精益制造的诞生
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01
手工制造
假如你想在1900年购买一辆车,那么你就要去拜访当地的手工生产者。店主—通常是以为从事制造与维修工作的经营者,会按照你的详细规格要求进行制造。几个月后,你将会得到你的爱车。这辆车将会是独一无二的,而且花费也很高。但是你会因为直接与制造者及其团队交流想法而感到满意。
手工制造方式现在仍在小范围内得到了继承,通常用这种方式生产奢侈品,如兰博基尼(Lamborghini)、法拉利(Ferrari)和阿斯顿·马丁(Aston Martin)。但这种生产方式也有一些重大的缺陷:
1、产量低,价格高
2、质量不稳定
3、改进活动不能得到普遍的共享
亨利·福特(Henry Ford)和弗雷德里克·温斯洛·泰勒(Frederick Winsow Taylor)找到了克服这些问题的方法。
02
批量生产
手工制造方式主要依靠经验,取决于工匠的经验。泰勒找到了基于科学原理来完成任务的“最佳途径”。在这一过程中,他创造出了工业工程(industrial engineering)。他通过新技术如时间和动作研究,使劳动者完成一些短周期、重复性的操作,工业工程师就可以确定完成一项工作的最佳途径。他有很多创新:
1、标准作业(standardized work)--找到完成工作最好且最容易的途径。
2、减少周期时间—特定流程的耗时。
3、时间与动作研究—制定标准作业的工具。
4、对持续改进流程的度量和分析(PDCA循环的原型)
与此同时,年轻的福特正在试图设计一种既容易制造又容易修理的汽车,最终他实现了他的梦想,制造出了其1908福特T型车。批量生产的关键并不是流水线,而是彻底的零件互换性与易于装配。反过来,这些创新令装配生产线成为可能。
为了实现互换性,福特在其整个操作中标准化了量具(gauge)的使用,实现了零部件标准化。在此基础上,福特减少了零部件的数量并简化了装配流程。为了协调装配线的运作,福特让移动的流水线载着汽车在静止的工人面前驶过。流水线缩短了装配工的行走时间,而且最重要的是,将按顺序进行的流程连接了起来。这样,工作慢的工人的速度加快了,动作快的工人的速度慢了下来,达到了整体的稳定性。
这些创新极大地减少了装配车辆所需的人力,同样带来了客观的成本缩减。由于生产量大幅提升,福特可以持续降低汽车的价格。从1908年到20世纪20年代早期,当福特达到了200万辆的最高年产量时,他为顾客省去了近2/3的费用。
批量的生产方式需要专业化的管理。
时任通用副总裁的阿尔弗雷德·斯隆(Alfred Sloan)把通用汽车公司宽泛的业务分解为5个整车部分和若干零部件分部。每个分部由一位总经理负责运营,并向一个小型的公司总部汇报。各个利润中心都是用标准的指标向高级管理层报告,而高级管理层“根据数据”进行客观的管理。
斯隆的创新有力地促进了管理科学的发展,但同样也带来了令人不愉快的副作用:管理层与车间的隔阂扩大了;会计惯例鼓励浪费严重的制造活动,如根据库存进行生产而不是根据客户需求进行生产。
这就是传统的批量生产方式。几十年来取得了一次又一次的胜利,也遇到了越来越多的障碍。
1、工人的不满情绪。就像查理·卓别林的经典电影《摩登时代》中一样,劳动分工使工人们从事无意义的、枯燥乏味的工作,工人就像机器一样,被认为是可以互换的,公司与其工人之间根本不存在合作关系。
2、质量。生产中质量处于次要地位,生产线末端的检查成为一种正常现象。质量专家检查成品,一队维修技工修理不合标准的产品。
3、设备。为了追求规模经济,机器变得越来越庞大,这鼓励了批量生产(batch production)以及大量的在制品(work-in-process)的形成和在制品的库存。批量生产同样带来了质量问题:一个缺陷在被检查出来之前已经被复制到整批产品上了。
4、设计。正如车间工人的分工十分精细一样,工程师的工作也是如此,随着产品越来越复杂产品从设计到生产的周期就越长。
尽管存在这些问题,批量生产方式还是继续向前发展。美国主导着全球制造业。批量生产也扩展到欧洲,起初事通过福特和通用汽车公司的扩张,后来事通过菲亚特、雷诺和雪铁龙等公司的成长。如果不是20世纪70年代的石油危机和丰田汽车公司的迅速发展,这种形势可能会一直持续下去。
03
精益制造的诞生
1945年,二战后的日本经济凋敝。丰田汽车创办人丰田喜一郎,声称日本汽车必须在三年之内赶上美国,否则日本汽车产业就无法存活。虽然这个期望并没有实现,但日本的汽车工业受此鼓舞,后来丰田英二成为常务董事,大野耐一开始推动TPS的发展,根据日本的国情,提出了解决问题的方法。
他描述TPS的两个支柱:基于丰田佐吉织布机的自働化,以及来源于丰田喜一郎的准时化生产(所有的装配零件在使用的时候都恰好放于装配线侧边)。为了让这个系统工作,需要生产和接收小批量的零部件,而这必须通过缩减机器的换产时间。新乡重夫在1955年发展出SMED(快速换型)系统。通过自働化和准时化生产,丰田形成了能够低成本、小批量生产多种产品的能力,从而改变了大量生产的传统逻辑。
经过30多年的努力,终于建立了一套完整的丰田生产方式,使日本的汽车工业超过了美国,年产量达到了1300万辆,占世界汽车总量的30%以上。同时,丰田生产方式也被应用到纺织、电子、钢铁、计算机以及飞机制造等工业中,成为了日本工业竞争战略的重要组成部分。
日本企业在国际市场上的成功,引起了西方企业界的浓厚兴趣,他们认为,日本在生产中所采用的方式是其能够在世界市场上竞争的基础。自20世纪80年代起,世界各地的企业界、学术界纷纷展开了对丰田生产方式的研究,其中美国麻省理工学院数位国际汽车组织的专家对丰田生产方式(Toyota Production System,简称TPS)进行了长达5年的调查、研究和分析,在1990年出版的论述精益生产的经典著作《改变世界的机器》一书中,率先提出了精益生产(Lean Production)的概念,受到了全世界制造业的关注和推广。
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