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丰田生产方式

TPS（ToyotaProductionSystem）

丰田生产方式

上海思沛机电制品有限公司

赵武杰编辑

第一部总体系

——丰田生产方式的构思

第一章丰田生产方式的体系

本章目的

丰田生产方式由丰田汽车公司开发、推广，1973年石油危机之后被众多的日本公司所采用。

该生产方式的主要目的是通过改善活动消除隐藏在企业里的种种浪费现象，进而降低成本。

这种生产方式，是继泰勒生产方式（科学管理法）和福特生产方式（大量装配线方式）之后诞生的生产方式。

一、生产方式的目的

（一）、最终目的是通过降低生产成本产生效益

丰田生产方式是生产产品的合理方法。

这里的“合理”，是指它对整个公司产生效益这个最终目的来说是行之有效的方法。

为了实现这个最终目的，丰田生产方式将降低成本作为基本的第一位的目标。

降低成本的目标，即提高生产率的目标。

成本从本质上来说，是指为了实现利润应该从销售额中扣除过去、现在以及将来的所有的现金支出。

所以，丰田生产方式中所说的成本，不仅仅是制造成本。

而且还包括销售费用、一般管理费用以及财务费用。

（二）、消除制造过剩的浪费降低成本

产品成本的增加

第一层次的浪费（过剩的生产能力的存在）：

1、过多的人员

2、过剩的库存

3、过剩的设备

产品成本降低

设备折旧费和间接劳务费等的增加

劳务费降低

间接制造费降低

第四层的浪费；1、多余的仓库

2、多余的搬运工

3、多余的搬运设备

4、多余的库存管理、质量维护人员

5、使用多余的计算机

消除第三层、第四层的浪费

以作业的再分配减少人员

利息支出（机会成本）增加

第三层次的浪费（过剩库存的浪费）

消除制造过剩浪费

等待时间显在化

第二层次的浪费（最大的浪费）

制造过浪费（工作进展过度）

用能销售的速度来制造

好途径坏途径

多余的劳务费

多余的折旧费

多余的利息支出

图１.1消除浪费降低成本的过程

丰田生产方式，主要着眼于消除浪费降低成本。

我们按图1.1加以说明。

制造现场的浪费，第一层次是过剩的生产要素的存在。

第二层次是制造过剩的浪费。

第三层次是过剩的库存的浪费。

第四层次是1、如果库存在现场容纳不下，就要修建多余的仓库；

2、雇佣搬运工将库存运到仓库（搬运的浪费）；

3、给每位搬运工购买一台叉车；

4、为了防止产品在库房中锈蚀和管理库存，就必须增加人员；

5、为了随时掌握库存的数量，管理部门需要相当数量的工时；

6、需要用计算机管理库存的人员。

这四个层次的浪费存在递进关系。

所有这些第一层次、第二层次、第三层次、第四层次的浪费，都会增加直接材料费、直接劳务费、折旧费等间接经费、一般管理费，从而增大成本。

削减浪费应该先从第一层次开始，第一层次的重点为----削减过剩的人员。

因此，抑制生产过剩时极其重要的。

全部工序和销售产品同步地制造产品，成了丰田生产方式作为生产管理专门知识的中心课题。

这门专门知识就是丰田生产方式的结构。

（三）数量管理、质量保证和尊重人格

降低成本是丰田生产方式的重要的基本目标。

要实现这个基本目标，还要实现三个次要目标；

1、能够适应数量、种类两方面每天及每月需求变化的数量管理。

2、各工序只向前工序供应合格品的质量保证。

3、为了实现降低成本的目标，在利用人力资源的范围内，必须增强对人格的尊重。

这三个目标是不能各自独立存在的，而且，各个次要目标如果不能影响于其他次要目标以及降低成本的主要目标的话，也是不能实现的。

次要目标不实现，主要目标就不能实现；主要目标不实现，次要目标也不能实现，这就是丰田生产方式的特殊性质。

也就是说，丰田生产方式把提高生产效率（降低成本）作为最终目标和指导性的概念抓住不放，并着眼于各项目标的实现。

图1.2说明了丰田生产方式的体系；成本、数量、人格与其他各种手段的关系。

（四）准时生产和自动化

丰田生产方式的两大支柱是：

准时生产和自ㄒ动化

准时生产，意味着将必须的产品，在必要的时候，只生产必要的数量。

自ㄒ动化，就是自动地监视和管理不正常情况的手段。

