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Service 精益生产

解析堂

日期: 2017-11-20
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柔性制造系统和精益生产的区别是什么?


首先说“柔性制造”和“精益生产”的关系。精益生产不等于丰田式生产,它是美国的研究者基于丰田公司这个具体的案例抽离出来的一个生产管理系统,并加上了研究者自身的理解,并藉由精益三部曲这样的书籍世界周知。如果丰田式生产的信息量是100,那么最早的精益生产的信息量大约是30,这是信息抽象带来的损失,如果你看《改变世界的机器》,主要讨论的是“适时生产”,丝毫没有介绍“自働化”,倒是有几处提到机械的自动化,但是和“自働化”是两个概念。事实上,从美国人的语境,他们是将“精益生产”放在和MRP一样的程度来研究,作为一种新的生产组织方式。


当然,现在精益生产一直处在不断被补充完善的过程,很多丰田式生产最初没有被介绍的东西也不断被加入进来,但是依旧不能说精益生产等同于丰田式生产。


柔性生产是一个比精益生产小得多的概念,可以说是精益生产的组成部分,肯定是丰田式生产的重要组成部分。如果不用大量的文字介绍精益生产或是丰田式生产,零基础的读者会完全不知道这是什么概念,那么“柔性生产”本身,至少可以做到望文生义,光凭名字就对这个概念有一定的认识。


我查了一下百科,“柔性生产,是指主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种、小批量的生产方式。”


我感受到知识被商业侵占的痕迹,这个解释既不专业,也不客观。柔性生产是指的高度适应市场需求变化的生产模式,无论使用任何手段。我都怀疑百科是“计算机数控机床”利益相关撰写的。我举一个例子,丰田公司当年因为购买的冲压设备的产能太大,并不适应市场,于是某些零件的制造使用千斤顶,而不是冲压机来加工,这也是柔性生产。因为市场需求仅仅用千斤顶慢慢的压制就可以满足,所以我们可以看出,快速的提升产能和下降产能,以适应市场需求,这就是柔性的生产,而不一定是什么“计算机数控机床”,何况那些人工作业的企业?


还有一种“伪柔性生产”,就是为自己企业预备富余的产能,随时可以应对大订单,但是订单小的时候存在大量闲置产能,效果和柔性生产一样,成本高很多。


我们要区别一个概念,就是生产系统的柔性和生产设备的柔性。设备的柔性是指它可以生产的产品的种类,种类越多,设备柔性越大。但是生产系统的柔性则不仅仅是看品种,还有产量的柔性。所谓柔性的生产设备,我认为这个柔性有些蹭热度的嫌疑,设备无非是“专机”或是“通用机”,所谓的柔性设备,不过就是通用机。


单台设备是不存在“产量柔性”的,比如一台设备,它的生产速度可调,在100-1000件/小时。那么生产管理看它的产能就是1000件,为了适应试产需求,将设备调到100件/小时属于产能的损耗,这一点可以看设备OEE计算的原则。


还有一点就是柔性生产的适用范围在整个制造业领域也是很窄的,你是为了适应市场频繁的变化而需要柔性。对于市场并没有柔性要求的行业,柔性可用性并不高。


比如,你一家石油化工企业,产品种类不多,连续生产,存在什么柔性需求?(类似的企业很多)


比如,你一家造船厂,一年2艘船的订单就够活了,又存在什么柔性需求?(类似的企业也很多,它可能需要柔性的生产设备,但不需要柔性的生产管理系统)


柔性生产适用的领域,一般是“多品种少数量”或是“多品种多数量”的生产企业,或者说,品种和数量的变化很快的工业企业。还有一类就是尽管品种数量变化不快,但是企业明显存在淡旺季的企业。


最后小结一下区别:

精益生产系统,是一种“在客户要求的时间只生产客户需要数量的客户需要品种的产品”的生产管理体系,它着眼于生产成本的最低化,也就是消除各类的浪费。其中包括因为市场的波动带来的生产品种切换的浪费,产能不足的浪费和产能过剩的浪费。而“品种切换的浪费,产能不足的浪费和产能过剩的浪费”都是因为刚性制造引起的,因此,柔性制造成为减少这些浪费的精益生产工具。


