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企业风采

TPS的新展程

时间:2015-11-05 21:35:23   作者:   来源:中国企业报道   阅读:76   评论:0
内容摘要: 目前,我国许多运用TPS的企业只注重消化和吸收传统的TPS范畴内的技术方法,而忽视了TPS中更为崭新的技术与方法。  丰田生产方式(TPS)持续改善与持续进化近60年,难于在时间上划出明显的界线。但是,我们可以认定:TPS是通过两条途径形成的。正如TPS的权威学者、日本目白大...

    目前,我国许多运用TPS的企业只注重消化和吸收传统的TPS范畴内的技术方法,而忽视了TPS中更为崭新的技术与方法。

  丰田生产方式(TPS)持续改善与持续进化近60年,难于在时间上划出明显的界线。但是,我们可以认定:TPS是通过两条途径形成的。正如TPS的权威学者、日本目白大学管理学院院长门田安弘博士所言:“TPS已把工程(工序)改善与技术革新两条途径有机地结合在了一起。”其中第一条途径是传统的TPS范畴内的东西,是使“把能销售的物品,在能销售的时候,只生产能销售的数量”成为可能,从制造现场消除一切浪费的途径。通过这条途径可以降低成本,迅速地向顾客提供优质的产品。总而言之,这是一条通过现场持续的改善活动实现高效益的途径。第二条途径是近年来计算机集成制造系统和信息系统技术的应用,是比引进传统的TPS有过之而无不及的革新途径。

  目前,我国许多运用TPS的企业只注重消化和吸收传统的TPS范畴内的技术方法,而忽视了TPS中更为崭新的技术方法。诚然,引进、吸收TPS要从基础做起,但是,作为后来者,我们总不能再沿着丰田人已走过的路重走一遍吧?尤其是近年来丰田公司建立起来的“准时生产中的尊重人性子系统”,是TPS新发展的主要内容之一。“尊重人性”是TPS诞生与发展的重要文化基础,也是目前我国制造业企业引进吸收TPS时首先应该注重的内容之一。我们应该全面地引进TPS,提高可行性与可操作性。最近出现的TPS与Total TPS(全面TPS)的提法,应该就是指“传统的TPS”与“新TPS”的概念。

  TPS的新发展主要体现在两个方面:一是计算机集成制造系统和信息系统技术的应用; 二是“准时生产系统中尊重人性子系统”的建立。

  一、信息技术在丰田的应用

  1.丰田的新ALC系统

  随着计算机技术的发展,丰田公司及时把计算机技术应用到制造与经营活动之中。他们建立了进行生产计划指示的“计算机辅助计划系统(CAP)”,实现了对制造、加工、装配的自动机械、生产线下达指令的“计算机辅助制造系统(CAM)”,在产品设计、工程设计、工序布局等方面实现了“计算机辅助设计系统”。这三者结合在一起,就构成了丰田公司的“计算机集成制造系统(CIMS)”。

  在丰田公司的“计算机辅助制造系统”中,采用的是“自律分散型控制系统”,这是一种很容易扩大装配线控制系统规模的挠性系统。在那里,整个工厂的管理由计算机主机集中进行。这台计算机集中地管理车体工序、涂装工序以及最终装配工序等各工序的生产线计算机,而各工序的生产线则控制各工序内的终端群。

  所以,所谓“自律分散型控制系统”,就是计算机主机进行多个子系统之间的协调控制,子系统的计算机自律地控制各个子系统的分层次控制系统。

  丰田公司把这种装配线控制系统称为新ALC(Assembly Line Control)系统。这种新ALC系统的最大特征是它的设计方针仍然立足于看板方式所具有的“拉动方式”的思路和各工序具有自律性的思路,体现了TPS的特征。

  各工厂ALC室的微型计算机,以天为单位接收公司本部主计算机传递来的每天的汽车装配顺序计划以及有关各辆汽车规格的文件。接着,各工厂的微型计算机以天为单位向工厂内各工序的生产线计算机的文件中传送这个生产计划数据。各工序的生产线计算机接受生产数据之后,不依靠ALC室的计算机,而是自律地对各自的工序进行控制。上游的工厂微型计算机只是实时地传送通过它的生产实绩。

  在丰田公司各工厂的车体工序、涂装工序、涂装后的存储线以及装配检验工序,全部由各工序的生产线计算机控制各工序内的终端群——制卡机、读卡机、打印机、指示灯牌、机械手、机器人以及自动设备。下面以装配工序的控制系统为例加以介绍。

