精益生產(chǎn)的12種工具
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對付浪費的工具和實踐
長期以來人們采用下面約12種精益制造的基本技術(shù)工具和實踐來控制或消除某些種類的浪費。請注意這并不是份詳盡的清單，清單中的各項也不是按照重要程度來排序的。
5S
這里要講到的第一種實踐源自產(chǎn)生精益制造的同一個日本系統(tǒng)。5S是組織、清潔、發(fā)展并保持生產(chǎn)工作環(huán)境的方法，用于創(chuàng)造一個更有條理更有效率的工作空間。5S的基本原理是清潔的工作空間會提供更安全更有利于生產(chǎn)的環(huán)境同時促進(jìn)優(yōu)良商業(yè)道德與行為。這五個以“S”為開頭的詞是員工的行為準(zhǔn)則，員工必須遵循這些準(zhǔn)則以創(chuàng)造一個適合
精益生產(chǎn)的工作環(huán)境。第一個詞，整理（日語seiri）指區(qū)分需要的及不需要的物品，并將不需要的物品移走。第二個詞，簡化、整頓或者分類清理（日語seiton）意為將物品整潔地排列待用。擦亮、清掃或擦洗（日語seiso）指的是清掃工作區(qū)，確立所有權(quán)和責(zé)任，同時標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化或日常化（日語seiketsu）意為將上述努力像清單那樣標(biāo)準(zhǔn)化，將上述整理、簡化、擦洗的三項原則在日常基礎(chǔ)上執(zhí)行。最后是保持（日語shisuke），就是總是遵循前四項S以形成遵守紀(jì)律的文化，不斷重復(fù)5S原則直至其成為員工生活的一部分。
視覺控制
就工具而言，精益制造重視大量運用視覺控制以方便操作員的工作同時避免錯誤。視覺控制要求整個工作空間都要設(shè)立明顯而直觀的標(biāo)志，讓每個雇員都能立刻知道目前在進(jìn)行什么，了解進(jìn)度，清楚看到什么做的對，哪里出了問題。典型視覺控制機(jī)制包括警報信號、停工標(biāo)簽、標(biāo)志、以不同色彩區(qū)分的記號。舉個例子如安燈（andon），采用電子顯示板提供可見的工位狀態(tài)及信息以協(xié)調(diào)與工作中心相關(guān)的各種努力，信號燈綠色（表示“運轉(zhuǎn)”），紅色（表示“停止”），黃色（表示“注意”）。視覺控制的主要好處是簡單直觀，員工能迅速了解流程是否正常運行。
標(biāo)準(zhǔn)化工作
知道要執(zhí)行什么步驟和知道該步驟運行正常，兩者都是同等重要的。為了確保實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量級別、一致性、有效性及效率，有必要采用寫成文件的分步驟流程或者標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序（SOP）來減少錯誤和接觸時間。盡管標(biāo)準(zhǔn)化工作建立了明確規(guī)定工人和機(jī)器操作的有用文檔，標(biāo)準(zhǔn)化工作在精益制造工具中是最不受到重視的。這些明確規(guī)定的操作能幫助工人在制造流程中應(yīng)用最佳實踐。標(biāo)準(zhǔn)化工作同時還能為持續(xù)改善打好基礎(chǔ)，因為記錄成文件形式的流程更容易加以分析與改進(jìn)。為了闡釋標(biāo)準(zhǔn)化工作，SOP應(yīng)該采用圖片、文字、表格、標(biāo)志、色彩及視覺指示器向不同的工作組溝通一致的直觀的信息。這種圖形指示，也被稱為操作方法手冊（OMS），解釋特定生產(chǎn)線范圍內(nèi)依照事件順序（SOE）的每個步驟，還能設(shè)計并制作紙質(zhì)或屏幕的視覺工作指導(dǎo)。
防差錯
正如持續(xù)改善是精益制造的主要概念之一，防差錯或日語中的poka-yoke，是減少浪費的重要工具。防差錯是從根源上防止錯誤的關(guān)鍵措施。簡而言之，防差錯可以是任何裝置、機(jī)制或技巧，它能防止錯誤產(chǎn)生或者讓錯誤顯露出來以避免產(chǎn)品缺陷。防差錯的目標(biāo)是防止制造缺陷的原因，或者確保經(jīng)濟(jì)有效地檢查每個產(chǎn)品以防止有缺陷的產(chǎn)品到達(dá)下游流程。例如，如果在組裝作業(yè)中沒有使用到每個正確零件，探測裝置就會發(fā)現(xiàn)有個零件未安裝并停車，從而防止裝配工人將不完整的部件輸送到下個位置或者開始另一項操作。
