第六章精益生产节拍管理.docx

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第六章精益生产节拍管理

第六章：

节拍管理第一节：

瓶颈约束理论

引子：

通达公司的惊天疑惑

   通达公司是一家以制造汽车排气系统为主要产品的国内知名汽车零部件企业，徐厂长是这家企业的生产负责人，由于近期国内汽车市场发展迅猛，通达公司也随之快速发展，当前最大的问题是在现有的资源条件下如何能够提高生产效率。

   徐厂长希望通过添置生产设备的方式来实现生产效率改善，他发现弯管设备区域和焊接设备区域还有闲置场地，如是徐厂长投入了四台弯管工序设备和3台产品焊接设备，经过计算，这样企业的生产效率可以提高38%。

   经过研讨徐厂长的产能提升方案后，公司认同并组织资源实施，方案实施完成后发现弯管和焊接的生产效率飞速提高，这两个环节的设备和人工生产效率提升的速度比预期的还要高，企业管理团队非常兴奋，似乎这样一个简单的投资决策解决了企业的生产效率不能满足市场需求的困难了。

   在经过一个月的运行之后企业管理者发现了二个不寻常的现象：

   第一个现象：

弯管区域和焊接区域的在制品数量越来越多，现有的闲置场地无法存放生产出来的在制品了，车间主任只能让这两道工序的生产员工每天提前下班，不要做这么多来解决场地的危机，并通过报告的形式给徐厂长汇报当前的情况，车间场地不能满足生产的需要，希望公司考虑增加生产场地，以提高车间的生产能力。

   第二个现象：

工厂由于不能及时给主机厂供货，造成主机厂生产停线的时间相比提升生产能力之前有增无减，工厂不断接到整车工厂的停止供货警告，威胁要降低通达公司的供货份额，以惩戒其给整机企业造成的损失。

   徐厂长面对这两件事情非常茫然，他为了提高企业生产效率增加了制造需要的设备，明显的提高了这些工序的“生产效率”，怎么会出现这样奇怪的现象呢？

徐厂长百思不得其解。

   企业确实在投入设备之前计算过能够帮助企业提高38%的生产效率的呀！

难道增加设备降低了企业的制造效率？

精益专家解析：

   企业制造过程的管理一定要把企业视为一个系统，首先我们要明确提高制造企业经营效率主要体现在那些方面，我们可以通过以下三个问题帮助我们回答制造型企业经营效率提升的要点：

 你的投入是否提高企业有效产出？

（有效产出就是整个系统透过销售而获得金钱的速率）

 你的投入是否降低了制造过程的存货？

（也就是整个系统投资在采购上的金钱） 　　

 你的投入是否降低了企业的营运费用？

（就是系统为了把存货转为有效产出而花的钱）

   其次你必须准确掌握及妥善处理这个系统内各个环节间的互动关系，整个系统才能产生最大的效益。

否则，单单个别环节生产能力的改进往往事与愿违，达不到整体提升的效果。

   我们在企业生产制造过程中务必明确“生产效率究竟是什么”这个问题，用什么来衡量企业制造管理上的工作成效，是产品质量、产品某环节的制造效率等？

这些都不是企业经营效率的最终体现，企业经营效率衡量的指标之有一个：

赢利能力。

企业的任何资源投入是以支持企业消除制造过程中的“管理瓶颈”为原则，这样的资源投入才能够实现企业经营效率提升的最终目标：

提高企业的赢利能力。

【读书心得】

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第一节：

瓶颈约束理论

   我们根据企业制造过程的特征把企业分为流程型企业和离散型企业，对于这两类制造型企业的制造过程而言，我们需要通过过程的生产要素分析，挖掘企业制造过程的改善环节；对于流程型的制造型企业，实现精益制造的管理目标需要我们深度思考和分析并寻找解决办法。

   对于离散型企业，可以通过上一节阐述的精益布局管理来实现精益制造的目的，提高企业制造效率和经营绩效。

但是企业在实施精益布局结构优化之后发现，制造过程的流程被梳理清晰，但是制造过程还是不稳定，不能实现“单件流”，而主要的原因是生产制造过程中的在制品库存依然如故，如何减少在制品库存，提高制造型企业在成本（C）、质量（Q）和交付能力（D）为核心的综合能力呢？

这是摆在企业管理者面前的一个急需克服的管理难题。

   我们都知道：

库存管理能力成为企业竞争能力的重要衡量标准，库存是万恶之源被有活力的企业管理者所关注和认同，库存的产生给企业的产品成本、质量和交付能力带来巨大的负面影响，而在制品库存的存在是库存中一个重要的部分，我们需要对他进行解析，挖掘产生大量在制品存在的原因并消除之。