  在运输被组装汽车的台车上,如果一挂上被称为“ID标签”的IC卡,ID标签便向工厂的文件储存要求生产信息。于是,文件储存就通过生产线内的ID卡打印机将生产信息记入ID标签。这样一来,车与信息就一体化了。这里,信息的交换就成了“拉动方式”。各工厂、各生产线、各工序形成可以在必需的时候利用必需的信息的体系,是丰田公司新ALC系统的最大特征。

  2.丰田的看板支援信息系统

  由于理解上的不全面,TPS经常被人误认为离信息技术非常遥远。但是实际上在应用看板之前,必须使用月份需求的数据制定详细的月度生产计划,而这个计划的策划和制定,要利用计算机化的信息系统。看板方式,通过计算机系统受到来自各个侧面的支援。

  丰田的计算机信息系统由七个子系统构成:

  技术数据库子系统是存储、管理生产中必要基础数据的系统。其中,包含着为了计算各产品所必需的零部件数量的零部件数据库(零部件表)和关于从最初工序到最后工序产品生产各阶段的一系列信息。

  材料需要量子系统,要应用互联网接受丰田公司提供给相关零部件厂的被称为“三个月内部指示”的生产信息。该子系统以这一信息为基础,计算出各工序所必需的原材料和零部件的数量。它的输出资料包括:内部制造或外部制造的各种零部件每天的需要量、盛装各种零部件的托盘数、提供给各订货厂家的各种产品的生产计划。

  看板基准计划子系统,以每天均衡化了的(平均)生产量为基础,计算出如下的数据:

  生产一个批量所需要的各种看板的枚数;

  与上月相比增加或减少的各种看板的枚数;

  表示作业开始时点的对应着订货点的三角看板的位置;

  批量规模。

  这些数据,以“内部制造用看板基准表”、“外协工厂用看板基准表”和“材料看板基准表”的形式输出。为了准备实际需要的看板枚数,“看板基准表”要分发给各工序的管理负责人。而且,因为每天的平均生产量基本上每月变化一次,所以这些数据每月必须重新计算。

  工序负荷计划子系统根据“内示”的月度生产计划,计算出下面的数据用于工序负荷计划:

  各工序的节拍时间。

  各工序在所给的批量中耗费的加工时间或者负荷时间。

  各工序的作业切换时间和作业切换次数。

  如果把从工序负荷计划中推导出来的负荷时间和各工序现有的能力相比较的话,就可以计算出人员计划、设备布置、加班计划等有关生产准备的一系列数据。

  传票发行子系统用于丰田和它的外协供货厂家之间,为了进行双方公司会计业务部门的支付结算和收款结算,必须发行某种票据。这种票据在丰田公司被称为OCR卡。OCR卡分交货传票、支付传票、收货传票和销售传票四种。丰田公司就利用这个子系统管理它与外协厂家的财务信息。最近几年,丰田公司与它的外协厂家之间使用“电子看板”代替了原来由卡车司机携带的“外协订货看板”。

  实绩收集子系统每天收集各个工序的生产实绩数据,并将其作为月份生产信息进行编辑。这些实绩数据包括生产数量、加工时间、作业切换时间、设备闲置时间、冲压机冲压次数等等。把这些生产实绩数据与月计划值相比较,就会明确两者的差异。假如这个差异不是所希望的,为了缩小或消除这个差异,就要开展某项改善活动。

  实绩变化子系统把实绩收集子系统得到的数据转换成过去3个月的系列数据,以明确实绩的变化情况。因为从这个时间系列信息里能够了解工序之间的技术差别和各工序的运转情况,所以会推动全公司的生产技术改善活动。

  TPS除了受到以上7个子系统的支援之外,在丰田汽车公司的混流装配线上,还有应用计算机的计划立案系统。这一系统利用“探索式顺序计划法”制定最终装配线的车种投入顺序计划并用网络将其传递到装配线上。

  另外,在丰田汽车公司的涂装工序和装配工序之间的涂装完成存放场,为了解决涂装后产生的顺序变化(有的车要涂双色调或多色调,有的车需要返回原处返工喷涂),以保证装配工序实现负荷均衡化,应用了AI(Artificial Intelligence:人工智能)技术,进行车辆投入装配线的调度。AI是为了让计算机做有智能的动作的技术。所谓“具有智能的动作”,是模仿人做的动作,它主要由理解自然语言的能力和推理能力来表示。也就是AI可以使用自然语言让计算机理解问题,使用推理能力解决问题。因为理解方式是依据专家的专业知识对提出的问题提出解决的办法,所以被称为“专家方式”。应用人工智能的“专家方式”是TPS新发展的又一实例,它对保障准时生产起到了重要作用。