全員生產(chǎn)維護(hù) （
TPM）
精益制造更進(jìn)一步要求制造商通過應(yīng)用全員生產(chǎn)維護(hù)（TPM）來提高設(shè)備生產(chǎn)率，TPM是一整套的技術(shù)，由日本豐田集團(tuán)中的電裝（Denso）公司首先提倡，包括了修復(fù)性維護(hù)和預(yù)防性維護(hù)，加上不斷適應(yīng)、修改、改進(jìn)設(shè)備來增強(qiáng)靈活性、減少物料搬運、促進(jìn)連續(xù)流程。TPM是操作員導(dǎo)向的維護(hù)，全體有資格的員工參與所有維護(hù)作業(yè)。其目標(biāo)，是與上述的5S共同確保資源可用性，通過消除機(jī)械相關(guān)的事故、缺陷或故障，因為這些會逐漸侵蝕車間效率和生產(chǎn)力。包括準(zhǔn)備與調(diào)整損失、閑置與小規(guī)模停工、運行速度下降、缺陷、返工及啟動期產(chǎn)量損失。
機(jī)器故障對于車間是個嚴(yán)重的問題，因為在精益環(huán)境下一架機(jī)器發(fā)生故障會引起整條生產(chǎn)線或流程中止。相應(yīng)地，TPM和其他先進(jìn)企業(yè)資產(chǎn)管理（EAM）提高設(shè)備
可靠性，從而改善可用性，縮短停工期，減少廢品（以及處理廢品而浪費的時間），提高機(jī)械公差（從而提高質(zhì)量）。作為更進(jìn)一步的輔助工具，診斷管理功能可以自動識別當(dāng)前維護(hù)戰(zhàn)略的失效狀態(tài)，從而觸發(fā)持續(xù)改善審查。這通常要求支持可靠性驅(qū)動的維護(hù)（RDM），鞏固TPM戰(zhàn)略。最后，具備同步維護(hù)和
生產(chǎn)計劃功能的企業(yè)系統(tǒng)可以最大化可用的生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)能力和總設(shè)備效能（
OEE）。
另一項工具是模擬，它能幫助降低維護(hù)相關(guān)的浪費。通過支持模擬，先進(jìn)服務(wù)管理系統(tǒng)一般能根據(jù)生產(chǎn)計劃安排維護(hù)并根據(jù)實際完成的生產(chǎn)自動更新維護(hù)計劃（電子鏈接設(shè)備自身的運轉(zhuǎn)時間儀到計劃維護(hù)上）。目的是消除下列“六大”維護(hù)相關(guān)的浪費。
1. 設(shè)備停工
2. 安置和調(diào)整
3. 小規(guī)模停工和閑置
4. 計劃外的停工
5. 由于機(jī)器錯誤制造不合格品所花的時間
6. 啟動期的不合格品
單元式制造
從維護(hù)到制造流程，精益哲學(xué)傳統(tǒng)上依靠單元式制造。單元式制造是一種制造流程，利用單一生產(chǎn)線或機(jī)器單元及僅在該線或單元工作的操作員生產(chǎn)出系列零件族。制造單元，按照人類工程學(xué)原理重新設(shè)計工作環(huán)境，將工人為獲取完成工序所需的零件、補給或工具所付出的努力降到最小，這常常取代傳統(tǒng)的線性生產(chǎn)線，使得公司能以更小的批量更連續(xù)的流程生產(chǎn)出更高質(zhì)量的產(chǎn)品。有一個相關(guān)的概念是并行（nagara），這是個日語詞，描繪一種生產(chǎn)體系，在這種并行生產(chǎn)體系中同一個操作員同時進(jìn)行幾個看起來不相干的作業(yè)。如今，精益思想已經(jīng)超越了單純的單元式和產(chǎn)品分組生產(chǎn)。
單數(shù)換裝時間
因為精益制造要求制造商僅僅按照客戶的需求進(jìn)行生產(chǎn)，這就要以越來越小的批次生產(chǎn)。這與傳統(tǒng)的想法正好相反，那種認(rèn)為基于經(jīng)濟(jì)訂單批量（EOQ）的大批量比起包括設(shè)備切換的少量多批次更有效率的想法其實是種錯誤的見解。長運行周期意味大庫存，大庫存會占用大量資金，并讓客戶為成品和服務(wù)等待更長時間。這種小批量的趨勢要求縮減整個制造流程上的換裝和切換時間。單數(shù)換裝時間（SDS）想法體現(xiàn)為在不到10分鐘的時間內(nèi)完成換裝作業(yè)（例如敏捷篩分、對內(nèi)部和外部流程作業(yè)的優(yōu)化排序、給工作臺或傳送裝置加裝輪子、液壓夾具、把手與快速閉鎖裝置等等）。與此相關(guān)的概念是一分鐘換模術(shù)（
