教案(26) 授课日期2006年月日 课题 准时制生产 课时 掌握生产同步化和弹性作业人数的实现方法。 教学 目标 教学 生产同步化和弹性作业人数的实现方法。 重点 教学 难点 生产同步化和弹性作业人数的实现方法。 课型 讲授 授课时数 2 更新、补充 删减内容 使用 教具 课外 作业 课后 体会
教 案 （26） 授课日期 2006 年 月 日 课题 准时制生产 课时 教学 目标 掌握生产同步化和弹性作业人数的实现方法。 教学 重点 生产同步化和弹性作业人数的实现方法。 教学 难点 生产同步化和弹性作业人数的实现方法。 课型 讲 授 授课时数 2 更新、补充 删减内容 使用 教具 课外 作业 课后 体会
复习:JT生产方式中生产计划的特点、生产计划的制定程序、投产顺序计 划的制定方法;看板系统的特点和使用方法 、生产同步化 JT生产方式的核心思想之一,就是要尽量使工序间在制品的库存接近于 零。因此,前工序的加工一结束。就应该能够立即转到下一工序中去。也就 是说,生产同步化是实现JT生产的一个基本原则。它与历来的各个作业工 序之间相互独立,各工序的作业人员在加工出来的产品积累到一定数量以后 次运送到下工序的做法完全不同,是使装配和机加工的生产几乎同步进 行,使产品实行单件生产、单件流动的一种方法。为了实现这一点,JT生 产方式在设备布置和作业人员的配置上采取了一种全新的方法 1)设备布置 机械工厂通常的设备布置方法,是采用机群式布置,即把同一类型的机 床设备布置在一起,如按车床组、铣床组等分区进行布置。在这种布置方式 下,工序与工序之间没有什么联结,各个工位所加工出来的产品堆积在机床 旁,容易产生生产过剩现象,并且使工序间的生产联系和管理工作复杂化 此外,从JT生产的角度来看,后工序所需要的产品在前工序其它产品的批 量加工尚未结束之前就不可能开始,必定造成等待,以至使生产周期拉长 所以,在JT生产方式下,设备不是按机床类型来布置,而是根据加工工件 的工序顺序来布置,即形成相互衔接的生产线。 采取这种设备布置时很重要的一点是注意工序间的平衡,否则同样会出 现某些工序在制品堆积、某些工序等待的问题。这些问题可以通过开发小型 简易设备、缩短作业更换时间、使集中工序分散化等方法来解决 从作业人员的角度来考虑的话,由于实行一人多机、多工序操作,布置 设备时还应该考虑到使作业人员的步行时间合理。此外,还应注意场地利用 的合理性 2)缩短作业更换时间 生产同步化的理想状态使工件在各工序间一件一件生产、一件一件往下 工序传递,直至总装配线,即单件生产单件运送。这在装配线以及机加工工 序是比较容易实现的,但在铸造、锻造、冲压等工序,就不得不以批量进行
1 复习：JIT 生产方式中生产计划的特点、生产计划的制定程序、投产顺序计 划的制定方法；看板系统的特点和使用方法。 三、生产同步化 JIT 生产方式的核心思想之一，就是要尽量使工序间在制品的库存接近于 零。因此，前工序的加工一结束。就应该能够立即转到下一工序中去。也就 是说，生产同步化是实现 JIT 生产的一个基本原则。它与历来的各个作业工 序之间相互独立，各工序的作业人员在加工出来的产品积累到一定数量以后 一次运送到下工序的做法完全不同，是使装配和机加工的生产几乎同步进 行，使产品实行单件生产、单件流动的一种方法。为了实现这一点，JIT 生 产方式在设备布置和作业人员的配置上采取了一种全新的方法。 1）设备布置 机械工厂通常的设备布置方法，是采用机群式布置，即把同一类型的机 床设备布置在一起，如按车床组、铣床组等分区进行布置。在这种布置方式 下，工序与工序之间没有什么联结，各个工位所加工出来的产品堆积在机床 旁，容易产生生产过剩现象，并且使工序间的生产联系和管理工作复杂化。 此外，从 JIT 生产的角度来看，后工序所需要的产品在前工序其它产品的批 量加工尚未结束之前就不可能开始，必定造成等待，以至使生产周期拉长。 所以，在 JIT 生产方式下，设备不是按机床类型来布置，而是根据加工工件 的工序顺序来布置，即形成相互衔接的生产线。 