单元生产

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单元生产(cell production)

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单元生产概述

  单元生产是精益生产的一个模块。它是当代最新、最有效的生产线设置方式之一,为日本以及欧美企业所广泛采用。这种方式使得小批多种生产残酷环境下的生产线几乎比流水线效果还好,因此被誉为“看不见的传送带”。

   要理解单元生产,首先就要理解“一个流”。所谓“一个流”,是指产品在生产时,每个工序只有一个半成品。“一个流”是一个物流概念。很多厂都存在“批量加工”和“批量转移”的现象。批量有大有小,最小的单位就是“一个”了。这种“一个”的物流,就叫“一个流”。单元生产则是一种生产线设置方法。指生产线按照流程布局成一个完整的作业单元,作业员在单元内进行目标为“一个流”的作业。

单元生产的优点

  生产周期短,这就意味着快速交货。单元生产的交货期只有批量方式的五分之一 。产品切换时间短、快速对应“紧急订单” , 沟通方便,反应迅速。“盘点”方便准确、提高物控精度。由于半成品少到人手一个。所以物控人员有福了,数量控制得心应手,比条形码还准确。生产效率高。单元生产的在精益生产发展史上的地位 单元生产是大家对“精益生产”认识不断加深的产物。初期,大家对精益生产的认识停留在“拉动生产”上。认为,为了达到“零库存”的目标,需要认真分析现状,利用现有资源,建立起一套“系统”,使得库存最小。但是实践的结果证明这样做效果不大。于是人们逐渐意识到,单纯建立在“现有条件”下的“运筹”是远远不够的。必须要打破“现有条件”,也就是进行真正的现场改造。单元生产正体现了这一精神。实施过单元生产的企业,无不在布局、人才培养、物料控制上发生极大的改变。因此,单元生产是把精益生产深入到工厂每一个细胞的改善活动,它把精益生产推向了更深的层次。

单元生产的形成及发展

  单元生产方式脱胎于前苏联50年代中期由斯·帕·米特洛凡诺夫提出的成组技术(Group Technology),欧美早在20世纪50年代末期就开始研究,60年代开始应用推行。日本上世纪80年代开始这方面的研究,但当时实际生产中运用的不多,直至日本早川先生创造性地在SONY大范围的成功运用,局面才得以改观。紧随其后, NEC欧姆龙佳龙松下等纷纷导入单元生产方式,来因应多品种、多批次、小批量、短交期、定制化、更新快的市场需求形态,单元生产方式成为日本主流厂商竞相采用的先进生产方式。在我国,1966年大连机床厂,中国纺织公司就开始实施成组制造技术,“十年动乱”期间暂停下来。1977年原“一机部”提出了推广成组技术的十年规划,长春一汽等企业纷纷响应。随着外资厂进驻,我国上世纪九十年代中后期陆续出现了单元生产方式的应用。有人说20世纪是大量生产、大量消费的时代,21世纪则是少量生产、多样化消费的时代。传统的流水线生产方式需要大规模投入,适合大规模生产,而单元生产方式灵活机动,适合多样化生产。国际工程协会曾预言,未来将有70%的企业实行单元生产方式。单元生产方式将成为制造业的主流生产方式之一。

  制造技术和生产方式是工业产品竞争力的基础,生产方式的变革在相当大的程度上决定了一个国家竞争力的建立以及竞争优势在不同国家的转换。19世纪末开始的美国工业革命,大批量生产方式使美国代替英国成为全球制造中心;二战后,精益生产方式使日本只用50年时间就完成了美国到日本的制造业转移。丰田汽车公司2004年财政第一季度的净利润是美国通用福特的总和。积蓄了40多年的日本汽车公司终于用“精益生产方式”打败了底特律,打败了底特律引以为豪的大批量生产方式。目前,中国正面临着第三次全球制造业的大转移。我们有理由更加期待本次世界制造业向中国的转移中也能带来一次生产方式在继承基础上的创新。

  就生产模式而言,人类历史上曾出现过作坊式单件生产,近代泰勒提出劳动分工计件工资制为基础的科学管理方法,从而成为制造工程学的奠基人。美国资本家福特先生依据学习曲线劳动分工标准互换性理论,创造性地建立了大量生产廉价的T型汽车专用流水线,川流不息的传送带,把整个工厂联系在一起,标志着大批量生产方式的诞生。在当时的社会背景下,由于这种生产方式比当时普遍的工匠单件生产具有明显的降低成本、提高生产效率的效果,成功地实现这种模式,就意味着极大地提高企业竞争能力。因为在工业化时代的早期,一个公司可以只生产一种产品,虽然顾客并不真正想要,但还是会买。因此,大批量生产方式迅速成为当时各国纷纷学习的先进模式。它对于整个资本主义世界都产生了巨大影响,并直接改变了普通劳动者的工作和生活,使千千万万的人拥有汽车的梦想成为可能。这一学习过程的完成,标志着人类实现生产方式的第一次转换,即由单件小批量生产方式发展为以标准化、通用化、集中化为主要特征的大批量生产方式,形成了社会化大生产。大批量生产方式推动了工业化进程,为社会产出了巨大的物质财富,促进了市场经济的形成。

