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03 豐田另一個(gè)特點(diǎn)--單件流

豐田生產(chǎn)系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是單件流（one-piece flow），這也需要成本。

對(duì)于通過(guò)節(jié)拍時(shí)間（TT，Takt time）設(shè)置的給定輸出速率，單件流可以產(chǎn)生最小的在制品和最小的周期時(shí)間（CT，Cycle Time），但它需要額外的補(bǔ)充時(shí)間。

我們使用術(shù)語(yǔ)--周期時(shí)間來(lái)表示從原料庫(kù)存到生產(chǎn)完成所需要的時(shí)間。其他作者可能使用周期時(shí)間來(lái)表示機(jī)器上的處理時(shí)間。我們傾向于將其稱(chēng)為過(guò)程時(shí)間（Process Time），并認(rèn)識(shí)到其他作者可能會(huì)使用諸如生產(chǎn)時(shí)間（production time）、產(chǎn)出時(shí)間（throughput time）、流時(shí)間（flow time）甚至逗留時(shí)間等術(shù)語(yǔ)來(lái)表示我們所稱(chēng)的周期時(shí)間。

事實(shí)上，如果你觀察一條汽車(chē)裝配線運(yùn)行一段時(shí)間，你通常會(huì)看到工人完成他們的任務(wù)，有時(shí)間站在后面等待下一輛汽車(chē)。

與由于質(zhì)量缺陷導(dǎo)致的生產(chǎn)線停工所需要的額外兩小時(shí)補(bǔ)貨時(shí)間不同，這幾秒鐘的補(bǔ)貨時(shí)間用于適應(yīng)任務(wù)時(shí)間的變化。

例如，假設(shè)對(duì)凱美瑞的需求是每年250天共60萬(wàn)輛。這意味著每天2400輛車(chē)或每12小時(shí)輪班1200輛車(chē)。

對(duì)于經(jīng)理來(lái)說(shuō)，安排一條每班工作10小時(shí)的生產(chǎn)線，節(jié)拍時(shí)間為30秒(10h×3600s/h/1200=30秒)。這意味著每個(gè)工作站的可用時(shí)間為30秒。

可是，如果生產(chǎn)線的經(jīng)理為生產(chǎn)線配置了足夠的工人，使得平均任務(wù)時(shí)間為30秒，那么就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果平均任務(wù)時(shí)間與節(jié)拍時(shí)間相等，那么站內(nèi)工作人員在節(jié)拍時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)的概率只有50%。

這意味著當(dāng)生產(chǎn)線繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，工人將不得不繼續(xù)工作到下一個(gè)工作站，從而中斷工人的工作。

有兩種方法可以避免這樣的問(wèn)題:

(1)每當(dāng)工人面臨一個(gè)比平均時(shí)間長(zhǎng)一些的任務(wù)時(shí)，就停止生產(chǎn)線;

(2)將節(jié)拍時(shí)間設(shè)置為比平均任務(wù)時(shí)間稍長(zhǎng)一些。

因此，在第一種情況下，這條線將以最慢的工人的速度移動(dòng)，并將不時(shí)地停止。

但是，如果經(jīng)理使用第二個(gè)選項(xiàng)，并將節(jié)拍時(shí)間設(shè)置為比平均值稍長(zhǎng)一些，則允許每個(gè)站點(diǎn)有一些額外的時(shí)間，從而為整條生產(chǎn)線提供非常有規(guī)律的輸出。

現(xiàn)在考慮圖1-1中的任務(wù)時(shí)間直方圖，它顯示了裝配線上任務(wù)的時(shí)間分布。大約5%的任務(wù)耗時(shí)不到20秒，45%的任務(wù)耗時(shí)20到25秒，另外45%的任務(wù)耗時(shí)25到30秒，最后5%的任務(wù)耗時(shí)超過(guò)30秒。平均值是25秒，標(biāo)準(zhǔn)差是3秒。因此，如果生產(chǎn)線的節(jié)拍時(shí)間（TT）設(shè)置為30秒，則95%的任務(wù)將在指定的時(shí)間內(nèi)完成。工人們應(yīng)該能夠處理5%的耗時(shí)超過(guò)30秒的事件，只要它們不同時(shí)發(fā)生。

雖然5秒聽(tīng)起來(lái)并不多，但額外的時(shí)間加起來(lái)就多了。

此外，在30秒的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行25秒的任務(wù)，相當(dāng)于在每個(gè)10小時(shí)的生產(chǎn)中有額外的2小時(shí)可用，因?yàn)?5/30= 10/12 = 83.3%。

由于管理人員通常對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的中斷使用第一種方法，對(duì)任務(wù)時(shí)間的變化使用第二種方法，因此有效的生產(chǎn)時(shí)間不到計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間的70%(0.833×0.833 = 0.694)。

