细胞生产的工作与要素分析.docx

第一章
細胞生産的概述

章節綜述：
什麽是細胞生産
1. 單件流
2. 多樣化生產
理解流程和作業
1. 什麽是流程
2. 什麽是作業
細胞生産的好處
1. 如何幫助你的公司
2. 如何幫助你個人
結論
1. 總結
2. 思考

類型
例子
不良
刮飾﹐重工﹐換貨﹐檢查
等待
大量制程等待﹐停机時間,瓶頸站
制程問題
不必要或不正确的制程
過量生產
無訂單的生產
動作的浪費
不必要或過度的人的活動
庫存
額外的原料﹐WIP或成品
搬運
長距离的搬運WIP﹐無效的搬運
未用到之員工創造力
LOST TIME﹐點子﹐技巧﹐改善方法等
圖1—1﹕生產中的浪費

什麽是細胞生産：
細胞生産是指一種精益生産方式，通過此手段，公司可以盡可能小的成本來製造出一系列的滿足顧客需要的産品。在細胞生産中，設備和廠房被以特定的順序安排，通過這種安排，材料和零件能夠以最小的搬運或延誤完成流程。
細胞生産是精益生産方式中最主要的組成部分，精益生産方式是有利潤地生産出滿足顧客要求的各种産品的主要方法。精益生産方式通過減少生産中的浪費使得公司更加先進和更加有競爭力。這里指的浪費特指生産過程中額外的﹐在成品中沒有絲毫價值體現的任何部分。圖1－1中列出了精益生産流程中出現的八種典型的浪費。
細胞生産的名字來源於單詞“細胞”，精益生產細胞由生産流程中按設備排列的人力、設備以及工作站等組成﹐所有這些都是為了完成流程或流程的一段所要求的。譬如：如果某個特殊的産品需要在鑽孔和最終完成前進行切割，細胞就包含著完成按照此順序安排的設備。

圖1－2﹕一機一WIP

對生成細胞中的人力和設備進行安排，能夠使得公司達成簡單化生産兩個總要的目的：單件流和彈性生產。
單件流：
單件流指的是當産品以顧客需要的速率通過整個生産流程時的一种狀況（見圖1－2）。
和單件流相反的就是量產。雖然許多公司都很批量生產産品，但是那卻導致了流程中的延誤。在所有的批量産品都完成流程之前，沒有一個産品能夠先傳送到下一個流程。數量越大，某一單個産品在流程之間停留的時間就越長。
圖1－3﹕批量生產產生浪費

批量生產會在以下幾個方面降低公司的效益性（圖1－3）：
1. 他延長了顧客訂單的交期；
2. 他需要勞動力、能源和場地去存放以及搬運産品；
3. 他增加了産品被損壞或者破壞的可能性；
相反，單件流卻能解決上述問題：
1. 他允許公司以最少的延誤將多种產品交到用戶手中
2. 他減少了搬運和存儲所需要的資源
3. 他降低了産品被損壞或者失效的可能性
4. 他暴露了其他問題以使其受到重視；
單件流是一種理想的狀態﹔在日常作業中﹐不可能也沒有必要總是某一時間只流一個產品。最重要的是以最少的延誤和等待實現產品流的不間斷。細胞生産幫助你關注流過整個流程的材料，而不是關注某種作業的設備。

圖1－4﹕彈性生產

彈性生產：
在工業時代的早期，一個公司可以只生産一種産品，雖然顧客並不真正想要，但還是會買。而如今，顧客的需求變的多樣化甚至是個性的，并且在特定的時間只需要特定類型的産品。如果你公司不能有效的滿足他們的願望，他們就會選擇你競爭對手。
細胞生産提供了滿足顧客不同需求的靈活性(圖1-4)。他將在同樣設備上的和以同樣流程製造的類似産品歸於一組。同時，他鼓勵公司減少機種轉換所需要的時間。這就排除了造成批量生産不理想的一個主誘因---頻繁換線需要花費太長時間。