  随着信息技术等高科技的发展,生产力被极大地释放出来。人们消费已经告别大一统的大众消费时代而走入个性化、时尚化消费时代。全球经济一体化更加速了这种趋势,生产厂商必须面向不同国家、地区、种族、信仰、文化的不同需求,而这种需求又不断变化着,厂商的竞争对手也不再局限于一城一地,而是在全球这一平台上竞争。如今顾客的需求变得多样化甚至是个性化,并且在特定的时间只需要特定类型的产品。如果您的公司不能有效地满足他们的愿望,他们就会选择您的竞争对手。越来越多的产品种类,越来越高的个性化及性能要求,越来越短的产品市场生命周期和交货期,越来越大的价格和成本压力,都使得传统大批量生产方式无法应对这种无法预测的买方市场的出现,生产导向的经营方式早就被重质不重量,求精不求多的顾客导向所取代。同时大卖场的崛起和伴随的中小批量、低价、个性化定制挑战着传统大规模生产方式。于是人们开始研究和尝试一种新的生产方式——单元制生产方式。单元生产方式是随需而变的生产方式,单元制生产方式综合了单件生产大批量生产的优点,既减少了单件生产的高成本又避免了大量生产的过度刚性。企业单元同企业整体组织结构的自相似性强调自主,目标的自相似性强调自律。企业单元通过自律和自主的统一,达到效率和柔性的统一,较好地适应了多品种、小批量、短交期、准时制的市场需求形态。

  2003年年底,日本最大的财经新闻机构日经BP社发布长篇连载题为“战胜中国制造——日本企业的五张王牌”受到日本和中国制造业的广泛关注。文章援引在日本国内制造业凄风苦雨的大经济环境下,依然取得经营成功的几个例子,反驳了日本制造业对中国制造失去竞争力的断言。这五张王牌分别是:单元生产方式、客户响应、产品开发、专利技术、质量品牌。文章认为日本工厂适应多品种、小批量、短交期的生产能力以及个性化、时尚化、高端化的产品设计是赢得客户,把订单留在日本的直接原因。而实际上却不尽然,因为多品种小批量多批次的产品生产需要多次换模或转拉,而每次改变产品时都必须更换工具、零件、重新填写工序表,这些都需要手工作业。因此改变的次数越多,在人工费低廉的中国就越合算。同时,国外工会势力强大,要工人一个人学几种操作,干几个工种,却不加薪,会受到工会的抵制。而中国作业员多掌握几门技术,被认为是使自身人力资本增值的难得机遇,多能工推行容易受到基层员工的欢迎。同时国外工资高,劳动保障福利水准高,裁员的壁垒和成本极高,甚至如日本这样的国家有着深远的雇佣终身制的文化,减员终会受到习俗和道德的压力。而单元生产要弹性配置人力资源,在中国因工资低,劳动法规不能彻底执行而更易实行。所以推行单元生产方式,中国较日本更有优势,实在是中国制造战胜日本制造的一张王牌。

  2005年2月,国内具有重要影响力的社会综合期刊《南风窗》刊出了一篇题为“令人震惊的‘佳能革命’之文章”,该文介绍了佳能日本厂已经实行的一场令人震惊的生产方式革命,这种新的生产方式就叫单元生产方式,它成就了佳能利润上的巨增和企业对社会的人文关怀。佳能将组装工厂从中国迁回到日本面临着巨大的成本挑战,以2003年为例,中国劳动者的平均月工资为126美元,日本劳动者的平均月工资为3737美元,后者是前者的30倍。从 1998年到2002年,佳能在日本将6.6万英尺的传送带弃而不用,又带来了一定的成本耗费,加上其它方面增加的成本,佳能在日本的生产成本比在中国生产的总成本大大增加。然而,从1998年到2003年,单元生产方式帮助佳能减少了2.7万个劳动力,同时提高了劳动生产效率50%,节约了72万平方米的工厂面积,使得佳能为储存零件和设备租用的仓库数量从37个减少到8个,削减了2.8亿美元的房地产成本.尽管佳能在日本生产的产品价格比中国生产的产品价格要高,但由于质量和性能品种的优势,需求量增长迅速,利润大大增加.2004年7月份,日本佳能宣布,得益于彩色复印机和数码相机的巨大需求,截至 6月30日,一个季度的利润就增长了30%,达到以30亿美元,这将是佳能边续第五年刷新利润纪录,在这样的利润增长中,单元生产方式起到的作用是巨大的.

