提升瓶颈

当公司挖尽瓶颈不足以应付公司战略带来的增长,例如,打破业界准时交付造成顾客困扰的限制及满足顾客短交期交货的需求,扩大了市场占有率,原有的产能不再足够,需要投资增加瓶颈产能

这里,有一个要点需要我们思考,当提升瓶颈时,只考虑提升瓶颈资源还是同步增加非瓶颈资源?当前我们在瓶颈付出那么多的心血,如果瓶颈转移了,在目前瓶颈的努力是否付之流水,要在新的瓶颈新来过?

第五步当瓶颈被打破,回头步骤一,不要让惰性成为系统的制约。

第五步让聚焦五步骤成为一个不会停止的循环,持续运作,除非惰性停止这个循环运作。



查阅更多相关主题的帖子: TOC 聚焦五步骤 挖尽瓶颈

评论

Q:"这就是很多人讲的利润倍增的来源吧"

A:大于损益平衡点增加的有效产出T(销售),都是净利,参考图表 2 增加产出(销售)对利润的影响。

发布者 极普TOC
2018/4/25 5:48:54


有朋友说,特斯拉会需要挖尽瓶颈的方法及聚焦五步骤,增加产出,消化订单。

发布者 极普TOC
2018/4/25 8:35:50


如果总装线产能(非瓶颈)大于前面的加工线(瓶颈),按总装线节拍拉动加工线的供给,这样如何让加工线维持店面库存不缺货、不会一拉就断?

发布者 极普TOC
2018/4/26 7:50:53


"稼动差在库确保"
"1、机加件外购2、改善机加瓶颈工位"
****
感谢朋友的分享!
有了以下想法,如果要用总装线拉动,要先评审如何增加加工的供给,如果加工线产能增加投资大或时间长等,评审时考虑外购产能(产品)~或以加工线的产出(瓶颈)审查负荷,用加工线拉动并安排总装线循环时间。

为了平衡流量,可以先对取得成本低的资源用各种方法,去除浪费,增加产能,将这个不值得作为瓶颈的工序变成非瓶颈,留下一个明显的瓶颈。

这里有一个疑问,如果总装线不是瓶颈,要以总装线拉动,需要评审后,采取配套的先决条件,这相对以加工瓶颈拉动,会不会增加管理的复杂度与不确定性,例如外购需要很多准备,诸如供应商评审、管理……
如果加工是最贵的资源,为什么不让加工,作为资产报酬率的杠杆?如果加工取得成本低,为什么不增加加工资源,配合总装线的节拍?
为保证生产节拍,即使用人海战术,或者加大设备投资,或者在易产生次品的工序准备安全库存也在所不惜,而【绝对不会妥协于成本的制约。如果丰田公司也将成本优先于节拍,恐怕就会变成“普通公司”了。】~河田信:丰田汽车为什么能降低成本

嗯,订单评审时对保证节拍符合顾客需求进行评审,采取配套的措施,准时交付。

发布者 极普TOC
2018/4/26 10:01:22


X→Y
如果X 每分钟1个, Y 每分钟1.33个(即1个45秒),X是瓶颈,假设以Y定拍,节拍为45秒,X无法满足Y节拍,也无法维持超市,例如X超市备有5个(提前投料300秒),5张看板,X会来不及补货满足Y45秒的节拍。

(60-45)*n=5*45,n=15,在Y生产15个后,Y会开始停工待料,每一个等15秒。

发布者 极普TOC
2018/4/26 18:26:50


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