五分鐘思考：
l 在你工作中，典型的産品數量是多少？
l 在你工作中，典型的,一個星期內大概生産多少種不同的産品？在一天內大概有多少種？

制程之步驟
倉庫／原料或元件

搬運
作業
l 必須之作業﹕
在原料上真的VA的動作

l 其它作業
設置﹐搬運﹐檢查

轉化

存儲／等待下一制程

搬運

檢查

入庫

圖1－5﹕制程和作業
對“流程”和“作業”的理解：
把一家工廠轉換到細胞生産將會減少流程中的浪費，同樣會減少作業的浪費。理解這兩者之間的不同點以及各自的關鍵點是非常重要的。

流程：
流程指的是以一系列的作業將材料轉化為成品的這個過程。其中的關鍵點在與材料被轉化成可以出售的産品所要經歷的過程。
生産過程包括4個基本類型的步驟或者階段：
1. 轉化：包括組裝、分拆，形狀或數量的改變；
2. 檢查：与某一 標準進行比較；
3. 搬運：改變所處的位置；
4. 儲存：無任何其他事件發生時等待的過程；
在這個生産流程中，零件或材料總是經過其中好幾個步驟，圖1－5中左部分就表明了流程中各部的典型順序。請注意：其中只有“轉化”才有附加價值中。
作業：
與“流程”不同,“作業”關注的是動作。作業指的是工人、設備爲了生産産品，按照流程對對原材料的進行了加工的任何動作。圖1－5的右邊部分就是生産中作業的例子。
既然作業包括動作，作業的某一特定動作如何完成。作業的提高方法包括學習特定動作的不同動素，調整工作臺的高度、角度使其更加好使用，等等。
但是要提高精益求精生産的效率，僅僅提高作業效率是不夠的，公司必須同時提高流程。提高整個流程包括整個流程的流水線化以減少整個過程中的阻礙和浪費，例如：
1. 無附加價值的步驟：包括等待和運輸；
2. 換線或者調整時的停線；
3. 在轉化步驟之間,原料或WIP必須經歷的距離;
4. 檢修或者對材料的重工的需要；
細胞生産將在提高流程中和特定的作業中起到作用。
五分鐘思考：
l 在你工作中，哪些流程在發生？
l 在你每天的工作中，需要哪些類型地作業。
圖1－6﹕ 細胞生產提升競爭力

細胞生産的優點：
如何幫助公司：
在整個細胞生産中運用單件流將使你的公司更加具有競爭力(圖1-6).細胞生産運用以下方法：
1. 減少生産過程中的頗有耗費的搬運和等待
2. 縮短産品交期，這將符合顧客的需要并且盡早使公司在産品中的投入得到回報；
3. 節約工廠的空間，使其能被用於其他有附加价值的目的；
4. 通過加強對制約低庫存生產的問題的有效解決，使得公司得以持續發展﹒
如何幫助個人：
作爲公司的雇員的你來說，細胞生産也會有所幫助。通過提升公司的競爭力，將會提高你工作的可靠性。另外，也會使得每天的生産工作更加順暢：
1. 消除了過量生産而出現的混亂；
2. 減少了搬運以及不必要的管控及處理問題的時間；
3. 減少完成流程所需要的步驟；
4. 使因為機故而導致的延誤更加突出；
當你的公司採用細胞的生産時，你可能會被要求學習以前沒用過的流程。這將提高你的技術和靈活性，這也會改變你在公司中所扮演的角色。認識到本質上的JIT觀念並加以練習﹐會使你更具有被雇用的价值﹒這是非常重要的﹒
五分鐘思考：
l 根據你所學的知識，你能說說細胞生産可能會對你公司有幫助嗎？如果有，簡單說明﹐
l 你能說明對你個人有什麽幫助嗎？請簡單說明。