  传统大批量生产方式将复杂的生产工艺,分解成众多的容易掌握的工序,每个工人只完成一个工序,这样劳动者进入生产过程的进入成本就很低,同时由于劳动技能简单,劳动者同资方的谈判过程中处于弱势地位,劳方工资被压低至较低水平,资方生产的产品相对于劳方消费者购买力过剩了,从而导致典型意义上的资本主义经济危机.所以我个人认为解决这个问题调整生产方式就可以了,没必要调整生产关系.二次大战前,资本主义经济危机频繁而周期性地爆发, 这段时期正好是大批量生产方式攻城掠地在世界各地广泛采用的时候,无差别劳动供给导致低工资水平,并最终导致需求与供给我失衡从而产生经济社会危机和动荡.美国电影《摩登时代》,把在大批量生产方式工作的工人描绘成似机器一般从事着简单枯燥重复、机械的工作,这里的工人不用思考,只需要下意识的工作,工作时间消耗了生命和生活本来的意义,阻碍了人的活力动力潜力的发挥,劳动者在这种生产方式中,被“锻造”成不懂得思考的“零件人”或“局部人”,当有更低工资水平的劳动供给出现时,他们面临着大批失业,并且由于低技能亦无法完成工作的升级转业,我们不能不深深地忧虑,在未来世界市场更为全球化的过程中,我国这些技能极度片面的劳动者如何适应世界市场的变化,如何与那些懂得改善的多能工竞争,这种格局的宏观累加,便是中国经济的整体竞争力问题,更是中国经济发展的“后劲”问题。把问题往深里想,实际上它也关系着未来军事战争的战斗力问题。现代战争的有机构成越来越高,武器的作用越来越大,拥有大量“完整人” 劳动者在操作武器时无疑会发挥比“零件人”更多的威力。我们知道,日本许多企业是战平结合,和平时期生产民品,战争时生产军品,转型非常快。同理,对于由工人转变为军人,多能工无疑会比单能工具有先天的优势。面对日本的“佳能革命”,我们应当如何应对?其实问题提出本身,就明示了处理问题的方向——我们必须迅速地加入生产方式变革的历史潮流中去。

  单元生产方式能把大量“单能工”“局部人”或“零件人”转化为“完整人”,它具有成就人、培养人、创造人的社会意义,为整个社会提供足够多的高质量综合技能劳动者,它把蓝领工人从传统大批量生产方式解放出来,成为自主管理弹性应变的思考者决策者和执行者,由于具备多种技能和高劳动效率,在同资方谈判工资水平时有了更多的砝码,同时高工资在宏观上创造了需求和市场,减缓了经济周期的震荡冲击。

  要达到单元生产的目标就要做到:单件生产(one-piece-flow:一个流)、多段工程、平准化生产、抛弃传输带,建立工作量在各工序容易转移的作业机制,进行入口、出口一致化的U形拉改造;对作业员要求、多能工养成,实行走动式作业;对于作业指导书而言要建立标准操作程序;人力资源上实现人少化制造,单元集体计件工资制;对各工序生产负荷、生产计划安排实行多次小量的平准化;时间上实行各工序段相同生产节拍的同步化;为降低库存,实行快速化制造,为应对多批小量多品种订单要求,应实行快速转换作业。在空间上实行以产品为对象进行分类,使加工、装配该产品的各工序占据一个封闭厂房空间,形成一个生产单元的工序一体化;生产单元具备计划、设计和管理等职能,废除金字塔式的官僚组织结构,采取扁平化管理,降低信息传递的损耗,在组织上实行职能一体化;对设备要求专用化、小型化;开展TPM活动,追求设备零故障。对在制品而言要实现以单件生产为目标的一个流生产

  单元生产是一种比较容易实现的精益生产方式,通过它,公司能以尽可能小的成本来制造出各种各样的满足顾客需求的产品。在单元生产中,设备和工作站被以特定的顺序排列,通过这种排列,材料和零件能够以最小的搬运和延误顺利的通过流程。单元生产是精益生产方式的重要组成部分。

  人力,设备或者是在流程所需的工作站组成了单元生产﹐而他们的排列都是依为满足流程而安排的设备的顺序而定。安排人和设备在同一个单元中有利于公司达到单件流和弹性生产的目的。

  单件流指的一种状态,在这种状态下,产品一次一件的完成整个流程,而速率则是由顾客需求决定的。单件流作业有利于公司快速出货给给客户,减少了存储和传输需求,减少了被损坏的危险,快速暴露问题以便得到重视。