SMED），這種換裝時間少于10分鐘的概念，最早由新江滋生（Shigeo Shingo）于1970年在豐田公司內(nèi)部倡導(dǎo)。
拉式系統(tǒng)
拉式系統(tǒng)是精益、需求驅(qū)動制造的另一個關(guān)鍵特征，因為其最終目標(biāo)是控制物料流僅補充被實際消耗的那部分。拉式系統(tǒng)，也被稱為kanban（來自日語kan，意為“板”，ban意為“信號”），確保生產(chǎn)和物料需求是基于實際的客戶需求而非基于必定不精確的預(yù)測工具。一個kanban信號，可以是張卡片、供擺放箱子的空的方形場地、燈或者計算機(jī)軟件生成的信號，該信號會觸發(fā)搬運、生產(chǎn)或物料組件供應(yīng)（通常裝在一個大小固定的箱子里）。目的是改善
庫存控制，通過控制庫存水平和根據(jù)系統(tǒng)中kanban數(shù)量進(jìn)行工作，從而縮短生產(chǎn)周期時間。隨著時間流逝及流程改善，kanban箱中的組件數(shù)量會逐漸減少或按照要求動態(tài)地調(diào)整。
拉式系統(tǒng)和拉式信號（即拉式補給系統(tǒng)中指示什么時候生產(chǎn)或運送物品的任何信號）可以應(yīng)用于許多運營部門。例如，在準(zhǔn)時（JIT）生產(chǎn)控制系統(tǒng)中，可以使用kanban卡作為拉式信號來為使用作業(yè)補給零件。在物料控制中，也可以由使用作業(yè)來請求庫存提取，庫存不會發(fā)出物料直到用戶發(fā)出信號。同樣，配送領(lǐng)域也可運用拉式體系為現(xiàn)場倉庫存貨補給，在這種情況下補給決定是由現(xiàn)場倉庫自身作出的而非由中央倉庫或工廠作出。
相反，物料需求計劃（MRP）是一種推式體系，根據(jù)預(yù)測和客戶訂單安排生產(chǎn)計劃。因此，MRP基于天生不精確的預(yù)測建立計劃，“推動”物料經(jīng)過生產(chǎn)流程。也就是說，傳統(tǒng)MRP方法依靠物料運動經(jīng)過功能導(dǎo)向的工作中心或生產(chǎn)線（而非精益單元），這種方法是為最大化效率和大批量生產(chǎn)來降低單位成本而設(shè)計。計劃、調(diào)度并管理生產(chǎn)以滿足實際和預(yù)測的需求組合。生產(chǎn)訂單出自主生產(chǎn)計劃（MPS）然后經(jīng)由MRP計劃出的訂單被“推”向工廠車間及庫存。
排序與混合模式生產(chǎn)
另一項精益工具是排序，或決定一條生產(chǎn)線上執(zhí)行不同作業(yè)的次序，以達(dá)成目標(biāo)（例如每日需要的數(shù)量）。這也叫做混合模式生產(chǎn)，該模式生產(chǎn)不同批量的幾種零件或產(chǎn)品，這些零件或產(chǎn)品的量接近于當(dāng)天將銷售的相同的產(chǎn)品組合。混合模式計劃或排序決定組件的制造和交付，包括那些由外部供應(yīng)商提供的組件。重申一下，目的是依照每日需求建立生產(chǎn)模式。這點對于汽車制造業(yè)極其重要，考慮到全球市場上老練客戶比例越來越大，爭取這些客戶的競爭驅(qū)使汽車業(yè)原始設(shè)備制造商（OEM）提供有著越來越豐富特色和選擇的產(chǎn)品。
從純功能的角度來看，汽車和卡車正日益成為日用品，競爭性的產(chǎn)品差異化主要通過提供獨特的色彩、結(jié)構(gòu)、風(fēng)格及可選配置組合來實現(xiàn)，這樣任何一款車型都有上千種潛在組合。庫存所有這些組合在成本上幾乎無法做到，而且查找是否生產(chǎn)了某種特定組合也要花很多時間，這好比海底撈針。另外，挑剔的客戶期望立即得到某種獨特特色的配置組合。這些因素造成一個難題－如何快速又有利可圖地交付定制成品車。