細胞生産是指一種精益生產方式，通過它，公司能以盡可能小的成本來製造出各种各樣的滿足顧客需求的産品。在細胞生産中，設備和工作站被以特定的順序排列，通過這種排列，材料和零件能夠以最小的搬運和延誤順利的通過流程。細胞生産是精益生産方式的主要構成部分。
人力，設備或者是在流程所需的工作站組成了細胞生產﹐而他們的排列都是依為滿足流程而安排的設備的順序而定﹒安排人和設備在同一個細胞中有利於公司達到單件流和彈性生產的目的。
單件流指的一种狀態﹐在這种狀態下﹐産品一次一件的完成整個流程﹐而速率則是由顧客需求決定的﹒單件流作業有利於公司快速出貨給給客戶，減少了存儲和傳輸需求，減少了被損壞的危險，暴露了其他問題以便得到重視。
細胞生産使公司軍在提供客戶需求的產品方面更加靈活。他可以把使用相同設備的相似産品進行分類，他也鼓勵公司減少換線的時間，可以更加頻繁的改變産品類型﹒
把工廠轉換成細胞生産意味著減少在流程上和作業上的浪費。流程其實就是一個持續的流動過程，在此期間，原材料通過一系列的作業轉換為成品。流程的重點在于它是把材料變成最終的賣品的路徑。作業是工人或者設備理原材料，WIP，成品的所有活動。
細胞生産中通過減少生産過程中耗費巨大的運輸和延遲、縮短産品交期、節約工廠的空間，使其能被用於其他有附加价值的目的、以及通過迫使公司重視那些造成低庫存的問題所在，來使公司更加具有競爭力。
細胞生成通過加強公司競爭力幫助你增強工作的可靠性。它也使得生產的日常作業更加順利──去除去多余的WIP，減少搬運和各種管制消耗，減少所需走動的時間以及強化造成不良和機故的原因。

五分鐘思考：
現在你已經完成了本章，花5分鐘的時間去思考下列問題並且將答案寫下來：
l 你從這有用又特別有意思的章節中學到了什麽？
l 你對本章中列明的話題有問題嗎？如果有，那是什麽？
l 完全瞭解本章觀點還是需要什麽其它的資訊？

第二章
在細胞生產中工作
章節概述
：
U形的細胞線的作業
成為能工作業員
交叉的培訓,最大的靈活性
人隨工移
使用小型且靈活的設備
使用自動化(JIDOKA)的設備消除觀望設備的時間
結論
總結
思考
圖2—1:U型細胞線
從基於作業的設計轉化到生産細胞會改變人們在工廠的工作方式。本章將描述一些你在生産細胞工作時經歷的不同之處。

在U形細胞線作業
在生産細胞中，設備和工作地點將按照流程步驟的順序緊密的配置。這樣的安排會減少不必要的走動和搬運時間,有利于生產的順暢.
而且，細胞中的設備經常被安排成曲線形，所以作業員的行走路線將是U形或者C形。(圖2－1)。這種形狀將會使得流程的起迄點靠近，這會減少作業員從一個CYCLE到下個CYCLE之間需要走動的距離。
五分鐘思考：
l 在産品生産的流程中，你需要走多少路？

成為多能工
生産細胞的建成經常會改變生產中人機之間的關係。即使生産流程中設備安排的簡單變化也意味著作業員學習不同類型的設備的操作,以適應這個流程。
在基於作業的設計中，舉例說,所有研磨的設備放在同一個地方。但是，當這些設備在生産細胞中按照流程順序被重新安排時，這些設備可能變成不同的生産細胞的一部分。此情此景下，一台設備只爲每個生産細胞服務是很不划算的。而且，細胞經常需要使用自動化流程的設備，作業員的很多時間將被花費在觀察正在運行的設備。這是對人的智力和技術的極大的浪費。
這種浪費可以通過教導作業員在流程中使用幾種不同的設備來避免。因為有了簡單的自動化，一個作業員就可以重新管理流程中所有的某一系列的設備。例如：作業員可以在向設備1放材料的同時，完成設備2上的另一顆材料。
按照細胞的大小、設備的工作周期、産品系列的不同，一個細胞可以由1個人管理，或者被幾個人共同管理。這樣大家一起工作的靈活性可以通過交叉培訓來達成。