不管对于流程型企业还是对于离散型的企业，由于各工序的效率关系不匹配而导致过程环节的产品呆滞，而工序“瓶颈”是制造型企业产生在制品库存停滞的重要原因之一，我们需要找到有效的解决办法，克服“瓶颈”给企业带来库存的影响。

   “瓶颈”环节对企业的影响而言与木桶原理一致，木桶所能够盛的水的平面由木桶最低的桶板所决定，如图6-1所示：

图6-1  木桶原理图

   木桶原理说明：

一个木桶由许多块木板组成，如果组成木桶的这些木板长短不一，那么这个木桶的最大容量水平不取决于长的木板，而取决于最短的那块木板。

   一个制造过程好比一个大木桶，生产制造由一道道工序组成，每一个工序都是组成这个大木桶的不可缺少的一块木板。

这个制造过程的最大竞争力往往不只取决于某几工序的超强制造能力，更取决于它的整体状况，取决于它是否存在某些突出的“瓶颈”环节。

所以要提高企业制造过程的能力，逐步实现“单件流”的精益制造目标，我们必须系统、科学的解决生产制造过程中的“瓶颈”环节，实现“单件流”的生产目标，常规企业一般采取设立缓冲库存的手段提高制造过程的响应能力，通过“瓶颈点”之前设立缓冲区域，保证员工在生产组织时间内能够有满负荷的工作量，这种安排表面看起来紧促的生产组织方式却掩盖了企业严重的内耗，因为员工努力工作的产品未必是客户当前需要的产品，而资源投入在客户不需要的地方削弱了企业的交付能力，企业还浑然不知，并以员工正在忙碌的工作而沾沾自喜。

   要解决企业“瓶颈点”给企业所带来的严重影响，减少企业在制品库存给企业带来的危害，节拍管理是我们突破制造瓶颈，实现精益制造的有效管理方法。

精益专家解析：

   企业把资源投入到企业的非瓶颈环节对企业的管理是无效的。

不管企业是流程型的企业还是离散型企业，要在现有资源条件下实现企业最大的制造效益，需要应用科学的分析方法挖掘企业制造过程中的“瓶颈”环节，并通过最合理的资源投入策略和管理方法突破制造瓶颈，实现制造系统经营效率的提升。