采取这种设备布置时很重要的一点是注意工序间的平衡，否则同样会出 现某些工序在制品堆积、某些工序等待的问题。这些问题可以通过开发小型 简易设备、缩短作业更换时间、使集中工序分散化等方法来解决。 从作业人员的角度来考虑的话，由于实行一人多机、多工序操作，布置 设备时还应该考虑到使作业人员的步行时间合理。此外，还应注意场地利用 的合理性。 2）缩短作业更换时间 生产同步化的理想状态使工件在各工序间一件一件生产、一件一件往下 工序传递，直至总装配线，即单件生产单件运送。这在装配线以及机加工工 序是比较容易实现的，但在铸造、锻造、冲压等工序，就不得不以批量进行
为了实现全部生产过程的JIT化,需要根据这些工序的特点,使批量尽量缩 小。但这样一来,作业更换就会变得很频繁。因此,在这些工序中,作业更 换时间的缩短就成了实现生产同步化的关键问题 作业更换时间由三个部分组成: 1、内部时间-必须停机才能进行的作业更换时间 2、外部时间-即使不停机也可进行的作业更换时间,如模具、工夹具的准 备、整理时间 3、调整时间-作业更换完毕后为保证质量所进行的调整、检查等所需的时 间 作业更换时间的缩短可以主要依靠改善作业方法、改善工夹具、提高作业人 员的作业更换速度以及开发小型、简易设备等方法。有以下具体做法可供参 考:模具、工夹具的准备工作预先全部完成,在内部时间内,只集中进行只 有停机时才能进行的工作;把需要使用的工具和材料按照使用顺序预先准备 妥当,使更换作业简单化;制定标准的作业更换表,按照标准的作业更换方 法反复训练作业人员,以逐步加快作业速度,等等。在丰田汽车公司,仅通 过这样的方法,在过去的几十年间把作业更换时间缩短到了原来的十分之 到十五分之一左右。 作业更换时间的缩短所带来的生产批量的缩小,不仅可以使工序间的在制品 库存量减少,使生产周期缩短,而且对降低资金占用率,节省保管空间,降 低成本,减少次品都有很大的作用。如上所述,达到这样的目的并不一定必 须引进最先进的高性能设备或花费其它大量的资金,而只要在作业现场动脑 筋想办法,下功夫即可实现。而且,这些具体做法也并不是JT生产方式的 首创,而是历来的生产管理学早就总结过的一些方法。所以,要使生产线具 有能够实现JT生产的高度柔性,并不一定主要取决于类似于FMS那样的 高性能设备,而首先应致力于作业水平的改善。这也是JT生产方式的重要 基本思想之 3)生产节拍的制定 同步化生产中的另一个重要概念是生产节拍( tact time)。所谓生产节拍, 是指生产一个产品所需要的时间,即这里一天的所需生产数量是根据生产计 划决定的,而生产计划是基于市场预测和订货情况而制定出来的,所以每天
2 为了实现全部生产过程的 JIT 化，需要根据这些工序的特点，使批量尽量缩 小。但这样一来，作业更换就会变得很频繁。因此，在这些工序中，作业更 换时间的缩短就成了实现生产同步化的关键问题。 作业更换时间由三个部分组成： 1、 内部时间--必须停机才能进行的作业更换时间； 2、 外部时间--即使不停机也可进行的作业更换时间，如模具、工夹具的准 备、整理时间； 3、 调整时间--作业更换完毕后为保证质量所进行的调整、检查等所需的时 间。 作业更换时间的缩短可以主要依靠改善作业方法、改善工夹具、提高作业人 员的作业更换速度以及开发小型、简易设备等方法。有以下具体做法可供参 考：模具、工夹具的准备工作预先全部完成，在内部时间内，只集中进行只 有停机时才能进行的工作；把需要使用的工具和材料按照使用顺序预先准备 妥当，使更换作业简单化；制定标准的作业更换表，按照标准的作业更换方 法反复训练作业人员，以逐步加快作业速度，等等。在丰田汽车公司，仅通 过这样的方法，在过去的几十年间把作业更换时间缩短到了原来的十分之一 到十五分之一左右。 作业更换时间的缩短所带来的生产批量的缩小，不仅可以使工序间的在制品 库存量减少，使生产周期缩短，而且对降低资金占用率，节省保管空间，降 低成本，减少次品都有很大的作用。如上所述，达到这样的目的并不一定必 须引进最先进的高性能设备或花费其它大量的资金，而只要在作业现场动脑 筋想办法，下功夫即可实现。