A制程
車工 按鑽機 焊接工 訓練証書級別
SUE

MARCO

JUDY

CHUCK

LEE

助理作業 訓練師

獨立作業 設置/換線

圖2-2﹕交叉訓練卡
交叉的培訓,最大的靈活性
交叉化的培訓會使得雇員在流程中起到不同的作用，也會使得這個團隊對他們的流程負擔所有的責任。如果一個作業員在若干設備上得到培訓，當生產需要發生變化時,他就會有應對這种變化的能力----及時改變工作位置。這樣的可變性使得員工對於他們的團隊以及公司更加有價值。
交叉化培訓是雇員在可從事不同工种之信心源泉。目視圖表經常公開的發布,以識別員工所掌握的技能(圖2－2)。
工作變化,人員移動
爲了按照一定的順序管理幾台設備，作業員必須是站著工作而非坐著。在單件流的生產中，作業員必須能在流程之間無障礙的走動。站著工作也會使得人們在出現機故時能夠更快的作出反應。
五分鐘思考：
l 你公司中的作業員管理不同種類的設備嗎？如果不是，怎樣培訓才會使之成爲可能？
l 你公司中的生産者管理一個以上的設備嗎？如果不是，需要怎麽樣的培訓才會實現？

使用小型的、靈活的設備
一個細胞生産流程中使用的設備可能會和在批量生産(LOT-PRODUCTION)中使用的不同。細胞生産中以使用比大數量設備小型且慢速的為佳。
小型設備能在細胞生産中使用，因爲我們的目的在於一定時間內處理一個或者幾個項目，而非大批量的。小型設備夠節省空間,把他們緊密的放在一起可以減少走動的距離，也會減少WIP擺放的空間。
慢速的設備對於細胞生産也是有益的。因爲其目的不是快速的生産大量的産品,相反,是按照顧客的需求，在某一時間內以一定的速度生産。
滿足細胞生産的設備還需要是靈活多變的。爲了發揮設備的最大功用，它們必須能夠很容易的快速搭配，所以他們只通過簡單的移動就能用來生産大量的某一類型的産品。(在第三章會說明如何提高換線速度)。
靈活性也意味著可移動性。裝備更小的設備在車輪上就意味著當流程變化或者爲了試驗新的産品設計時，把他們移到另外的地方更容易。
另外一個細胞生産使用更小的設備的好處是一般來說他們更加的便宜，容易操作和維護。
五分鐘思考：
l 請問在你工作地，你們的設備是適合與大規模的生産呢？還是適合於現場生産一件一件的流程？爲什麽？

圖2－3﹕自動化之典型特征
使用自動化(JIDOKA)的設備消減少觀察設備的時間
在JIT的生産使用的設備的另一個特點是自動化(JIDOKA)。自動化意味著給予設備更多的”智力”,人就不需要經常監控自動設備的作業。
自動化的設備也是半自動的設備，也就是獨立的支持細胞生産流程的設備。他們在一個CYCLE完成的時候會自動停止、在出問題的時候會自動報警。雖然這種設備通常是作業員設定，但是他們經常在流程後自動的解除設定，所以它們不必管理。
許多公司在自動化設備上投資,我們就不需要面對困難、危險和重復的工作。在許多工廠中，工人仍然會監控設備以防万一有事發生.但是自動化通過設備的調整，使得人從無附加值的\角色中解脫出來，並且只需要更少的監控時間。
出現問題時的停止的功能也是防呆的一個關鍵部分，被稱爲Poka-yoka！這套系統將在下面的第三章更多的描述。
自動化所需要的技術經常是很簡單的。並且他對現在存在的設備的調整動作也是非常簡單的。
當人們不必一直監控設備以發現問題、掌握產出，他們就有更多的時間去用在有附加值的工作或者改善中，譬如操作其他的設備或者爲了提高高工作流程而對新的點子進行計劃、並完成它