在不断改善的过程中识别下一个瓶颈点后再次突破，不断往复的瓶颈识别与突破来提高企业的经营效率，而“节拍管理”是提高企业资源利用效率，提升企业经营效益的有效办法。

第二节：

节拍管理理论概述

   什么是节拍管理呢？

首先让我们了解什么是节拍，什么是瓶颈。

   “节拍”（Cycle-time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。

换句话说，即指完成单件产品所需的平均时间。

节拍通常只是用于定义单件流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。

如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。

在流程设计中，如果预先给定了单件流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。

   什么是瓶颈呢？

    通常我们把单件流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”。

流程中存在的瓶颈不仅限制了单件流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。

更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。

例如在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。

正如“瓶颈”的字面含义，单件瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。

瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。

因此在流程设计中和日常生产运作中都需要引起足够的重视。

图6-2  瓶颈解析示意图

   与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是制造流程中的“等待时间”（idle-time）。

“等待时间”是指工作时间内没有执行有效工作任务而没有给企业创造价值的那段时间，可以指设备或人的时间。

当单件流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生等待时间的浪费。

   “单件流”是以瓶颈工序能力为依据，来决定生产的节拍，以追求物流平衡为最高目标；在以节拍进行生产能力平衡、物流平衡的条件下追求生产平衡。

因此，生产平衡不是关键，关键是要做到生产过程中物流的平衡。

对瓶颈工序等数据的准确掌握以及将这些瓶颈工序外包给供应商能确保生产过程中的物流平衡，在这一前提下，丰田公司等实施精益制造的跨国著名企业追求的是生产平衡。

对于国内的很多企业来说，情况与这些跨国企业大为不同，因而应当以追求物流平衡为首要目标。

   这就需要对生产工艺进行线平衡。

我们来了解平衡生产线的内涵。

   什么是平衡生产线呢？

   生产线上的各道工序布置的效益取决于将所需工作划分成一系列单元所工作的能力，而此单元工作能迅速地由技术工人和专业设备来执行。

大部分的工艺加工时间都很短，以至于指定一项工作给每个工人是很不实际的。

平衡生产线指的各种工作分配到各道工序上的决策过程，通过对人力、机械设备和工作任务的恰当分配，使整个生产线达到平衡状态。

为了较容易地达到生产线的平衡，需要关注瓶颈工序的工序改善，整个生产线的效率最容易受到瓶颈工序的限制，对瓶颈工序予以平衡显得尤为必要。

通过对瓶颈工序的分析，拆分作业动作，尽可能地将瓶颈工序的动作分配到其它工序，由前后道的工序来帮助完成。

   在进行动作分配之前，首先计算瓶颈工序内作业人员的人均产量，如果负荷过重，可以增加必要的操作人员，以便提高工序的平衡率。

瓶颈工序内增加的操作人员，可能来源于其它工序合并或简化所减掉的操作人员，这样整个生产线的人员并不需要增加，只是将多余的人员分配到更需要人员的地方，从而达到整条生产线的平衡，实现效率和效能的最大化。

   制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。

然而经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论和实际过程中都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。

除了造成无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即呆滞品出现，严重的还会造成生产的中止。

为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。

   “生产线平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。

是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。

   节拍管理的目的是实现生产线平衡，其核心思想是通过科学的分析方法和测量技术识别资源浪费环节，有针对性的对企业的制造过程实施改善。

而生产线平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“单件流”的必要性及实现精益制造。

精益专家解析：

   我们要提高企业制造过程的综合竞争能力，瓶颈点是控制的第一关键点。

很多知名跨国公司经营的核心价值不在制造过程上，可能放在品牌或销售上，因此在制造过程上通常以较为简单的装配生产线为主，复杂、投资高或者需要大设备制造的工序都外包给供应商，因而瓶颈环节相对较少。

对于国内的中、小型制造企业来说，主要依靠制造过程加工来获取利润，瓶颈环节管理和改善的能力就成为企业生死存亡的分水岭，我们无法也不可能把我们获取利益的部分外包给供应商。

在这种情况下，国内的企业更应当注重“瓶颈”的识别，而节拍管理的手法成为企业所迫切需要掌握和运用的管理方法。

   节拍管理的核心思想是流动生产，而节拍管理的运行过程是“改善”，改善的基本原则是通过调整工序的作业内容来使各工序作业时间接近或减少之间的偏差，而减少各个工序之间的偏差的管理方向就是实现各个工序的最佳平衡状态，通过生产线平衡管理技术的测评进行瓶颈识别，通过节拍平衡理论和平衡手法，通过资源分析和资源集成，突破不断出现的制造瓶颈，实现理想的生产线平衡状态，使生产过程达到最佳水平。

   精益制造追求的是零库存，但实际生产制造过程中，瓶颈点之前不可能没有缓冲的在制品库存存在，因而企业管理者一般采取设立物料缓冲库存区，这也是企业应对瓶颈点的一种最容易选择的控制方法之一。

按照理论分析，制造过程的非瓶颈点之前是不应有库存，他的节拍不会对制造过程的交付能力产生影响。

   无论是多么复杂的生产制造系统，只要把瓶颈点、缓冲库存区、节拍这三个控制的关键点掌握清楚，就能把整个制造过程的各个环节控制起来。

但是实际管理过程中，很多企业的管理者在制造过程中没有意识到节拍管理不到位，生产作业过程不平衡导致企业产生了大量的库存，不但浪费了库房场地和企业资源，同时也增加了企业经营的风险。