而且，这些具体做法也并不是 JIT 生产方式的 首创，而是历来的生产管理学早就总结过的一些方法。所以，要使生产线具 有能够实现 JIT 生产的高度柔性，并不一定主要取决于类似于 FMS 那样的 高性能设备，而首先应致力于作业水平的改善。这也是 JIT 生产方式的重要 基本思想之一。 3）生产节拍的制定 同步化生产中的另一个重要概念是生产节拍（tact time）。所谓生产节拍， 是指生产一个产品所需要的时间，即这里一天的所需生产数量是根据生产计 划决定的，而生产计划是基于市场预测和订货情况而制定出来的，所以每天
的生产数量不是一定的,而是变动的。以往在生产管理中有一种观念,即由 于机器设备的造价越高,成本折旧费用也越高,所以为了避免损失,应尽量 使设备的开工率接近100%,即想方设法使生产量去适应生产能力。而在JIT 生产方式中,则认为如果为了提高机器利用率而生产现在并不需要的产品的 话,这些过剩产品所带来的损失更大。所以,重要的是“只生产必要的产品”, 而决不能因为有高速设备和为了提高设备利用率就生产现在并不需要的产 品。归根结底,机器设备的利用率应以必要的生产量为基准,即恰恰与上述 的传统观念相反,应使生产能力适应生产量的要求。为此,生产节拍不是固 定不变的,而总是随着生产量的变化而变化的。在装配流水线上,生产节拍 是与传送带的速度相一致的,所以可以很容易地随着生产量的改变而改变。 在机械加工工序,则主要通过作业人员所看管的设备台数或操作的工序数来 改变生产节拍。一般来说,由于设备能力、作业人数及作业能力的限制,生 产节拍的变动范围在±(10%~20%),而且需要从生产能力的弹性以及有效 利用两方面来适应这种变动。这种变动的控制,通过“看板”就可以实现 四、弹性作业人数的实现方法 JIT生产方式中实行弹性作业人数的思路和方法也是很值得一提的。在 历来的生产系统中通常实行“定员制”,相对于某一设备群,即使生产量减少 了,也必须有相同的作业人员才能使这些设备全部运转,进行生产。但在市 场需求变化多、变化快的今天,生产量的变化是很频繁的,人工费用也越来 越高。因此,在劳动集约型的产业,通过削减人员来提高生产率、降低成本 是一个重要的课题。JT生产方式就是基于这样的基本思想打破历来的“定员 制”观念,创出了一种全新的“少人化”技术,来实现随生产量而变化的弹性 作业人数。 少人化技术作为降低成本的手段之一,具有两个意义:一是按照每月生产量 的变动弹性增减各生产线以及作业工序的作业人数,保持合理的作业人数, 从而通过排除多余人员来实现成本降低。后者也可称为“省人化”。 这里有两个观念很重要。一个是关于人工与人数的观念。在人工的计算上 有0.1,0.5这样的算法,但实际上,即使是0.1个人工的工作,也需要1个 人,而不可能是0.1个人来做。因此,即使工作量从1个人工减少到了0.1 个人工,其结果也带不来所需人数的减少,达不到降低人工费用的目的。所 以,只有将“人数”而不是“人工”降低下来,才有可能降低成本。另一个是关 于作业改善与设备改善的观念。少人化需要通过不断地改善来实现,首先应 该考虑的是彻底进行作业改善,下一步才应该是设备改善。如果为了节省人 工,从一开始就致力于购买自动化设备或进行设备改善的话,其结果将不仅
3 的生产数量不是一定的，而是变动的。以往在生产管理中有一种观念，即由 于机器设备的造价越高，成本折旧费用也越高，所以为了避免损失，应尽量 使设备的开工率接近 100%，即想方设法使生产量去适应生产能力。而在 JIT 生产方式中，则认为如果为了提高机器利用率而生产现在并不需要的产品的 话，这些过剩产品所带来的损失更大。所以，重要的是“只生产必要的产品”， 而决不能因为有高速设备和为了提高设备利用率就生产现在并不需要的产 品。归根结底，机器设备的利用率应以必要的生产量为基准，即恰恰与上述 的传统观念相反，应使生产能力适应生产量的要求。为此，生产节拍不是固 定不变的，而总是随着生产量的变化而变化的。在装配流水线上，生产节拍 是与传送带的速度相一致的，所以可以很容易地随着生产量的改变而改变。 