柔性制造的目标,首先是致力于品种切换成本为零的目标,尽可能减少这部分浪费;然后就是可以调整的产能,使之和市场需求产能一致。


在设备方面:和福特时代生产提倡高速专用机器不同,柔性生产更需要通用设备,即使速度低一些,也要做到方便在不同产品间自由方便的切换。车间的布置、硬件设施和设备的摆放要易于设备的移动,以方便新产线的建立。


在人员方面:尽可能多的训练可以操作各类岗位的多能工;企业自身有较为完善的培训体系,以保证在产能急速扩大时新员工的培训质量;基层领导岗位都有足够的储备干部,以方便产能扩大时快速提拔基层干部。


在管理技术方面:快速换模(SMED)或称快速转款(QCO),细胞生产或单元生产等都是可以选择的柔性生产管理技术。


再补充一点:

看了别的答主的回答,至于排产和柔性制造的关系,我不认为排产属于柔性制造的概念。因为,所谓柔性制造的目的是服务生产计划,就是按照生产计划,在物理层面柔性的变化自己,以适应生产计划的需求。所谓柔性,必然发生物理层面的制造体系的变化,说白了,就是设备的变化,产线的变化,人员的变化等,比如昨天公司有2条产线生产A系列,4条生产B系列;今天市场需求变化了,于是公司有3条生产A系列,3条生产B系列。两个不同系列的产线,如果可以一夜之间变化,那么我们可以看做高度柔性。


至于生产计划排产,对昨天是基于“有2条产线生产A系列,4条生产B系列”,对今天则是“有3条生产A系列,3条生产B系列”。不可能对于物理上不存在的生产线进行排产。我认为排产本身并不存在柔性这个概念,算法并不能对现实不存在和未来规划不存在的产能排产。


柔性制造系统做到极致,应该是无论生产计划如何排产,我都可以柔性的变化生产的物理形式以适应你的排产。但是柔性排产?是不是制造系统任何物理变化都不用做,光靠排产就可以做到柔性生产?我不明白想要表达的意思?


于是我查阅了“柔性制造系统”的百科,原来是一个商品名。和生产管理类教科书的柔性生产还是有区别的,我认为这不是柔性生产的本来解释,而是机械加工自动化的一个集成系统。


回到柔性制造系统的本意,这段解释引自百科的“柔性制造”——第一方面是系统适应外部环境变化的能力,可用系统满足新产品要求的程度来衡量;第二方面是系统适应内部变化的能力,可用在有干扰(如机器出现故障)情况下,系统的生产率与无干扰情况下的生产率期望值之比来衡量。“柔性”是相对于“刚性”而言的。(2017年/10/14晚上补充,其实我对粗体字部分还是存疑的,“满足”这个用语并不能体现精益生产或柔性生产的本意,因为只要能力大于需求就是满足,“满足”一词不能消除能力过剩带来的浪费,这不精益啊。)


我认为,精益生产人员所谓的柔性制造和自动化设备销售的柔性制造是两个不同的概念,后者是前者在很窄领域的商品化应用。同时也属于商品名,而不是经典的知识概念。


将一组数控设备串联或并联到一起,通过计算机系统控制其生产,肯定有节省人工,降低成本的意义,但是它不是管理意义上的“柔性生产”。


比如说我的公司引入了一套这样的“柔性制造系统”,无论这个系统包含多少台自动化设备,在运作管理上,我会将这一套设备当作一台设备来管理,这台设备也许会”自动排产“,但是没关系,我会将“自动排产”看作这台设备的加工工序之一,因此,我的生产计划还是要对这台设备按照市场需求进行人工的排产,这台设备只要自动排产的结果不违背我的人工排产的时间和数量的要求,没问题。


这样的系统还有一个问题,那就是一旦系统建成,我很想知道未来因为市场需求变化而改造它的成本,还有改造它的周期。如果改造成本很高,改造周期大于客户的订单提前期,我并不会认为它是一个“柔性制造的系统”。


我并不反对自动化,但是我反对传统知识的商业化解释,片面而不专业。

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晚上再补充一点对柔性和刚性的经验之谈:


事实上,就像不存在绝对的刚性生产,也不可能存在无限制的柔性生产。所谓柔性,其实就是生产系统克服刚性的能力。我做一个比方:


你有一气球,它是体积是柔性的,有多少体积的水进来,它就变化成为对应的体积,但你不可能无限制的吹大这个气球,它会爆炸。


如果和生产系统的刚性进行比较,现在制造业的生产柔性还是很低的,就好像一棵大树左右5度的摇摆那种程度的柔性。毕竟,你不可能让一条电冰箱生产线生产洗衣机,或是让一台注塑机生产五金件。一般而言,在某个产品类别下的某个系列的产品可以做到自由切换,或是从这个系列到另一个系列可以低成本短时间的切换,都可以看做有很好的柔性了。


需要指出的,生产的刚性也不是一无是处,刚性意味着高度标准化。在精密制造领域,比如制造高精度的五金件,为了保证整批产品的尺寸精度的一致,即使有同类的加工设备,生产者也不会使用,他们更愿意自始自终用相同的设备完成这批产品,即使数量巨大。很重要的原因是,整批都用一台设备,可以最大的保证尺寸一致而不那么散布。


基于这样的原因,仅仅从品质角度考虑,一个高速的专用设备要好过两台低速的通用设备,尽管它们的产能一样,但是毕竟一种产品被两台设备生产,用放大镜来看,就是两个数据。


所以,一个工厂该不该搞柔性生产?在哪些生产车间搞柔性生产?搞什么程度的柔性生产?还是要根据自己产品的离散程度,品种数量,精度要求,客户强势程度等因素综合考虑。


没有最好,只有最合适,请诸位永远记住这句话。


宋伯阳

题主问的是个好问题,我也期待有前辈能总结一下这个问题.


这里只抛砖引玉以自己表层的认识回答一下这个问题,也许过段时间会回来总结更新一下


其实这两个词不是很好直接对比,因为他们可能不是同一层面的意识。柔性制造是指制造系统,精益制造是方法论。但是这个问题肯定会经常被很多工程师问起,还是有很有价值去解读一下的。不同层面的东西拿来对比容易有概念偏移,如果你们发现了请务必指出。


我想换一下这个问题的构成,变成:


“精益生产的经验怎么应用到柔性制造系统中去,能带来什么运营管理上的优势?”


现在的精益LEAN是更像门制造行业的哲学,主要由二战后工业发展中的很多实践经验总结的'最优'方法和抽象化的概念组合而成(House of Lean)。柔性制造系统是概念也可以是实体,这个概念要说和精益完全没有关系也是不可能。其实柔性制造的提出是50s-60s年代,精益生产成气候也是90s后,只是精益现在实践的多,实践柔性制造系统前提条件太复杂,到现在还没有充分地满足。但当下这个词的印象大部分人还是停留在概念,没有一个非常标准的定义,以至于讨论起来要问清楚什么行业什么产品什么工艺才知道所谓的柔性制造系统具体是什么。


自己总结了一个定义,一个合格地柔性制造系统需要具备以下3点:


1.      能同时共线生产不同型号不同周期的产品(中短周期为主),


2.      硬件能适应快速切换和调整,以适应多种工艺/产品的要求(数控机床或机器人及配套),


3.      软件能动态地根据内外部信息实时调系统产排(采集系统内外信息,实时分析并敏捷调整产排)。


不能实现这三点的,不在我讨论范围。


Lean里面提到的部分概念和工具方法也可以用到柔性制造系统里,基础层面,以及和人有关的层面。 想玩好柔性制造,对lean有良好认知还是蛮有好处的,比如现场管理,物料管理,kanban等等,毕竟lean是制造业最标准的语言。


Lean有很多工具和统计方法是为大规模生产(Mass Production)设计的, 但是关于生产排程方面,柔性制造系统和其他传统线生产(transfer line production)所遇到的问题完全不一样。 我见过好几个lean方面的高手,在柔性制造的产排这个问题前蒙住了,实例。


柔性系统的产排策略就最好不要带入lean的思维,lean的思维经常会把人引导到flow job shop scheduling的问题和解决方法中去,实践证明,这些决策并不是正确的或者适合的。柔性系统更偏向open job shop scheduling的问题,mass production的经验基本不适用于这个问题,有很多待解决的问题,这边也在一步一步研究实验。而且柔性制造要实现动态的产排必须要依靠加载先进算法的中控系统,传统的由人进行的分析方法效率完全无法达到'柔性'的要求。