企业交付能力的最大体现是所有工作要素保持平衡制造，一致性的制造过程是企业运行效率的核心条件。

第三节：

节拍时间测量

一、节拍时间测量概述

   1．节拍时间测量的概念及作用

   节拍时间测量是指把作业分成适当的作业单位（作业要素），以时间作为尺度进行测定、评价、设计及改善。

节拍测定是科学管理的创始人泰勒为了设定“公正的一天工作量”而最早提出来的。

   起初是用秒表测时，对作业活动进行研究。

由于使用秒表测定作业有一定的局限性，所以后来开发了以时间为单位对作业进行测定、评价的各种方法，这些方法统称为时间研究。

对于“时间研究”一词，有的学者认为其含义较窄，所以推荐用“节拍时间测量”这一用语代替“时间研究”,而事实上两者虽有差别,但很难区分。

因此，一般把时间研究和节拍时间测量看作同一概念。

   节拍时间测量是在一定的标准状态下，确定人们作业活动所需时间的一种方法。

具体说来，时间研究系在决定一位合格适当、良好训练的操作者，在标准状态下对一待定的工作以正常速度操作所需的时间。

以上对节拍时间测量的定义存在以下四个方面的条件：

 必须在“标准状态”下工作。

所谓标准状态，系指标准工作方法、标准工作环境、标准设备、标准程序、标准动作、标准工具、标准机器运转速度等

 合格适当的操作者。

即操作者必须是技能合格的工人

 良好的训练。

操作者对该项工作必须受过完全的训练达到设定的标准

 正常速度。

操作者必须在正常速度下工作，既不过分紧张，亦不故意延误

   2．节拍时间测量的目的

   进行节拍时间测量的直接目的是制定和贯彻先进合理的工时定额。

工时定额是企业管理的基础数据,节拍时间测量则是企业生产制造活动中一项重要的基础工作,其主要作用体现在如下几方面：

 节拍时间测量是正确设计和合理改善作业系统的依据              

 可以通过节拍时间测量来判断作业方法的优劣

 可以排除或减少无效时间

 节拍时间测量用于管理工作，可以正确核算企业生产工作量，作为编制计划、合理安排生产进度、计算操作人员的需要量、调整劳动组织等的依据

 可以正确计算劳动消耗，作为计算产品成本和计件工资等的重要依据

   3．制造时间的组成内容

   时间研究是寻求完成一项工作经济合理的时间，并设法消除或减少无效时间和损失，充分有利地利用工作时间，以提高生产效率。

   研究表明，在生产过程中，从工作的开始到完成整个工作的过程中，包括了增值操作时间及非增值时间。

增值操作时间系指完全依照设计工艺要求以最佳的制造方法，能制造出该产品的所需最小时间值。

   发生非增值时间的原因很多，一般可归纳为以下几个方面：

 因产品设计而发生的无效时间。

如：

制造上困难的设计；标准化不完善；技术条件不完善；技术条件规定不合适。

 因产品生产过程中计划及操作方法不当而发生的无效时间。

如：

不合适的加工程序；使用不合适的机器与工具；工厂布置不佳；因此增加可以节省的搬运及动作；不适当的工作方法。

 因产品生产过程中管理原因而发生的无效时间。

如：

准备作业时间过长；由于工作计划不善所发生的等待；由于材料供应不及时，而发生的等待；由于机器设备故障，而发生停止操作；由于工作环境恶劣，而降低工作效率。

 因作业员工的原因发生的无效时间。

如：

缺勤、迟到、早退、懒惰、不努力；作业失误，发生不良品，而增加返修时间。

   为找出非增值时间，并加以改善管理，必须测定制造生产、活动的时间。

   下图6-3所示为制造时间中有附加价值和无附加价值组合模型：

                                图6-3  增值与非增值操作时间分析示意图

   4．节拍时间测量的主要层次：

   测定标准操作时间时,应首先决定研究的层次,工作层次通常分成下列四种：

第一层次：

动作测定——人的基本动作是测定的最小工作层次.例如：

伸手、握取、放置等。

第二层次：

单元测定——由几个连续动作集合而成。

例如：

伸手抓取材料，放置零件等。

第三层次：

作业测定——通常由二、三个操作集合而成。

若将其分解为二个以上的操作，则不能分配给二个以上的人以分担的方式进行作业。

例如：

伸手抓取材料在夹具上定位（包括放置），拆卸加工完成品（从伸手到放置为止）。

第四层次：

流程测定——指为进行某种活动所必需的作业的串连。

例如：

钻孔、装配、焊接等。

二、节拍时间测量的方法：

   节拍时间测量方法可分成直接法与合成法两种。

直接法又分成密集抽样法与分散抽样法两种。

密集抽样法是利用秒表或电子计时器直接观测工作时间，分散抽样法则间歇性地测取工作信息。

合成法包括预定时间标准化和标准资料法等。

   节拍时间测量方法结构图6-4所示（简单了解一下），而秒表测量时间的方法是企业普遍采用的测量手段：

                           图6-4  节拍时间测量方法结构图