自ㄒ动化，就是防止不合格产品从前工序流入后工序，不使后工序造成混乱，并以此保证准时生产。

（五）少人化和创新方法

作为丰田生产方式的重要概念，还有有对应需求的变化使作业人员呈弹性变化的“少人化”和通过作业人员的合理化建议推进改善活动的“创新方法”。

准时生产、自ㄒ动化、少人化、创新方法是丰田生产方式的四大重要概念。

为了实现这四大概念，丰田生产方式采取以下四种方式和四种手段：

四种方式：

1、保障准时生产的“看板方式”。

少人化

2、为了适应需求变化的“均衡生产方式”。

3、为了实现“自ㄒ动化”概念的“目视管理方式”。

4、为了推进全公司质量管理等管理的“职能管理方式”。

四种手段：

1、为了缩短生产过程时间的“均衡生产方式”。

2、为了实现生产线同步化的“作业标准化”。

3、为了弹性增减各生产线作业人员人数的“设备布局”和“多能工”。

1、

削减存库量

准时生产

看板方式

均衡生产

同步化生产线下的一个流生产

修订标准作业

制订作业标准

多能工

设备布局

削减作业转化时间

由小集团进行的改善活动

职能管理

小批量生产

自ㄒ动化

质量保证

尊重人格

提高作业人员士气

缩短生产过程时间

作业人员人数弹性化（少人化）

增大收益

全公司的QC

削减作业人员人数

通过彻底排除浪费降低成本

低增长经济下的利润增加

4、为了削减作业人员，提高作业人员士气，通过小集团进行的“改善活动和合理化建议制度”。

可以适应需求变化的数量管理

图1.2丰田生产方式体系：

成本、数量、人格与其各种手段的关系

二、准时生产

（一）从相反的方向观察生产流程

如果准时生产在全公司得以实现，其当然的结果就是完全消除了工厂里多余的库存，储藏所和仓库就完全没有必要了。

仓储管理费用减少，资金周转率也得以提高。

但是，如果只依靠向所有的工序提出生产计划的集中计划手段（押入方式），准时生产很难实现。

所以，在丰田生产方式中，从相反的方向观察生产流程就很必要了。

也就是说，该工序的人按照必须的数量，在必需的时候到前工序领取必需的零部件。

接着，前工序为了补充被取走的零部件，之生产被取走的那部分就可以了。

这种生产方式被称为“拉动方式”。

（二）支撑生产方式的六大措施

在丰田生产方式中，用称为看板的卡片将众多工序连接起来。

看板方式有以下前提条件支撑：

1、生产的均衡化

2、作业转换时间的缩短

3、设备布局的筹划

4、作业的标准化

5、自ㄒ动化

6、改善活动

三、看板方式

（一）看板方式是丰田生产方式的手段

丰田生产方式是制造产品的方法。

看板方式是运用准时生产方式的手段。

看板方式，简而言之，就是圆滑地管理各工序生产量的信息系统。

但是，如果这一方式的前提条件不能完全满足的话（各工序设备布局设计上的筹划、作业的标准化、生产的均衡化没有实施的话），即便引进了看板方式，实现准时生产也是很困难的。

看板通常采用装入长方形塑料袋里的卡片的形式。

看板，主要有两种类型被使用，即领取看板和生产指示看板。

一方面，领取看板指示后工序应该领取的物品的种类和数量。

另一方面，与此相对应的生产指示看板，指示着前工序应该生产的物品和他的数量。

（二）怎样通过看板传递信息

（三）如何应对减产、增产的变化

四、均衡生产是丰田生产方式的基础

（一）与各种产品的销售速度同步进行生产

生产均衡化,不管是对利用看板的生产来说，还是在版劳动力、设备的闲置时间和在制品库减少到最小限度方面，都是最重要的前提条件。

只有生产的均衡化，才是丰田生产方式的基础。

如上所述，后工序在必需的时候，只按照必需的数量到前工序去领取所必需的物品。

在这种“拉动方式”的生产规则下，如果后工序以参差不齐的数量领取零部件的话，前工序就必须预先准备好能够应对变化的需求数量峰值的库存、设备和劳动力。

包括外部的供货厂家，为了避免全部生产工序领取数量的不均衡，必须努力减小最终装配线上每天生产数量的波动。

因而，丰田公司工厂的最后工序成品车装配线一直以在后述的每个循环时间（即能销售一辆车的时间）内进行各种产品的“一个流”式的生产和搬运为最理想，极力缩小批量生产各种汽车。