  3.供应链与销售链管理信息系统

  为了迅速地满足顾客的需求,在丰田公司和销售商之间建立了能够每天处理订车业务的联机信息网。这个信息网利用“高速大容量数字通讯基干回路”将丰田公司的计算机与销售商的计算机以及终端机连接起来,以期每天掌握销售商接受订货的情况和信息,以便根据订货内容确定快速的生产体制,缩短交货期。通过这个网络,首先可以掌握各销售商持有的车辆存货信息,使销售商与销售商之间车辆的融通成为可能。另外,也可以容易地进行变更,将本来打算发给A销售商的车转过来发往B销售商。还有丰田公司可以向销售商提供最近的畅销信息、滞销信息,可以对销售商提供采购方面的信息。从丰田公司销售部门接到销售商的“日订货”信息到这辆成品车下线,整个周期只用四天的时间。

  丰田公司与属于丰田集团的大型零部件厂及外协供货工厂也实现了信息联网。

  综上所述,丰田公司已经将计算机信息技术和计算机集成制造技术完整地应用到从供应链到制造链再到销售链的全部过程,应用到其管理的所有领域。而且,这些系统的设计与应用,与传统的TPS相融合,仍然保持了该生产方式所独有的特征——“拉动方式”的特征,保持了丰田公司独特的先进性。

  二、TPS与“尊重人性”

  TPS在追求降低成本的最终目标的同时,还统括着各种各样不同的目标,例如数量管理、质量保障和尊重人性等。

  自泰罗的科学管理时代以来,生产力和尊重人性之间的矛盾就被认为是需要重视的一个永恒课题。

  TPS在发展的初期,也曾受到人们强烈地批评,被指责为忽视了人性因素。批评者指出:如果想提高生产率,就要对每个劳动者提出更高的要求。也就是说,为了提高生产率,是保持同样的生产水平削减劳动力呢,还是用现有的劳动力生产更多的产品呢?二者必居其一。不管采取哪种方式,都不能避免作为人难以接受的牺牲——也就是让劳动者在人性方面受到侵害这一迄今为至的通病。

  丰田公司为了实现“尊重人性”这一TPS中不可或缺的目标,一直在做着不懈的努力。在传统的TPS中采用了以下方式将尊重人性结合到了其中:

  1.在工厂中减少各种无效活动。有附加价值的操作代替了人的无效活动。人被赋予了有价值的工作,因此在提高生产力的同时也改善了人的精神状态;

  2.当装配线出现问题时,作业人员可以将生产线停下来,这是一个缺陷控制系统。在西方叫做“授权”;

  3.通过QC小组引入持续的改善活动或设置自动的缺陷控制设备。除此之外,作业人员还可以参与合理化建议活动。

  随着TPS的不断发展,最近在尊重人性方面有了实质性的改善。

  自20世纪90年代以来,丰田公司提高了在尊重人性和改善劳动环境方面的投资。目标是提高对人性的尊重并强调在制造系统中的以人为本。

  首先,丰田公司加大了安装使用适合作业人员的机械设备方面的投资。例如,在轮胎安装工序、车后轴安装工序以及发动机安装工序,作业人员只需将螺母或螺栓安放到机件上,紧固作业就由机器自动进行了。

  在改善工作环境方面,让我们看一看建立于1992年的丰田汽车公司九州工厂的例子。建设这座工厂时有两个原则:

  第一是工厂要与周围的自然和社会环境相协调。例如,工厂外部的颜色要与自然环境协调,为柔和的蓝色和绿色。工厂一共栽种了大约73万棵树,其中有1500棵樱花和油松。工厂泄漏的油不会流入用于农业灌溉的水池。在冲压工厂内部,建立了噪声和震动控制机制。为了吸收噪声和震动,在4000吨冲压机上加装了372毫米高的减震弹簧和防噪声罩,并采取了措施以减少冲压机可能出现的问题。

  第二是承认人是汽车制造中的核心并且认可在工作环境方面对人的尊重。例如,在宫田工厂的各条装配线上都有一个信息角,在这里,QC小组活动和每条装配线的运行情况都被展示出来。来自微型线的作业人员可以在此进行交流。工厂的周围安排了舒适的休息室,那里有自动售货机、软饮料和坐位。训练角展示各微型线上的零部件在什么位置被装配到车身上。除此之外,在人类环境改造学方面也做了改进。零部件架降低到了1.5米以下,以便作业人员能更容易地看到工厂的其他地方。工序指示灯牌和装配线处理控制板是圆形的,并从屋顶上悬挂下来,以便更容易被看到。空调有一股横向气流,这样作业人员在整个行走区域内都能被吹到,而不是像以前那样只有工位上才能被吹到。