我们还是把最简单、普遍使用的秒表测时法给大家做一个阐述。

   秒表测时法是用秒表进行工时测定、分析，可以说是一种简单而原始的节拍时间测量方法。

秒表测时法是节拍时间测量中最基本的方法，掌握了该方法，对理解其它节拍时间测量方法很有益处。

秒表测时方法有三种操作手法，分别是连续测时法、反复测时法、循环测时法，下面我们一一来介绍各种测量手法的定义发方法。

 连续测时法：

当第一单元开始时开动秒表，为避免指针回零时所产生的时间累计误差，在整个测时过程中不使秒表指针回零，而任其继续走动，该单元的时间值便自动储存起来。

待全部单元时间测定完毕，再从秒表中调取每一单元时间加以记录。

 反复测时法：

第一单元开始开动秒表，第一单元结束时，即按停秒表，读取表上读数然后使秒表回复到零位。

次一单元开始再开动秒表。

用这种方法测时，如果观测者测量技术不熟练，使指针回零的动作或快或慢，易产生读数误差。

对于长周期作业要素测定时，该误差影响不大；对短周期作业要素测定时，则误差相对值过大，因而不能忽略。

 循环测时法：

循环测时法只在测定作业时间很短的工序时采用，因为在这种场合下要按单个作业要素计时非常困难。

这种方法的特点是，每次依次去掉单件作业要素，将其它作业要素合并计时，最后通过运算求出每个作业要素的延续时间。

节拍时间测量

   根据企业的实际情况选用适当的测时方法，前面的步骤是测时的准备工作，准备工作就绪即可开始测定。

这里仅介绍前面提及的最常用的秒表连续测时法的使用。

这种测时方法的优点是用此法在现场记录时间时，因秒表指针开动后不再操作，任其继续走动至各单元末记录其时间，比较方便，且一直连续计时，能保证所有时间均可记录而无遗漏。

测时记录

   现场测时，很可能遇到下列情况，人员可参照下述方法进行处理。

 如测时来不及记录某一单元的时间，则应在该单元栏中记一“X”或“M”，表示失去记录。

不准按照估计随意补入，以免影响其真实性。

 如在操作中发现操作者省去某一单元，则应在该单元栏中划一斜线“/”，表示省去。

 外来单元的发生可能有两种情形，一种为正巧在某一单元完毕时发生，另一种即在某单元内任何时间发生，现分别说明其记录方法。

   我们在现场测量时间的时候一般用时间测量单如图6-5所示，提供一个时间测量单作为企业管理者参考和借鉴的依据。

图6-5  时间测量单

   剔除异常值

   记录之后即着手计算和综合时间数据。

首先应计算各单元的平均值，但在计算平均值之前，必须检查分析并剔除观测数值内的异常值。

某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影响而超出正常范围的数值。

我们剔除异常数据的原则一般把重复次数最多的时间作为节拍时间，而与重复次数最多的时间差距明显的时间给剔除掉，如果提出的时间多余30%，我们就需要重新进行时间的测定，以保证每一次的时间测定是稳定和科学的。

   决定观测次数

   我们有一个疑惑为什么同样操作要做若干次观测？

因为同一操作者连续操作，因下列各种原因使各单元每一次测定的时间并非完全相同。

 因为工具、材料、零件等放置位置并不完全相同，所以取用时间也就不相同；

 读取秒表的误差；

 物件品质的差异等。

 操作者的技术程度；

 操作本身的稳定性（如材料规格不一，品质时有变化等）；

 测时的精度要求不一，观测次数亦不同。

精益专家解析：

   节拍管理的核心思想是追求生产过程的“单件流”，在实现精益制造的过程中我们需要不断对瓶颈环节进行改善，而节拍时间测量是获取实现精益制造的基础数据和资料，他是我们采取改善手段和资源投入的基础，需要企业管理者重视并引导生产制造系统的管理者的关注。

   但是节拍时间的测量方法本身不复杂，复杂的地方在于节拍时间测量是否能够很好的与中国制造型企业员工的思想和企业发展过程紧密结合起来。

中国制造型企业员工的收入主要是以计件工资为主体的薪酬体系，计件工时是企业员工（特别是体力劳动者）最关心和重视的事情，在中国企业发展的历程中，企业的竞争压力越来越大，管理经验和企业运营方法在不断的加强，企业在现有资源条件生产能力也在不断提高，企业制定的计件工时制度会大大超过企业新条件下的薪酬定额，员工的收入就会远远超出当地的平均工资水平，我们该如何应对这种变化呢？

   企业一般采取的方法就是减少产品各工序单件工时，而员工会在强烈的抵触情绪中接受改变，所以在生产员工的思想内形成了惯性：

测量节拍时间等于消减工序单件工时，也就是损害员工的切身利益，这种行为是受到员工的强烈抵触和憎恨的。

有了这样的节拍时间与工序单件工时的关联背景，企业管理者就会很容易理解，节拍时间的测量不在于测量方法，而在于测量过程的技巧，精益专家在各种类型的企业中成功进行节拍测量的过程中总结出以下四点建议：

 节拍测量的过程给员工带来的心理负担会成为节拍管理与改善活动的制约因素和资源障碍，需要企业