如何以精實生產的精髓導入單元式生產Cell Production-組裝生產線為例(上)

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一、前言

  為滿足顧客需求,製造業的競爭日趨激烈,從提升準交率、降低成本、提高品質,已經成為各產業共同的努力目標;現今少量多樣的生產型態普遍,要如何因應及滿足這種需求型態又符合提高準時交期、降低生產成本、高品質產品目標?

  精實生產的核心思維「徹底排除浪費,為客戶創造價值」,因此透過持續追求更完善的效益與品質,來達成提升準交率、降低成本、提高品質的目標。

二、以精實生產躍升價值

  所謂精實的生產管理意義指成沒有任何資源浪費的現象,將無附加價值的一一清出,能創造更多利潤,提高企業的競爭力,永續成長;簡而言之,精實生產,就是要徹底消除企業內的任何投入資源的浪費,以創造出更多的利益產出。而精實生產的五大基本思維:

圖一:精實管理五大思維

  (一)Specify Value 確定價值

  精實系統思考法的關鍵起步點為價值,從顧客的需求及要求出發,在正確的時刻,以適當的價格提供給顧客滿意的產品和服務的能力,為避免浪費發生,能在特定時間內滿足客戶需求的特定產品或服務來表達時才能體現。因此唯有以最終顧客的觀點確認價值。

  (二)Identify the Value Stream掌握價值流

  價值流係指用顧客的需求觀點繪製供給方式的產品之旅程,意指從設計到訂單生產,將原材料轉變為成品所有的轉換程序及時間週期,瞭解產品的製造過程中所有經過的步驟,透過瞭解製造步驟,建立出價值溪流圖,檢視整體生產製造步驟,即可分析所有生產活動的價值,並確認每一個步驟是否能滿足顧客需求,在價值流中找到那些是真正產生價值的作用,那些是可以省去的浪費,其中包含資訊流程及生產管理,並用客戶的觀點分析,每一個工序是否必要。

  (三)Flow 暢流

  產品在工廠裡從原料到成品必須經過的製程及所需的時間,讓流程像河流一樣暢流;在暢流中,除改善無附加價值的步驟外,還須注意生產形式的轉變,以單件(少量或小批量)的形式存在於各工站,減少等待使生產流暢;因此暢流的目的是未了讓有價值的步驟都能順暢有效率地進行,使保留下來的可以創造價值的各個步驟流動起來,徹底消除等待,並去除無附加價值的步驟及浪費。推動步驟如下:

  1.將焦點放在實際有產出價值的事物或流程上。

  2.使生產製程成為連續流。

  3.重新思考特定手法及工具應用,消除各種重工、報廢或等待。

  在生產效率極大化的觀念中,把機械運轉率與人員(工時)使用率當成重要指標,但若一味作出顧客不要的東西,那即使最後有產出,也不過是浪費而已。生產系統要真能暢流化,每位工人都必須能作出符合要求的產出,所以生產的成員都必須為多能工。

  (四)Pull建立後拉式

  後拉式生產有別於傳統的推動式生產,後拉式生產是按照顧客的方式、時間、地點及需求投入產出;換言之,從市場需求出發,由市場需求資訊拉動產品裝配,再由產品裝配拉動零組件加工。每一道製程、每個生產線都向前一道製程、上游生產線提出要求,發出工作指令,上游製程、生產線完全按這些指令進行生產。特點是物流和資訊流是結合在一起的;如圖二所示。也表示說有需要的才做,然後做得又快又好。相較於傳統推動式生產則是由第一道工序至最後一道工序推進。由於後拉式生產企業的服務與顧客直接對應,可消除過早、過量的投入,減少庫存和現場在製品,最重要的是可依據顧客實際的需要進行設計,按照顧客實際的需求進行生產。

圖二:後接式生產

  (五)Perfection 追求完美

  透過管理,向完善 (Perfection)的境界邁進;在完成單項改善後,精實的過程應再回到「定義價值」重新開始,反復地運用價值流分析方法找出隱藏於更深處的浪費,並做進一步的改進。因此良性回圈PDCA就是一追求盡善盡美的過程,所以改善沒有止境,一旦我們改善了某些事,其它需要改善的部份,就會接著重新檢視,所有活動沿著價值流創造價值,識別浪費,採取行動,徹底消除浪費。就如TOC限制理論中所說,任何系統至少存在著一個限制因素,即為瓶頸,因此要提高一個系統的產出,必須要破除系統的瓶頸,消除最弱的一環後,會有其他的瓶頸產生,再次進行克服,才可以持續不斷的追求完美,來顯著地提高系統的產出。

  為了提升製造現場的效率與效能,首要之務就是消除工作現場的各種浪費,有些是顯而易見的有型狀態,有些卻是隱蔽潛藏的無形狀態,因此徹底做好「排除無謂浪費、提升附加價值」,是為精實生產展現績效的重要工作。製造現場最為常見的浪費可歸納為七種類型,稱為「現場七大浪費」,包括:(1)等待的浪費;(2)搬運的浪費;(3)不良品的浪費;(4)動作的浪費;(5)加工的浪費;(6)庫存的浪費;(7)製造過多(早)的浪費,茲分別敘述於下表一所示:

表一:七大浪費說明

七大浪費

說明

(1)等待的浪費

進行加工時,因於機器發生故障不能正常作業,或因缺少用料或零部件,因而造成停工;或是機械自動地加工,加工者只站立在機械的旁邊等待所生產的浪費;或因前一工程的零件尚未運達或欠缺等因素,而無法加工作業的等待浪費,另外一種是管理者在生產過程中作決策時等待資訊所浪費的時間等等,皆屬於等待的浪費。

(2)搬運的浪費

除了基於平準化生產所必需的搬運外,其他的搬運動作都是一種浪費;也就是不必要的搬運距離,或是暫時性的放置場,堆積更換及移動等的原因所產生的浪費。像是上下樓、不同倉庫或產線間移動、重複了好幾次的加工來回搬運、長距離或運輸次數過多等都是浪費。

(3)不良品的浪費

不良品是不能創造產品價值的浪費,未達品質標準之製品,會成為次級品或廢棄物,如可進行返修,其所需工時數,以及生產這些不合格產品所消耗的材物料、能源方面都是浪費;若不良品報廢時,更造成材料、人工等各種浪費,甚至增加處理報廢品的善後費用,因此杜絕此浪費的產生就是第一次要作好、做對,前工程絕不把不良品流到後工程,徹底避免不良品的浪費。

(4)動作的浪費

無法對產品產生附加價值的動作、不合理操作,或效率不高的操作姿勢和動作;或是過度追求工藝考究、機器設備佈置不良、沒有進行教育訓練。此類型的浪費可能產生作業無法平準化、增加人員與工時數等問題。

(5)加工的浪費

所謂加工本身的浪費,也就是指工程進度工序和產品需求規格、品質沒有任何關係的加工、操作即為浪費;例如在欠缺夾具的導針時,工作者就必須用手按緊夾具來作業,除了會造成物品的加工不順利外,更增加了工作時間的浪費。

(6)庫存的浪費

必要的庫存係製造業的傳統觀念與作法,為了避免可能造成生產停滯,庫存視為理所當然;但在精實管理中,庫存是生產問題的根源。因為原材料、零部件、各工序的半成品過多等留存於倉庫或現場,此些為停滯之金流、積壓庫存管理費產生等等,都造成增加人員設備及許多額外提高成本。

降低存貨幾個要點:

(1) 處理廢料、整理、整頓、整潔(5S)

(2) 不要生產下一製程不要的產品(生產線平衡)

(3) 不要採購大批量的物料(不要為了節省數量折扣)

(4) 以小批量方式生產(降低大量生產產生之庫存)

(7)製造過多(早)的浪費

生產排程未完善或是製造過剩係包括製造太早或太多,工作進度過快所造成的浪費,最容易被忽視,本來是在等待工的,但卻繼續把下面的工作做好,使得等待工作的問題被隱藏不見了,造成生產線的後面堆積許多庫存,更造成了上述庫存的浪費問題。另外,由於人員太多而造成產業增加大於市場需求,更會造成多付薪資、材料費、成品利息負擔及倉儲增加等問題。

三、何謂精實生產線

  談到工廠的生產模式,印象中呈現的可能是長長的流水線,密集的作業人員;在傳統大量生產組裝線,確實如此,強調的是標準化大規模生產,採用專職分工方式,生產線上的作業人員只做同一單純的動作以大量生產,達到降低成本、快速生產的目的。

  然而,隨著市場需求少量多樣化的潮流興起,過去生產者不考慮顧客實際需求的大量生產方式,將產品向顧客「推去」(push)的模式,已無法符合市場需求,平白造成大量的浪費(產品並非顧客想要的,因而造成庫存),取而代之的是依顧客實際需求再生產的「拉動」(pull)模式,為了因應此需求,精實生產中的單元式生產是一種對應於多品種、小批量的買方市場的新型生產方式,強調的是比傳統生產線更強的速度和彈性。

  你能想像同樣的生產流程,卻只要1/10甚至更少的人力嗎?流程沒有改變,為什麼要縮減人力,如何做到?這就是接下來要談到的單元式生產方式。

  Cell Production生產即單元生產,Cell英文為「細胞」。細胞的特性就是它其實就是一個包含各種簡單機能的單獨的個體。所以Cell式生產就是採用小的生產線生產,這些生產線具備與大而長的生產線同樣的流程,但工序較少(所以每個工序的內容相對較多),它由一些簡單、小型、便宜的設備、工具組成,但具有同樣的主要功能。

  單元生產方式的基本目的就是消除浪費,舉例來說如下圖三所示:

圖三:傳統流水線和單元生產比較

  同一組裝品要完成,若以傳統流水線要8人完成,作業時間如上圖三所示,在總作業時間不變的情況下,導入單元式生產,二人完成,以同樣的人力,在1.94小時,就可完成1K的產品,相較於傳統的2.22小時,效率提升12.6%;若此生產模式要經常換線,一換線就要10分鐘,一天要換3次,傳統統水線一次換線所浪費等待的時間就要80分鐘(8人,1人10分鐘=8*10=80),一天就要240分鐘的人工等待浪費,而相較於單元成式生,一次換線僅只要20分鐘(2人,1人10分鐘=2*10=20),可消除比傳統流水線的等待浪費達75%。

  因此要如何導入單元式生產,於下一篇文章中:如何以精實生產的精髓導入單元式生產Cell Production-組裝生產線為例(下),來告訴各位讀者。

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