這意味著12個(gè)小時(shí)的輪班，經(jīng)理大約有8小時(shí)20分鐘的生產(chǎn)時(shí)間，不包括午餐、休息和換班。

在這種情況下，如果經(jīng)理的排程中包括了工人的午餐等時(shí)間，結(jié)果將是每班生產(chǎn)大約1200個(gè)零件，這是滿足需求所需的數(shù)量。

04 批量和排隊(duì)生產(chǎn)

另一方面,如果一個(gè)經(jīng)理使用不同的生產(chǎn)線控制方法解耦生產(chǎn)線，允許在制品的自由流動(dòng)和過(guò)程間的累積，系統(tǒng)將以最慢過(guò)程的速率運(yùn)行，也就是說(shuō)，每25秒一件(加上每小時(shí)一次的額外的若干分鐘)。

在這種情況下，無(wú)論如何，當(dāng)一個(gè)工作站出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只要有在制品，其他工作站就可以繼續(xù)運(yùn)行。

那么，那些干擾呢？

回想一下10個(gè)工作站的裝配線，平均每小時(shí)有1分鐘的中斷。在12小時(shí)內(nèi)，這將增加2小時(shí)的中斷時(shí)間(10個(gè)站點(diǎn)×1分鐘中斷/小時(shí)×12小時(shí)=120分鐘)，這是預(yù)測(cè)規(guī)劃好的。

然而，如果生產(chǎn)線上的各站已經(jīng)解耦，每個(gè)站只能“看到”自己的中斷。現(xiàn)在的生產(chǎn)時(shí)間是11小時(shí)48分鐘(每個(gè)工位12小時(shí)損失12分鐘)，生產(chǎn)速度大約是每12小時(shí)1700個(gè)零件。這意味著解耦后的生產(chǎn)線比單件流的生產(chǎn)線多生產(chǎn)41%的量。

（譯者注：“解耦”指的是消除生產(chǎn)鏈或供應(yīng)鏈上的波動(dòng)的影響。文中“看到”的意思是每個(gè)工作站的中斷只影響到本工序）

但是，這是有代價(jià)的!

額外的生產(chǎn)是通過(guò)允許大量額外的在制品(WIP)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而這些WIP是單件流所需要的。

額外的在制品需要更長(zhǎng)的周期時(shí)間才能通過(guò)生產(chǎn)線。單件流生產(chǎn)線要花5分鐘生產(chǎn)一個(gè)零件(10個(gè)工位，每個(gè)工位30秒)。

如果解耦后的生產(chǎn)線每個(gè)站點(diǎn)有5個(gè)在制品單元，那么周期時(shí)間將從5分鐘增加到25分鐘。

如果所需的WIP為15個(gè)單位，則周期時(shí)間為75分鐘。

所有這些WIP的問(wèn)題在于它隱藏了問(wèn)題。這條線可以很好地處理(編者注：或者說(shuō)隱藏)這些問(wèn)題，并且不必(至少不那么緊迫)消除它們。

此外，如果壞零件在第一站從一開(kāi)始就被生產(chǎn)出來(lái)，直到最后一站才被發(fā)現(xiàn)，那么這條生產(chǎn)線已經(jīng)產(chǎn)生了150個(gè)單位的廢料或返工。

如此高的廢品率(或返工率)很容易導(dǎo)致生產(chǎn)效率低于單件流，盡管它有所有的補(bǔ)充時(shí)間。

05 一個(gè)平衡的方法

幸運(yùn)的是，單件流和不限制WIP并不是唯一的選擇，還有一條中間道路。

如果管理人員限制每個(gè)工位的在制品數(shù)量，那么解耦后的生產(chǎn)線的生產(chǎn)率只會(huì)略微降低，同時(shí)保留了在問(wèn)題發(fā)生時(shí)快速檢測(cè)問(wèn)題的能力。

這個(gè)在制品限制應(yīng)該是什么？和往常一樣，“看情況!”

在制品的限制取決于系統(tǒng)的變動(dòng)性。

生產(chǎn)時(shí)間或零件質(zhì)量的任何變化都會(huì)對(duì)生產(chǎn)率產(chǎn)生負(fù)面影響。這并不意味著所有的變動(dòng)性都是壞的。

然而，一點(diǎn)額外的在制品可以極大地緩沖變動(dòng)性，從而在不明顯地增加周期時(shí)間或極大地阻礙缺陷檢測(cè)的情況下提高生產(chǎn)力。

關(guān)鍵是要理解產(chǎn)出如何與在制品和變動(dòng)性相關(guān)——這是工廠物理科學(xué)的主要見(jiàn)解之一。