允許買家配置其獨一無二的車輛并在合理期限內(nèi)交付這個“完美的訂單”要求與傳統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)方式徹底決裂。新的流程必須能識別每輛車的獨特的個性需求并采用供應(yīng)商準(zhǔn)時（JIT）交付的特殊定制組件同步組裝。這些組件按精確的順序運送到OEM組裝廠，每輛汽車或卡車就從最后組裝線上下來，這樣OEM廠家就能為每個客戶生產(chǎn)出量身定制的車輛。
歸結(jié)到一個事實：如今供應(yīng)商面臨困境，要確保高水平的客戶滿意度，這種滿意度的衡量標(biāo)準(zhǔn)是要準(zhǔn)時交付成本合理的高質(zhì)量的產(chǎn)品，同時又要保持低水平的庫存。例如，假如一個汽車買家選擇或修改了已經(jīng)訂貨的車內(nèi)皮座椅的顏色，這時距離汽車開工制造還有一周的時間，如果供應(yīng)商要12周時間才能買到制作座椅的皮革，供應(yīng)商怎么可能交付該訂單呢？而且，供應(yīng)鏈內(nèi)部對于部件的實際要求與計劃需求通常不同步。
以往，這些問題的解決方法是保持額外數(shù)量的原材料或成品作為超過計劃數(shù)量需求的“緩沖”。由需求高峰引起的額外下游庫存，以及隨之而來的時間滯后和交貨延期，這些因素共同作用加重了供應(yīng)商承擔(dān)的整體庫存水平。然而，這些作法正在改變，隨著解決方案的應(yīng)用，如QAD JIT排序模塊（JIT/S），它能幫助供應(yīng)商實施定制組件的準(zhǔn)時（JIT）交貨，同時協(xié)同供應(yīng)與需求，使得庫存水平最小化并降低供應(yīng)鏈中額外運輸費用。為了達(dá)到這個目標(biāo)，JIT/S把MRP流程的中期或長期計劃和供應(yīng)鏈通訊功能與執(zhí)行流程集成在一起，這些流程專注于制造定制產(chǎn)品并正好在客戶需要的時候交付給他們。
這類解決方案顯示了kanban與其他精益制造技術(shù)及JIT排序之間的區(qū)別。兩者都是執(zhí)行導(dǎo)向的，因為兩者都是對近乎實時需求的回應(yīng)。然而，精益制造通常傾向重視補給供應(yīng)通用件（commodity parts，即按照整打或整箱的標(biāo)準(zhǔn)包裝運輸?shù)牧慵鳭IT排序重視補給個性（或定制）零件，這些零件是單獨運輸或與其他同類定制零件一起運輸。實踐中，kanban交流的是變化時間框架內(nèi)固定數(shù)量的需求，或者固定時間框架內(nèi)變化數(shù)量的需求。上述這些流程都不足以充分滿足排序方面的制造需求。換句話說，kanban系統(tǒng)的特色是管理需求變化較少的產(chǎn)品供應(yīng)或生產(chǎn)，排序管理的是高度定制需求易變產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此JIT排序中，需求陳述表精確反映了所需產(chǎn)品的配置。例如對一張椅子的需求可能是“在14:15交付左前位置的茶色皮椅，帶加熱器和電動腰部支持裝置，給編號12345的車輛”。
作業(yè)成本法
另一種削減浪費的作法是將企業(yè)一般管理費用按照更現(xiàn)實的基礎(chǔ)進(jìn)行分?jǐn)偠前凑罩苯觿趧庸r或機(jī)械工時。達(dá)成該目標(biāo)的工具是作業(yè)成本法（ABC）會計系統(tǒng)，首先基于實施的作業(yè)累加成本，然后按成本動因分?jǐn)偝杀镜疆a(chǎn)品或其他要素，如客戶、市場或項目。作業(yè)管理法（ABM）利用作業(yè)成本法關(guān)于成本集與成本動因、作業(yè)分析及業(yè)務(wù)流程的信息確定業(yè)務(wù)戰(zhàn)略，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計、制造與分銷，最終消除作業(yè)浪費。人們認(rèn)為，該系統(tǒng)較傳統(tǒng)的成本會計更為真實地反映了實際收入與成本，傳統(tǒng)的成本會計的注意力通常是在全部的不同帳目下削減成本，利用傳統(tǒng)全部成本計算法評估庫存，這種成本計算法將可變成本與部分固定成本分?jǐn)偟矫總€生產(chǎn)單元（然而固定成本通常按照直接勞動工時、機(jī)械工時或者物料成本分?jǐn)偟缴a(chǎn)單元）。
均衡化生產(chǎn)
