當工業4.0興起,大家關注的焦點就投向到新技術、新觀念之上,或許那一些投身于制造業多年的從業人員,不禁想問,透過強化連接生產設備,讓生產資訊的可視化,就能夠解決長久以來的生產窠臼嗎?如果問題是在既有的生產流程或是加工的手法,抑或是管理制度,那么透過網路收到的資料,真的就可以讓這些問題被解決嗎?
許多學習”工業工程”相關領域的伙伴,或許對于改善制造流程不論在理論與實務上都有多年的經驗,對于豐田汽車的TPS(TOYOTA Production System)或基于TPS概念在1990年代興起的精益生產也有所了解與實踐。今天就透過這一篇分享,在我研讀數本精益管理相關書籍與文章之后的心得分享,若是各位精益管理的先進有任何的指教,也歡迎留言,一同參與討論。
豐田式生產TPS(TOYOTA Production System)在1948年被提出,相關的研討會與應用一直沿續到1975,這將近三十年的時間,許多與TPS生產的技術與觀念不斷被提出,也因為豐田的TPS,將豐田汽車于2007年推上了世界最大汽車制造商的地位。然而今天要探討的精益生產,其實就是基于豐田式生產所發展出來,最早發表這個概念是在1988年,但真正讓精實生產為全世界所知,其實是來自于這本叫做"The machine that changed the world”,作者James P. Womack在1991年書中提到『精益生產(Lean Manufacturing)』一詞,之后這一本書被翻譯成11種語言,讓全世界的人更加認識精益生產的觀念。
那今天我們就從理論與實務兩個面向來分享精益生產。精益生產與TPS都有一個中心思想就是『消除浪費』,這個中心思想的背后有所謂的五大原則與八大浪費,既然要認識精益生產,那我們就必需對于這個知識架構要有基本的了解
五大原則
1.1 從客戶的期待來定義價值( Identify value from the customer's perspective)
所有的生產都是基于客戶的需求,若是無法定義客戶的需求,那么生產出來的產品都是浪費。
1.2 繪制價值溪流(Map the value stream)
從客戶的需求重新定義生產的流程,其中包含整個產品的life cycle。
1.3 建立現狀圖(Create Flow)
畫出完整生產流程,從流程之中來杜絕浪費。
1.4 建立Pull系統(Establish a “Pull” system)
這就意謂,只有當需求發生時才啟動生產,但要建立Pull系統的挑戰就是『彈性』與『溝通』
1.5 透過不斷的改善來追求完美(Pursue perfection with continual process improvement or kaizen-日文的發音)
找到問題的根源,并且透過不斷審視value stream,來達到改善的目的,進而達成完美
八大浪費
1.1 等待的浪費(waiting)
設備停機待料、設備異常導致產線停擺、人員的閑置。
1.2 搬運的浪費(Unnecessary transportation)
半成品、成品在產線上移動的方法與必要性不適宜。以過往我們輔導過的客戶,有一些單純的流水線改造,例如:從線型調整成U型,或是透過Cell production(細胞式生產線),都可以有效的降低動作的浪費。
1.3 不良品的浪費(Defects)
由于生產工藝不完備,導致產生不良品的比例偏高,同時間有可能為了不良品要進行重工,又是另一種浪費
1.4 動作的浪費(Motion, Unnecessary motion of people, equipment or machinery)
不論是人員、設備在操作、加工的過程之中,有不適宜的動作導致的浪費。
1.5 過度”處理or設計”的浪費(Excess Processing)
例如設計超過客戶需求的規格、進行超過客戶需求規格的測試項目。
1.6 庫存的浪費(Excess inventory)
庫存不是資產,有可能最終變成呆帳,所以降低庫存也是精益生產在追求的目標?;氐轿宕笤瓌t之中,后制程向前制程”pull”加工的物品,而非前制程把加工好的物品”push”給后制程。另外庫存過多衍生出來就是占用倉庫空間、物料在搬運與未來的tracking都是浪費。
1.7 制造過多(早)的浪費(Overproduction)
占用庫存空間、產線旁堆放半成品、增加管理的成本、未來可能成為呆帳。
1.8 未被使用的員工創意(Waste of unused talent and ingenuity)
若是未針對員工所提出的改善建議進行評估,這也算是一種浪費。(注:在TPS的定義之中,只有提到七大浪費,而這第八大的浪費則是在精益生產之中被提出)
透過上述的內容,相信各位已經對于精益管理的五大原則與八大浪費已經有初步的觀念,接下來,我們就用實際案例來與大家分享。
案例一:
某外包加工廠在進行24小時高溫燒機測試,在啟動之前,Chamber要進行預熱30分鐘,執行完24燒機測試之后,必需開Chamber花1個小時降到常溫,再把設備取出
可能存在的浪費:
1.有沒有可能縮短預熱的時間?
2.設備降溫一定要在Chamber里面進行嗎?Chamber就是生產的設備,這樣子是否降低了產能?
可能的解決方案:
1.設計可以置入Chamber的置物架,把要進行24小時燒機的設備先預先置于架上,當前一批完成燒機的設備,直接把置物架與設備一并取出,置于其他空間進行降溫的動作,另一批產品就可以立即置入Chamber進行下一次24小時燒機作業,也縮短Chamber預熱的時間。
預期效益:
1.若是采用這個方案,可以增加Chamber使用時間1.5小時,并且減少預熱期間所耗費的電力
案例二:
某外電子制造業已經導入機器人在產線上面,但扮演的角色是在取代部份的人力,但在現場觀察,可以發現當線上的工作人員下班時,產線上面的機器人也跟著休息。
可能存在的浪費:
1.既然已經導入機器人,為何機器人不能夠24小時運作,畢竟機器人跟人最大的差別就是不用加班費,也不會說累。
2.機器人所擔任的工作是否合宜?
可能的解決方案:
1.機器人的優勢就是在于"可以持續做","不會因為長時間工作而疲勞",但缺點可能是動作不像人精細,在做一些動作上面比人類慢。如果這個智慧制造的目標是要提升產能,那么是否可以思考,可以預先生產較多的半成品,讓機器人在"人"下班之后,持續完成后續的工作,隔天"人"上班之后就可以接續后面的工序。
預期效益:
1.若是采用這個方案,以每天機器人可以多工作8小時來計算,整體產能就有機會提升
結論:
精益生產的『五大原則』與『八大浪費』就像是一個內功心法,在建立內功心法之后,就必需要有”實踐的場域”,若是各位讀者在場域上面的導入有遇到任何的問題,都歡迎提出來討論。