  单元生产能够节省不必要的材料和中间组装环节,并为同一单元生产线中的员工提供一个实施的过程和质量反馈生产环境。单元生产经实践证明,它不仅提升生产效率,而且提高生产线对于变更的适应性。

  单元生产使公司在提供客户需求的产品方面更加灵活。他可以把使用相同设备的相似产品进行分类,他也鼓励公司减少换线的时间,可以更加频繁地改变产品类型。

  把工厂转换成单元生产意味着减少在流程上和作业上的浪费。流程其实就是一个持续的流动过程,在此期间,原材料通过一系列的作业转换为成品。流程的重点在于它是把材料变成最终的卖品的路径。作业是工人或者设备把原材料、WIP(半成品)等转变为成品的所有活动。

  单元生产中通过减少生产过程中耗费巨大的运输和延迟、缩短产品交期、节约工厂的空间,使其能被用于其它有附加价值的目的、以及通过迫使公司重视解决高库存的问题,来使公司更加具有竞争力。

  单元生成通过加强公司竞争力帮助你增强工作的可靠性。它也使得生产的日常作业更加顺利──去除去多余的WIP(半成品),减少搬运和各种管制消耗,减少所需走动的时间以及强化消除造成不良和机器故障的根由。

  单元生产方式能迅速适应市场订单品种和数量高低起伏的变化,适合多品种小批量短交期的市场需求。单元生产在降低库存、缩短订单前置时间方面具有非常明显的改善效果,许多实行单元生产改造的案例显示改善前后Lead Time(需方采购周期)相差几倍。单元生产方式在降低成本、减少费用、保证质量、提高生产力等方面亦有可观的收益。国内劳动密集性工业竞争日趋激烈,利润日趋微薄。这些企业实际上由于生产方式落后导致的浪费也是惊人的,改善的空间是巨大的。非常需要进行管理创新,导入单元生产方式等优秀的生产方式与手段。松下电器集团的工厂近90%采用了单元生产方式,佳能、索尼公司近年来也纷纷导入了单元生产方式,取得了预期的收益。美国戴尔公司细胞拉(Cell- Production 单元生产)就是一个很好的例子。戴尔公司改变了流水线的生产方式,建立了以“生产细胞”——单元为核心的柔性生产线,从而使PC产业的生产模式转为订单驱动,实现了大规模的客户定制,大大降低了产品库存。单元生产在满足定制用户和特殊用户的需求上具备先天的优势。

  大公司的零库存及准时制供应链管理,也会给中小供应厂商变革生产方式下传压力。企业越早变,越主动。古人语:“苟日新、日月新;天行健、君子宜自强不息”。它警惕我们天地间是瞬息万变的,吾人必须以苟日新、日日新的应变行动来回应时局变化,今天企业经营的大环境变化之大、之快,自非昔比且有过之而无不及。我国加入WTO后,企业受到的激烈竞争,更由国内而延伸至全世界,经营生产之道自不能再以不变应万变,而须以价值、创新、速度的大革局大变化来因应,而因应之道自是以全面提高竞争力为首要的生产革新。国内的先行者已做出了榜样。如东莞伟易达电子公司在引入单元生产的第一年便产生了 5000万元的经济效益。而日资、韩资、美资的在华工厂,单元生产方式更是遍地开花。美的大规模定制柔性生产线,将供货周期缩短为三分之二。众多日系韩系在华工厂更是当仁不让,在推行实施先进生产方式上走在了前面,使国内同行厂家感受到了前所未有的竞争压力。实行单元生产方式的变革需要一定的投入,而财务回报应远大于投入。

  单元生产方式不但有经济效率,也有社会效益和环境效益。“多能工”、“职能一体化”、“工序一体化”、“同步化”、“人少化”使员工的自主性增强,工作更富于挑战性和责任感、成就感,增强了工作乐趣,减少了单调性,增加了工人福祉,因此单元生产方式具备一定的社会改良功能。单元生产减少了库存、搬运等浪费,降低了物耗和能耗,也产生一定的环境效益。所以单元生产方式在日本被誉为双E(Ecology——环保、Economy——经济)生产方式。

  丰田生产方式,是由下而上的一点一滴改善的累积,较符合日本企业无处不在的全员改善文化。而单元生产方式却是由上而下的飞跃式转换,较符合一线工人素质不够高,而需由精英层推动变革的国情。丰田生产方式是渐近式的改良而实现量变到质变,而单元生产方式,藉由生产方式革命性的突变而将有形及无形的浪费转化为企业的利润。对于我国长期在计划经济中处于卖方市场短缺经济企业习惯于大批量生产粗放经营的企业来说,单元生产方式的模式理念、技术、方法对我国企业向集约化经营迈进,在买方市场中生存发展壮大具有重要的现实意义。

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