均衡化生產(chǎn)，日語heijunka，是按照特定的均衡的周期生產(chǎn)產(chǎn)品來解決與傳統(tǒng)制造相關(guān)的排隊及停線問題，以匹配最終產(chǎn)品銷售的計劃速度。均衡化生產(chǎn)意味者基于客戶需求在單個工作站或生產(chǎn)單元內(nèi)協(xié)調(diào)生產(chǎn)周期時間，從而使工作得以在整個制造流程上連續(xù)平順地進(jìn)行。
實現(xiàn)均衡化生產(chǎn)的途徑之一是實施節(jié)拍時間（takt，德語詞，指樂隊指揮手中的指揮棒，用于調(diào)整樂手演奏的速度、節(jié)拍及時間安排），為滿足市場需求，每個工作中心每小時估計必須處理的產(chǎn)品量，以此確定生產(chǎn)速率。Takt時間規(guī)定生產(chǎn)步調(diào)以匹配客戶需求速率，并成為任何精益生產(chǎn)系統(tǒng)的心跳節(jié)奏。作為精益系統(tǒng)的“定調(diào)者”，takt時間對于生產(chǎn)單元工作流的順暢至關(guān)重要，也是工作計劃調(diào)度中的關(guān)鍵因素。計算方法是每天可用于工作的時間除以每天客戶需求。例如，假定需求為每月10,000個或者每天500個，計劃每天生產(chǎn)能力是420分鐘，那么takt時間就等于420分鐘每天除以500個每天，即每個0.84分鐘，意味者平均每0.84分鐘從生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)出一個產(chǎn)品。
通過應(yīng)用takt時間，生產(chǎn)可以平準(zhǔn)到一個規(guī)定的水平或者保持在最小和最大水平之間。可以在計算機(jī)系統(tǒng)中規(guī)定從某個日期開始的任何一天或任何時期的生產(chǎn)水平。均衡化生產(chǎn)產(chǎn)生穩(wěn)定需求模式，保證了可預(yù)見的、平順的計劃，避免了生產(chǎn)能力瓶頸。簡化了計劃和控制（因為在平準(zhǔn)期內(nèi)每天的計劃基本相同），創(chuàng)造了生產(chǎn)穩(wěn)定性，讓操作員更好理解每天需要做什么以及怎么做才能實現(xiàn)目標(biāo)。同時也方便上游供應(yīng)商建立穩(wěn)定的計劃。
與上述概念關(guān)系密切的是生產(chǎn)線平衡（line balancing），這種方法兩天就可學(xué)會加以運用。一方面，它可以用于確定工人人數(shù)及每個工人需要完成的任務(wù)量以滿足變化的需求。這必須平衡各工作站的任務(wù)分配，做到某個給定的產(chǎn)出水平上工作站數(shù)量最少，各工作站總閑置時間最少。在平衡這些任務(wù)的時候，對于各項任務(wù)單位產(chǎn)品所需時間及其于其他任務(wù)之間的順序關(guān)系都要加以考慮。另一方面，該技術(shù)可以用于確定裝配線上運作的產(chǎn)品組合，這種組合能讓裝配線上的工作流按照計劃的生產(chǎn)線速率（即takt時間）基本連續(xù)地運作。
混流制造
實際上傳統(tǒng)的精益制造總是記得這樣一個連續(xù)的物料流。恰當(dāng)設(shè)計的制造線或制造單元是按照takt時間來計劃和分擔(dān)工作，并應(yīng)用前面提到的視覺控制和防差錯程序平順運行。混流制造從外部供應(yīng)商或者內(nèi)部供應(yīng)作業(yè)獲取物料，經(jīng)過同步制造流程來滿足客戶需求。混流制造（Flow manufacturing）一詞與其他需求驅(qū)動的制造戰(zhàn)略密切相關(guān)，因此也容易與之混淆，這些戰(zhàn)略簡化流程并使其更有效率，消除浪費，例如敏捷制造，JIT，精益制造，所有這些都使用拉式信號來補充供貨并且要求不斷改善。然而，混流制造利用某些額外的算法可幫助制造商在任意某天生產(chǎn)任意數(shù)量的任何產(chǎn)品，包括“一個”（即EOQ=1），同時保持庫存最小，縮短周期時間更快地履行客戶訂單。
為了支持連續(xù)流程，企業(yè)資源計劃（ERP）系統(tǒng)必須提供基于速率的計劃和執(zhí)行應(yīng)用軟件以幫助在所有作業(yè)上保持takt時間，并且無需工作訂單或者其他文書工作。