  消除工作压力。减轻工作压力,避免过度工作是在工作环境方面尊重人性的一个表现,也可以提高生产率。日本缺少男性工人,而且工人的年工作时间也正在缩短。日本工人的年工作时间,国家目标是每年1,800小时。为了达到这一要求,需要采取手段减少工作压力和过度工作。为了保证有相应或更多的工人数量,需要有能适合老年工人和女性工人的工作环境。

  丰田公司为了降低生产线上的工作压力,减少由于高强度工作引发严重疲劳,对各种工作姿势进行了改进。

  为了使车身的水平位置与作业人员的作业位置相吻合,丰田公司在装配线旁边建造了木制的台阶。根据不同的操作位置,台阶的高度分别为300毫米,150毫米和50毫米。在完成线,300毫米的台阶被安排在雨刷安装工位,车门安装工位使用30毫米的台阶。

  带有提升装置的传送带也可以帮助作业人员改善工作姿势。这些装置可以帮助作业人员很容易地提升车身并且自动调节车身高度。丰田公司装配线的地板通过摩擦辊摩擦地板的边缘来驱动地板移动,摩擦辊由电机驱动。这个活动地板可以提升,最高可以将车身提高600毫米。

  在丰田公司,门或仪表盘被称为“装填盒”。在“装填盒”安装之前,要进行预装配,将“装填盒”的零件在车身外安装好。当将“装填盒”安装到车身上时,大部分螺栓都已经紧固好了,只有一两个螺栓由需要保证安装正确进行的作业人员进行紧固。

  为了避免仰脸作业造成背部肌肉疲劳,丰田公司在这些操作部位安装了全自动或半自动设备。悬挂传送带需要作业人员后退行走,以便跟上汽车的移动。安装一个可以同时移动零部件和作业人员的运输装置可以减少作业人员的工作压力。

  为了减轻作业人员的工作量,丰田公司的生产工艺部门对生产线进行了诸多改进。为了决定工艺改进的优先顺序,必须客观地评估每个工艺过程的工作负荷或疲劳率。为了评估这些信息,丰田公司新开发了丰田装配线评价方法(TVAL:Toyota Verification Assembly Line method)。

  TPS是一个持续演进和改善的系统,一直在致力于努力改善人的工作环境。尽管有生产工程人员来推进这种改善,但作业人员的意见和建议也同样十分重要。对于作业人员来说,参与作业环境的改善是更好生活质量的最大源泉。

  三、新的装配自主分割生产线

  传统的装配线用于将汽车的不同零部件装配为一个整体,这种装配线并不完全考虑这些零部件的功能划分,只是根据零部件的功能将装配线分为准备线、车身线、完成线和最终检测线四部分。但是,由于传统的汽车装配线并没有将零部件严格地按功能适当地分类,因此功能相似的零部件并没有在装配线适当的位置装上车身。

  划分功能的自主装配线,或简称分割线,是一种从汽车结构的角度将零部件进行严格分类并进行装配的微型装配线。对装配线进行功能划分的影响是巨大的:作业人员的熟练程度将提高,整个装配工厂的生产效率也会提高。

  丰田汽车公司九州装配工厂东西为280米,南北为265米,几乎是一个正方形。整个装配线划分为11条功能分割线。这主要是从汽车设计的角度出发,根据零部件的不同功能来进行划分的,当然也考虑了作业人员操作功能的不同(或相似性)。这种功能分割线采用并行方式布置,每条为100米长,被称为自主控制生产线。

  在九州宫田工厂,除了这11条主要的功能分割线外,还有6条辅助装配线。这就是安装发动机等部件的“底盘安装流水线”,“边角整饰流水线”;对发动机四周与行李箱四周部分以及内饰件进行组装的“装配流水线”;处理刹车油等液体的物质的“终端流水线”;对外观、安装的零部件品质进行检查的“装配检查线”;对发动机、汽车悬挂系统、计时器等进行功能、工效检查的“功能监测线”;进行漏水测试的“漏水测试线”;以及进行最后车检的“装运线”。

  自主分割生产线体现了如下三个新特征:第一,按每个工作单元对流水线进行短距离分割,克服了传统的流水线太长,有时为了排除故障造成供应零部件比较困难的问题;第二,能够在必要的时候关闭生产线而不会给相邻的生产线造成影响;第三,新生产线能够起到不同的作用。这种装配线布局的改善,体现了汽车生产中更大的灵活性与适应性,使TPS进一步获得了提高和发展。



 

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