在机械加工工序，则主要通过作业人员所看管的设备台数或操作的工序数来 改变生产节拍。一般来说，由于设备能力、作业人数及作业能力的限制，生 产节拍的变动范围在±（10%～20%），而且需要从生产能力的弹性以及有效 利用两方面来适应这种变动。这种变动的控制，通过“看板”就可以实现。 四、弹性作业人数的实现方法 JIT 生产方式中实行弹性作业人数的思路和方法也是很值得一提的。在 历来的生产系统中通常实行“定员制”，相对于某一设备群，即使生产量减少 了，也必须有相同的作业人员才能使这些设备全部运转，进行生产。但在市 场需求变化多、变化快的今天，生产量的变化是很频繁的，人工费用也越来 越高。因此，在劳动集约型的产业，通过削减人员来提高生产率、降低成本 是一个重要的课题。JIT 生产方式就是基于这样的基本思想打破历来的“定员 制”观念，创出了一种全新的“少人化”技术，来实现随生产量而变化的弹性 作业人数。 少人化技术作为降低成本的手段之一，具有两个意义：一是按照每月生产量 的变动弹性增减各生产线以及作业工序的作业人数，保持合理的作业人数， 从而通过排除多余人员来实现成本降低。后者也可称为“省人化”。 这里有两个观念很重要。一个是关于人工与人数的观念。在人工的计算上， 有 0.1，0.5 这样的算法，但实际上，即使是 0.1 个人工的工作，也需要 1 个 人，而不可能是 0.1 个人来做。因此，即使工作量从 1 个人工减少到了 0.1 个人工，其结果也带不来所需人数的减少，达不到降低人工费用的目的。所 以，只有将“人数”而不是“人工”降低下来，才有可能降低成本。另一个是关 于作业改善与设备改善的观念。少人化需要通过不断地改善来实现，首先应 该考虑的是彻底进行作业改善，下一步才应该是设备改善。如果为了节省人 工，从一开始就致力于购买自动化设备或进行设备改善的话，其结果将不仅
不会带来成本的降低,反而会由此增加成本或招致生产资金的无效使用 1)实现少人化的前提 少人化是通过对人力资源的调整或重新安排来提高生产率。当生产量增加 时,当然也要增加作业人员,但具有更重要意义的,是在生产量减少时能够 将作业人数减少。例如假定某条生产线有5名工作人员,进行一定量的工作 如果这条生产线的生产量减为80%时,那么作业人数应相应地减为4人 (=5×0.8):若生产量减到20%,作业人数应减少到1人。另一方面,即使 生产量没有变化,如通过改善作业能减少作业人员的话,就能够提高劳动生 产率,从而达到降低成本的目的 为了实现这样意义上的少人化,需要以下三个前提条件 (1)要有适当的设备布置 (2)要有训练有素、具有多种技艺的作业人员,即“多面手” (3)要经常审核和定期修改标准作业组合 上述的设备布置是指联合U型布置,这种布置中,每个作业人员的工作 范围可以简单地扩大或缩小,但前提是必须有多面手的存在 培养多面手的方法很多,“职务定期轮换”( job rotation)是其中的方法之 一。标准作业组合的改变可以通过不断改善作业方法和设备来进行。这种改 善活动的目的在于,即使生产量不变或增加,也要尽可能使作业人数保持最 这3个前提条件之间的相互关系,可以表示为下面的图1
4 不会带来成本的降低，反而会由此增加成本或招致生产资金的无效使用。 1）实现少人化的前提 少人化是通过对人力资源的调整或重新安排来提高生产率。当生产量增加 时，当然也要增加作业人员，但具有更重要意义的，是在生产量减少时能够 将作业人数减少。例如假定某条生产线有 5 名工作人员，进行一定量的工作。 如果这条生产线的生产量减为 80%时，那么作业人数应相应地减为 4 人 （=5×0.8）；若生产量减到 20%，作业人数应减少到 1 人。另一方面，即使 生产量没有变化，如通过改善作业能减少作业人员的话，就能够提高劳动生 产率，从而达到降低成本的目的。 为了实现这样意义上的少人化，需要以下三个前提条件： （1） 要有适当的设备布置； （2） 要有训练有素、具有多种技艺的作业人员，即“多面手”； （3） 要经常审核和定期修改标准作业组合。 上述的设备布置是指联合 U 型布置，这种布置中，每个作业人员的工作 范围可以简单地扩大或缩小，但前提是必须有多面手的存在。 培养多面手的方法很多，“职务定期轮换”（job rotation）是其中的方法之 一。标准作业组合的改变可以通过不断改善作业方法和设备来进行。这种改 善活动的目的在于，即使生产量不变或增加，也要尽可能使作业人数保持最 少。 这 3 个 前提 条件 之 间的 相互 关 系， 可以 表 示为 下面 的 图 1