五分鐘思考：
l 在你工作地的設備是自動化地設備嗎？他們中的哪些事情是人們必須一直觀察的。

在一個製造細胞裏面，設備和工作場所按照流程緊密的安排在一起。這樣就在流程上減少了不必要的走動和運輸。設備常常被放成曲線型的，就U型或者C型。這樣的形狀就把起迄點連接在了一起，從而減少了作業員起點轉至終點所浪費的時間。
細胞生産改變了工厂中的人和機關係。把設備按照流程來安排意味著作業員可能需要學習操作不同類型的設備來支援整個流程的作業。
以在工廠設備中的研磨工具為例,以作業爲基礎LAYOUT會對相似設備進行分類。然而，如果設備按照以流程基礎細胞來重新安排，那麽每個研磨工具就成爲了不同細胞的一部分，一個操作人員單獨操作一臺就不再划算。既然細胞能是設備自動作業，那麽操作工人的時間，腦力和技能將在觀察設備作業中而浪費掉。
其實，這樣的浪費可以通過安排工人操作不同類型的設備來避免。簡單的自動化使得作業員通過一系列的設備就能掌控流程。
一個細胞或許只要一個人或者是幾個伙伴的人來作業，具體要根據情況而定。改變人在同一細胞工作,這樣的靈活型主要依靠交叉培訓。交叉培訓有利於員工在流程中發揮不同的作用，同時也可要團隊對整個流程付全責。這樣就可以使得員工對他們工作的地方有自豪感。
在某一順序下操作幾種不同的設備，需要操作員站著工作而不是坐著。站著工作同時也有利於他們能更快的發現設備故障。
細胞生産用那些小型的,慢速的設備，而不是那種大批量生産的設備。小設備節省空間,放在一起有利於節約走動的時間,減少堆放WIP要求的空間。運用滿速的設備主要是因爲設備的速度是取決於客戶的要求。細胞生産的設備也需要具有靈活性---容易組合來生産批量的産品。
自動化(JIDOKA)是一使設備“智能”化的方法，這樣操作員就不用監督設備的自動作業。自動化設備是半自動的設備，能獨立的按照流程完成單件流工作。當周一個CYCLE完成或者是設備出了問題，他們就會自動停下來或者是發出信號。他們經常在完成流程後自動解除安裝！

五分鐘思考：
現在你已經完成了本章，花5分鐘的時間去思考下列問題並且將答案寫下來：
l 你從這有用又特別有意思的章節中學到了什麽？
l 你對本章中列明的話題有問題嗎？如果有，那是什麽？
l 完全瞭解本章觀點還是需要什麽其它的資訊？

第三章
設計細胞線的基本要素

本章概論:
1. 了解當前狀況:
收集生産資料
做當前Lay Out和流程的文件.
流程定時
計算制程容量和TAKT時間.
設計標準工作相關表格.
2.基本Lay-Out轉化.
相對備選項.
計劃可行的新Lay-Out.
移動設備.
制作新制程文件.
測試以确認進步
3.持續改善制程.
縮短cycle Time.
縮短換線時間.
消除産品不良.
減少設備故障.
結論:
總結

低彈性生產﹕
20％的產品占80％的總產量

圖3-1﹕PQ分析圖－20:80的PQ比率（低彈性）
本章描述將一個工作場所換化爲細胞製造形式的三個基本原則.
1. 弄清當前的狀況.
2. 轉化成一個基本制程Lay-Out.
3. 持續改善制程.
第一節: 瞭解當前狀況
轉化成細胞 的第一階段--瞭解當前條件,有助於改善小組確定哪個制程需轉化,這也提拱了一個考量改善成果的基礎.
收集生産和産品資料.
産品混合狀況.
如果公司生産一些相對大量的産品類型.決定哪種制程可愉轉化成細胞是很簡單的.大量的產品更趨向於從改善中得到最大的利益,而較少的幾種避免産生像換線等的問題. PQ(product type/quantity)分析用柱狀圖.Parteto來顯示機種混合的狀況.
.(Parteto圖樣見圖3-1和3-2).
圖3--2﹕PQ分析──40:60比率（高彈性）
PQ分析圖是在被稱作PQ比例的若干狀況的和某种狀況的對比圖上划上一些線條而成的﹒少數的多量幾種呈現出20:80PQ---20PERCENT的幾種（橫軸）占80PERCENT的量（蹤軸）（圖3－1）另一方面﹐40:60PQ表示相對小量的幾種類型的多變性（圖3－2）﹒改善小組所要尋找的就是數据2（Q）最接近真實比率的那個比例﹒.
生產信息.
除了考察産品混合,改善小組要收集關於生產信息的基礎資訊,例如:
l 每天的班次.
l 每次輪班的時間;休息時間
l 每個月的工作日
l 員工VS作業站比率
l 每月從客戶處來的産品數量需求
l 分配工作的方法.
l 每月的成品周轉次數.
五分鐘思考:
l 你認爲公司的PQ分析圖是什麽樣的?