结果，该生产线也要以小批量从前工序领取必需的零部件。

所以，所谓生产的均衡化，就是最终装配线每天遵循循环时间以均衡的数量制造各种产品。

由此，各个子装配线（主要部件组装线）上生产的零部件的领取量的不均衡被减少到最小程度，各子装配线以一定速度，或者每一小时生产一定数量的方式生产各自的零部件。

（二）、决定一天生产顺序的计算方法

（三）、以通用设备适应产品的多样性

不断适应产品多样性的均衡化生产有以下优点：

1、因为每天以小批量均匀地生产各种产品，所有能够敏捷地适应每月当中每天的需求变化。

2、不持有产品库存也能满足每天的顾客订货。

3、如果所有的工序都遵循循环时间生产产品的话，工序之间就能很好地达到平衡，工序间的在制品库存也就没有了。

因为实现生产的均衡化必须迅速而适合地生产各种产品，所以就有必要缩短生产过程时间（从通过看板发出生产指示道加工直至入库的时间间隔）。

而且，为了缩短生产过程时间，必须缩短作业转换时间，极力缩小批量规模。

缩小批量规模的极限，就是“一个流”生产。

五、缩短作业转换时间

将所需要的时间从3小时缩短到3分钟

推行生产均衡化中最困难的是作业转换问题。

为了缩短作业转化时间，重要的是在设备运行当中把必要的夹具、工具、下一次使用的模具和材料准备好，然后在设备停下来后安装上这副模具，设备一开始运转，就把拆下来的模具和夹具移走。