长准生产星变化谢境选) 或缩小作业人 使各工序 人数减少 联合U型 多功能化 改定标准作业组合 服务 工序改善 作业改善 设备改善 图1实现少人化的前提条件 2)设备的联合U型布置 U型布置的模型如下图2所 入口一机器仁} 图2U型布置 如上图示,U型布置的本质在于生产线的入口和出口在同一个位置,灵活增 减作业现场的作业人员主要靠此实现 JT生产方式的基本思想之一,即按后工序领取的数量进行生产的基本思 想,也可以通过这种设备布置得到实现。因为在这种布置中,当一个加工完 了的产品从出口出来时,一个单位的原材料也被从入口投入了,两方的作业 是由同一作业人员按同一生产节拍进行的,既实现了生产线的平衡,也使生 产线内待加工产品数保持了恒定。而且,通过明确规定各工序可持有的标准 待加工产品数,即使出现了不平衡现象,也能很快发现,有利于对各工序进
5 2）设备的联合 U 型布置 U 型 布 置 的 模 型 如 下 图 2 所 示 。 如上图示，U 型布置的本质在于生产线的入口和出口在同一个位置，灵活增 减作业现场的作业人员主要靠此实现。 JIT 生产方式的基本思想之一，即按后工序领取的数量进行生产的基本思 想，也可以通过这种设备布置得到实现。因为在这种布置中，当一个加工完 了的产品从出口出来时，一个单位的原材料也被从入口投入了，两方的作业 是由同一作业人员按同一生产节拍进行的，既实现了生产线的平衡，也使生 产线内待加工产品数保持了恒定。而且，通过明确规定各工序可持有的标准 待加工产品数，即使出现了不平衡现象，也能很快发现，有利于对各工序进
行改善 在利用U型布置增减作业人员时,遇到的最主要的问题是,在按照生产 量重新分配各作业人员的工作时,如何处理节省出来的非整数工时。例如, 即使可能减少半个人的工时,因实际上不可能抽调1人,所以在某个工序就 会产生等待时间或生产过剩。这种问题在生产增加的情况下也同样会发生 解决这个问题的方法是把几条U型生产线作为一条统一的生产线联接起来, 使原先各条生产线的非整数工时互相吸收或化整为零,以实现以整数形式增 减作业人员。这就是所谓的联合U型布置 3)职务定期轮换 从作业人员的角度来说,实现少人化意味着生产节拍、作业内容、范围、 作业组合以及作业顺序等的变更。为了使作业人员能够适应这样的变更,必 须根据可能变更的工作内容使他们接受教育和训练,最理想的是使全体作业 人员都成为对各个工序都熟悉的多面手。这样的作业人员职务的扩大也被称 为“作业人员多能化”。这种多能化主要是通过职务定期轮换来实现的。 总结:生产同步化和弹性作业人数的实现方法
6 行改善。 在利用 U 型布置增减作业人员时，遇到的最主要的问题是，在按照生产 量重新分配各作业人员的工作时，如何处理节省出来的非整数工时。例如， 即使可能减少半个人的工时，因实际上不可能抽调 1 人，所以在某个工序就 会产生等待时间或生产过剩。这种问题在生产增加的情况下也同样会发生。 解决这个问题的方法是把几条U型生产线作为一条统一的生产线联接起来， 使原先各条生产线的非整数工时互相吸收或化整为零，以实现以整数形式增 减作业人员。这就是所谓的联合 U 型布置。 3）职务定期轮换 从作业人员的角度来说，实现少人化意味着生产节拍、作业内容、范围、 作业组合以及作业顺序等的变更。为了使作业人员能够适应这样的变更，必 须根据可能变更的工作内容使他们接受教育和训练，最理想的是使全体作业 人员都成为对各个工序都熟悉的多面手。这样的作业人员职务的扩大也被称 为“作业人员多能化”。这种多能化主要是通过职务定期轮换来实现的。 总结：生产同步化和弹性作业人数的实现方法