料號
1
粗略切割
2
切割
3
研磨
4
鑽孔
4A
外徑
5
測量
A

D

C

I

G

H

J

B

E

F

圖3－3﹕制程路徑分析
當前Lay-Out和流程的文件製作.
建立一個基線的第二步是理解制程的步驟並了解通常的制程執行情況,這包括兩個動作:制程路線分析(也叫生産路線分析)和流程圖.
像圖3-3的制程路線分析台中有助於改善小組在不同產品間鑒別相似處﹒這使他們能夠鑒別可以在一個細胞﹐用同樣的設備安排可以生產的產品類群.這些產品稱之爲產品屬.
如果生産的少量多機種産品多於大量少幾種的產品,制程路線分析對改善小組選擇著手改善的的制程尤爲重要﹒

圖3－4﹕制程路徑分析
細胞設計的基本要素
流程圖
其次,改善小組要畫出一個顯示當前設備位置和産品制程的路線流程圖.此圖經常描繪要一個標準的工作表中(見表3~4).這個圖同時顯示出工人的位置.WIP存放地點.質檢地點和安全預警,除此三項外.小組也會記錄.
l 在流程中,産品必須流過的距離.
l 在一個給定時間內WIP的數量.
l 當前操作過程中,需求人員的數量.
改善小組要邀請員工在現場內參與討論來瞭解任何一個可能會被遺忘的狀況,通過這些步驟,逐漸形成對現有流程的全面理解﹒
五分鐘思考
l 你那里同樣設備生産不同類型産品嗎?
l 你現在的設備放置圖顯示一個短的,有效的路線還是一個曲線?

圖3－5﹕: 工時觀測表
工時觀測
畫出當前產品流程圖後,改善小組要觀測生産中的時間因素,儘管許多事先步驟能在會議室中完成,但改善小組必須到現場做時間觀測.
在觀測時間中,首先測量在制程中每一台設備作業的cycle Time﹒小組將設備在完整的CYCLE中的動作或事項記在時間觀表左邊(見圖表3~5).除了實際的設備的工作,一個CYCLE還包括一些任務,如取防,開關設備安全設置,設定程式,歸位.和其它的人和設備的動作﹒小組觀測多個CYCLE每一個動作的時間,然後取一個平均值作爲設備作業時間.
在觀測每一個動作後,改善小組爲所有流程確定一個示範流程的前置時間,該流程前置時間包括每個個的時間以及在兩個作業之間WIP搬運和治具的傳送所需時間.小組亦需確定增值率（VA RATIO）,增值率是在生産中被分割的整個制程中﹐設備或工作實際所花費的時間.許多公司將會發現他們的增值率低的驚人(見表3~6).
收到訂單 出貨

VA作業時間(貼標簽,焊錫,印章,組裝)
NVA作業時間(收料,入庫,多余動作,設定時間,等待,包裝)
5%VA
95%NVA

在制造業公司,VA比率的典型狀況
圖3－6﹕VA 比率

五分鐘思考:
l 在你的制程CYCLE中,哪些動作是無增值的?
l 你認爲你們制程增值率是高還是低?爲什麽?
圖3－7:制程產能表

TAKT=每日工作時間÷每日所需數量

決定生產所需節拍
每日工作時間=8小時
=480分
－60分(休息)
420分

35,000片
每日所需數量= =1750片/天
20天

=420÷1750=0.24分/片

圖3－8﹕Takt Time
計算流程産能和TAKT TIME:
接下來,改善小組應用一張制程產能表(process capacity table)來預估,在給定的時間內(如一班或一天)(見表3~7)每一個作業能生産多少件產品﹒一張制程產能表反應出每一個流程中每一個手工作業及設備工作時間.它也顯示出在相鄰作業站之間的走動時間﹐也能剔除出並非每個CYCLE都會發生的動作﹐如換治具等作業的時間.通過核查所填的表格,小組就找出瓶頸站──耗時過長或阻礙制程的部分.
改善小組也可確制程的TAKT TIME﹒TAKT TIME就是為滿足客戶需求的某作業的時間﹒它的計算方法是每天的工作時間除以當天的所需數量（圖3－8）﹒.
用每單位（分或秒）來表示的Takt Time變成了工廠的節拍,通過Takt Time來協調cycle Time,公司就可避免過量生産的庫存.

圖3－9. 標準工作關聯表