在作业转换中，把这种在设备运转中进行的作业转换活动称为“外部转换”。

作业人员在设备停止运转时，必须集中全力进行换模作业，作业转换的这个阶段称为“内部转换”。

最重要的一点，把“内部转换”和“外部转换”明确地区别开来，尽量把“内部转换”变成“外部转换”。

六、有效设计设备布局

（一）变单一技能作业人员为多技能作业人员

在“多工序操作”的生产线上，一名作业人员在各工序依次操作各种设备。

而各工序的在制品，于每个作业人员在循环时间的时间限度内，把交给自己的各项作业全部完成时，开始分别进行后工序的加工。

结果，获得了一个单位产品一投入这条生产线，另外一个单位产品就完成了加工这样的平衡。

（二）可以缩短特定产品的生产时间

这样的生产状况被称为“一个流”的生产和搬运。

这样的做法，优点如下：

1、因为是让各种产品一个一个地流动，所以可以缩短特定产品的生产过程时间（生产时间）。

2、消除各工序之间不必要的库存。

3、通过作业人员的“多工序操作”，可以减少所需要的作业人员人数，提高生产效率。

4、如果作业人员成了多能工的话，因此参与工厂整个生产系统的筹划，因此增强了对自身工作的满足感。

5、由于成了多能工，每个作业人员都可以齐心协力，能够互相协作、互相帮助。

七、实现作业标准化

标准作业组合票和标准作业票

丰田公司的所谓标准作业，主要指的是作为多能工操作多台不同设备的一名作业人员处理一系列各种作业的顺序。

这一点上与通常的标准作业在意义上略有区别。

作业标准通过两种票证来表示。

一种是“标准作业组合票”（类似“人机图”—人与设备的组合图）；另外一种是“标准作业票”，为了使全体作业人员都能看到它，在工厂内公布。

在这种“标准作业票”内，明确表示出“循环时间”、“作业顺序”、“在制品标准持有量”三项指标。

所谓循环时间或者节拍，是各项生产线必须用几分几秒生产一件或者一个零部件的标准时间。

循环时间，用以下两个公式算出。

首先，从需求方面决定一个月的必要生产量。

一天的必要生产量=一个月的必要生产量÷一个月的生产天数

循环时间=一天的生产时间÷一天的必要生产量

各生产部门分别在前一个月的后半月从计划中心部门得知每一天的必要生产量和循环时间。

于是，各工序的负责人决定该工序为了在一个循环时间内生产一个单位产品需要几名作业人员。

接着，必须按使用最小限度的作业人员并能够进行作业的原则，对工厂内的全体作业人员重新调配。

不光是看板给各工序传递信息。

看板是在该月分内的一种确定的信息（生产指示信息）。

与此相反，有关每天生产量和循环时间的信息，在全厂基本计划的实施中准备并事先作出指示。

标准作业组合，指示该部门承担多工序的某个作业人员应该实施的作业顺序。

也就是，作业人员拿起材料，安装到设备上，加工一完成再把它卸下来的顺序。

这个作业顺序，把涉及这个作业人员所操作的各种设备连续起来确定。

由于每个作业人员都在循环时间内完成自己的全部作业，自然就在同一部门的所有作业人员之间实现了生产线的同步化。

所谓在制品的标准持有量，指的是在一条生产线上最低的、仅次就能满足需要的在制品的数量，这里还包括安装在设备上的那部分。

如果没有这些必要的最低限度的在制品，预先配置在该生产线上的一系列设备就不能同时进行加工。

八、自ㄒ动化—防止产生不合格品的装置

（一）自动地控制异常情况的系统

所谓“自ㄒ动化”，就是把防止在设备和生产线上大量产生不合格品的手段安装到机械装置上。

九、改善活动—丰田生产方式的基础条件

在QC小组提出改善方案

第二部子系统

——丰田生产方式的柔性构造

第二章看板方式的技术与应用

丰田生产方式不等于看板方式

看板方式是协调地管理全公司的生产，将必需的产品、在必需的时候、仅以必需的数量制造出来的一个信息系统。

在丰田公司，看板方式被看成整个丰田生产方式的一个子系统。

一、通常的生产方式与丰田生产方式的不同点

（一）、通常的生产方式的根本欠缺

应对某个工序的故障和因需求变化而引起的形势的变化比较困难。

（二）、革命性的取自前工序的“拉动方式”

丰田生产方式是作为后工序从前工序领取零部件的“拉动式”而闻名的方式，在这种意义上来说是革命性的。

因为只向最终装配线正确地通知所需要的零部件的领取时间和数量，最终装配线就到前工序去，将装配汽车所需要的零部件，在必需的时候，领取所必需的数量。

此后，前工序开始生产被后工序取走的那部分零部件。

这样一来，各个零部件制造顺序以从它的前工序领取所必需的零件或者材料，按顺序向前溯流运行。

因此，在某个月份中，就没有必要同时向所有的工序下达生产计划了。

在一辆一辆生产汽车的过程中，如果有必要变更生产计划时，只需要将变更传达到最终装配线上就可以了。

作为将生产这些零部件的必要时间和数量通知所有工序的方法，丰田公司使用看板。

二、不需要仓库的看板方式

（一）、“领取看板”和“生产指示看板”

看板是实现准时生产的工具，具体地说，通常是一张装在长方形塑料袋里的卡片。

看板大体分为两类来使用，也就是“领取看板”和“生产指示看板”。

领取看板是后工序向前工序领取的零部件的种类、数量。

见图2.1。

从图2.1可以看出，制造这个零件的前工序是锻造，指示后工序的搬运工到锻造部门一个叫5E215的地方去领取传动加齿轮。

后工序是机械加工。

还可以看出，每个零件盒的中可以容纳20个零件。

这种零件盒的型号是B型。

发行号码是418。

生产指示看板指前工序必须生产的产品的种类和数量。

见图2.2。

图2.2的看板，指示机械加工工序5B-8必须生产SX50BC-150型轿车用的曲轴。

生产好的曲轴放到零部件堆放场的F26-18处。

（二）、“外协订货看板”的本质是“领取看板”。

从卖方厂（零部件或者原材料的供货厂家，也叫外协厂，外包厂）进行领取的时候使用“外协订货看板”。

图2.1领取看板

图2.2领取看板

进货时间

8：

0024：

00

11:

004:

00

15:

00

21:

00

BarCode

进货仓库的货架（存放场）

3S8-3-（213）

接收工厂名

丰田堤工厂

BarCode

BarCode

供货商

住友电工

产品标号

82154-14011-00

供货商

存放场4

零部件背编号

389

品名

后门电缆

接收场所

装配

36

进货循环

1-6-2

型式车种

BJ-1

图2.3外协订货看板

“外协订货看板”表示着向供货厂家要求交付零件的指示。

见图2.3。

这个看板表示的是从供货厂家向丰田的堤工厂送货时使用的看板。

“36”表示堤工厂内零部件的接收站。

送到36号接收站的车后门电缆，被运送到零件堆放场3S（8-3-213）。

这个零件的背编号（零件编号的简写）是389。

进货循环1-6-2表示的是这种零部件一天送6次，本批零件必须在该看板送到供货厂家之后的第二次送货后送到。

这批零件自供货商的存放场4处运出。

（三）、“信号看板有两种类型”

为了给批量生产的工序下达生产指令，使用“信号看板”。

信号看板有两种，一种是“三角看板”，呈三角形。

相当于生产指示看板。

一种是“材料请求看板”。

相当于领去看板。

三角看板挂在一个批量生产部件的某个位置。

当零件领取到挂三角看板的位置时，表示必须开始生产了。

然后使用“材料请求看板”到前道工序去领取加工材料。

看板的种类如图2.4所示。

生产看板

生产指示看板

（适用于批量生产以外的生产）

三角看板

看板

（批量生产）

工序内领取看板

领取看板

外协订货看板

图2.4看板的类型

三、自如地运用各种看板的技术

使用看板的八个步骤

看板以后工序为起点，按照下面各个步骤使用：

1后工序的搬运工把所必需数量的领取看板和空托盘（集装箱）装到叉车或者台车上，走向前工序的零部件存放场。

这个时候，正是摘下来的领取看板在领取看板收集箱中积存到事先规定好的枚数的时候，或者规定好时间定期去领取。

2如果后工序的搬运工在前工序的零部件存放场A领零部件的话，就取下附在托盘内的零部件上的生产指示看板（每个托盘上附有一枚生产指示看板），并将这些看板放到看板收集箱里。

搬运工还要把空托盘放到前工序的人指定的场所。

⑶搬运工把自己取下的每一枚生产指示看板，都换上一枚领取看板附上。

⑷在后工序，作业一开始，就必须把领取看板放入领取看板箱。

⑸在前工序，生产了一定时间或者一定数量的零部件时，必须将生产指示看板从接收箱中收集起来，按照在存放场A摘下来的顺序，放入到生产指示看板箱里。

⑹按放入该看板收集箱的生产指示看板的顺序生产零部件。

⑺在进行加工时，这些零部件和它的看板作为一种东西转移。

⑻如果在这个工序零部件加工完成以后，将这些零部件和生产指示看板一起放到存放场，以便后工序的搬运工随时领取。

这样的两种看板的连锁运作，必须不断地存在于各种各样的前工序中。

结果，各工序在必需的时候仅按必需的数量、领取必需的物品，全部工序自然就实现了准时生产。

这样的看板连锁运作，在实现各工序在循环时间内生产一个单位产品的生产线同步化上发挥作用。

四、生产指示看板的两种使用方法

只注意订货的时间即可

1．发行数枚生产指示看板：

看板枚数和盛装零件的零件盒数目相同。

生产按看板从零件盒上取下来的顺序进行。

2．只使用一枚信号看板的做法。

五、实现看板管理的五项规则

（一）、需要最高经营者的决心

规则一“后工序必须在必需的时候、只按所必需的数量，从前工序领取必需的物品”