这个问题有很多可以思考分析和总结的,因为大部分从当下制造系统升级到柔性制造的企业,都会遇到这个问题。 最近准备提前把PhD文论写完所以时间比较紧张,等过段时间去工厂再多请教一下实践者的看法。


首空

昨天下班堵车的路上我就看到了这个问题,本来想答一下,但最后还是没有,因为这个问题真的是太大了。只能简单的说明一下。


柔性生产只是精益生产的一小部分。


精益生产,通常说的这个,英文叫lean


,说的是消除浪费,提高投入产出比,可以跟价值流(VSM)搭上关系,但是跟价值流关注点不一样,要的是解决生产环节中的七大浪费。


柔性生产是相对于大批量生产的,在传统的生产模式中,OEM厂商都喜欢大批量,少批次的生产,并借此减少转产、换模、零部件切换带来的成本上升和生产波动。福特说,我们提供所有的颜色,只要你是黑色。为啥,在福特开始流水线生产汽车的时候,换型得需要停产好几天。然而这种福特模式是不行的。多样化的需求是必须,这样我们就得同时生产黑色、白色、绿色、蓝色的福克斯,嘉年华等等等,一个工厂灵活应对市场变化就是柔性化生产系统。


于是,你在一个大SKU的生产企业中(如我知道的一个安防报警器公司,每个订单数量都是10k


100k计算)或者小SKU企业(鱼群探测仪,一年才几十台,还是标准产品),你可以推行精益生产,但你并不需要推行柔性生产。但是,你推行柔性生产的时候,如果不进行精益生产,就是死路一条。


黑湖老黑

可以说,柔性制造和精益生产,都可以称为一种生产方式。


先来说下柔性制造系统。


柔性制造系统是由统一的信息控制系统、物料储运系统和一组数字控制加工设备组成,能适应加工对象变换的自动化机械制造系统,英文缩写为FMS。


当下,科学技术的发展带动了人类社会对产品的功能与质量的高要求,产品迭代越来越快,产品的复杂程度也随之增大,传统的大批量生产方式受到了挑战。因为,在大批量生产方式中,柔性和生产率是相互矛盾的。众所周知,只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高,才能构成规模经济效益;反之,多品种、小批量生产,设备的专用性低,在加工形式相似的情况下,频繁的调整工夹具,工艺稳定难度增大,生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率,使之在保证产品质量的前提下,缩短产品生产周期,降低产品成本,最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡,柔性自动化系统便应运而生。


它是一种技术复杂、高度自动化的系统,它将微电子学、计算机和系统工程等技术有机地结合起来,理想和圆满地解决了机械制造高自动化与高柔性化之间的矛盾。它具有设备利用率高、生产能力相对稳定、产品质量高、运行灵活和产品应变能力大的优点。


再来说说精益生产。


精益生产(Lean Production),简单来说,就是及时制造,消灭故障,消除一切浪费,向零缺陷、零库存进军。


它是美国麻省理工学院在一项名为“国际汽车计划”的研究项目中提出来的,他们在做了大量的调查和对比后,认为日本丰田汽车公司的生产方式是最适用于现代制造企业的一种生产组织管理方式,称之为精益生产,以针对美国大量生产方式过于臃肿的弊病。


精益生产的核心在于:追求零库存;追求快速反应,即快速应对市场的变化;企业内外环境的和谐统一;人本位主义(充分尊重员工、重视培训、共同协作);库存是“祸根”。


精益生产新动向:柔性制造


今天,企业面临经营环境不断变化的挑战,市场竞争的全球化、顾客和市场需求的多样化和不确定性、产品寿命的缩短、价格竞争的加剧等等都给企业现存的生产方式提出新的、更高的要求。为了在残酷的竞争中生存和发展,企业就必须研究一些低成本并且能够快速反应的制造方法,柔性制造(或柔性生产)就是这些方法的总称。因此,与其说柔性制造是一种生产方式,还不如说是一种全新的制造理念。


柔性制造总的趋势是:生产线越来越短,越来越简,设备投资越来越少;中间库存越来越少,场地利用率越来越高;生产周期越来越短,交货速度越来越快;各类损耗越来越少,效率越来越高。可见,实现柔性制造可以大大降低生产成本,强化企业的竞争力。


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说明:转载请注明“精益”

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