如果生产部长想引进丰田生产方式，可能因地较低，连这一条也无法办到。

因为规则1必须对现有的生产方式进行彻底的变革，这个决定恐怕会遇到非同一般的抵制。

这个规则还伴随着下边的附加规则：

1、如果没有看板，领取一律不准进行；

2、超过看板枚数的领取一律不准进行

3、看板必须附在实物上。

（二）、看板也可能变成凶器

看板方式必须在满足以下三个条件时才能有效实施“

1、生产的均衡化；

2、合理的工序布置；

3、设计标准作业

如果以上三个必要条件达不大的话，看板就完全成了凶器。

生产的均衡化，是后工序小批量领取以及小批量生产的必要条件。

对实施规则1时重要的。

在进入使用看板确定作业的阶段之前，必须首先制定统括全公司的综合性计划。

为此，丰田公司每月都将事先决定的下月的月度计划生产量通知各工序以及各供货厂家，以便各工序和供货厂家能够事先筹划循环时间、必要的作业人员计划、必要的材料数量以及需要进行改善的地方等等。

因为有了这样的整体计划作基础，丰田汽车公司工厂的全部工序，就可以从每月的第一天开始以其应用规则1了。

（三）、“豉（chi∨）虫”和“定时·巡回混载方式”

豉虫就是在水面上飞快地滴溜溜地转的虫子。

因为丰田公司的搬运工也是在前工序和后工序之间反复巡回,所以也被叫做“豉虫”。

“定时·巡回混载方式”由供货商来使用。

（四）、实现理想的流水线结构

规则２“前工序仅按被领取的数量生产被后工序领取的物品”

如果遵守了规则１和２，全部生产工序就结合在一起，形成了一种流水作业的形式。

通过严格遵守这　两个规则，所有的生产工序之间就保持了同步生产。

这样的话，也可以使各个前工序保有的库存变的最小。

规则２的附加规则是：

⑴、生产不能超过看板枚数规定的数量。

⑵、当前工序生产多种零部件时，必须按照各看板送达的顺序生产。

因为后工序为了实现均衡生产，要求一个一个地或者以小批量供应零部件，作为前工序按照后工序频繁的要求，必须频繁地变更作业。

因此，前工序应该非常迅速地进行作业转化。

（五）、标准化作业杜绝不合格

　规则３“不合格品绝对不允许送到后工序”

如果在后工序发现了不合格品的话，因为后工序以一点儿库存也没有，所以只好将后工序本身停下来，将这些不合格品送回前工序。

这样的话，后工序生产线的停止，任何人都会马上发现。

这里说的＂不合格＂，也包括不良作业。

不良作业是没有完全标准化，在手工作业、作业顺序、作业时间上还残留着无效成分的作业。

这种不良作也容易引发不合格品的生产。

所以，必须彻底消除这些不良作业，实现从前工序的顺畅的提取。

作业标准化是看板方式的前提之一。

（六）、现场的改善减少库存

规则４“必须把看板枚数减少到最小程度”

因为看板枚数表示着某种产品的最大库存量，所以有必要把它控制到最小程度。

变更看板枚数的最终权限，交给各工序的监督人员。

如果监督人员缩小批量规模，缩短生产过程时间，将自己承担的工序加以改善的话，就可以消减所需要的看板枚数。

各种看板的总枚数，不能有太大的变更。

因而在日平均需要量增加时，必须缩短生产过程时间。

这时，在该生产线上多作业人员重新进行调配、缩短标准作业组合的循环时间是必要的。

各个工序的改善活动显得非常重要。

根据作业现场的不同，为了适应需求的增加，有时也要增加安全持有量，也就是增加看板的总枚数。

所以安全持有量的大小，可以成为各个作业现场能力的指标。

（七）、应对突然的需求变化和紧急事态的适应性

规则５“看板必须适应小幅度需求变化（通过看板对生产进行微调整）”

在一般企业里，应对突然增加的需求变化修改生产计划，至将计划在通知到各个工序，需要７－１０天的时间。

而实施看板管理的公司，由于不把某个月的详细计划同时下达各工序。

各个工序，自在堆放场内的生产指示看板从零件盒上被摘下开始，就知道该生产什么。

只有最终装配线接受当天的产品投入顺序计划表。

这一生产计划在计算机上显示，计算机按顺序确定了应该生产的产品种类。

六、处理紧急事态的其他形式的看板

（一）、特急看板

特急看板，在零部件发生不足的情况下发行。

领取看板以及生产指示看板，虽然都是为了这种问题而存在。

但是特急看板只是在出现异常情况时发行。

使用后马上收回