豐田生產系統的整體架構


前言

 

最近發現實驗室有一本書,名為TOYOTA Production SystemAn Integrated Approach to Just-In-Time(Fourth Edition),是一本談論TPS經典的著作。上網查詢了一下博客來書店此書,簡直嚇傻了我,一本要價3589



比我目前買過的任何一本原文書都還要昂貴阿!


不過連教授都推薦,還買進實驗室當成聖經一般的存在,想必是本不錯的書籍。套一句最近很愛看的網路影片作家講的話:死嗑自己,娛樂大家,我就秉持著與大家分享知識的想法,將內文逐字翻譯。

最後,有時間的話,會把重點整理,盡量以圖、表方式呈現。

豐田生產系統的整體架構

Total Framework of the Toyota Production System



TPS是由豐田汽車企業所提出,並被許多日本企業所採用在1973年的石油為之之時。此系統的目的為透過改善活動減少各種形式隱藏在企業中的浪費。

在緩慢成長的期間中,豐田藉由減少生產系統多餘的存貨與人力來獲利。把它說為是另一個改革性的生產管理系統並不誇張(Overstating)。這也是繼泰勒系統(科學化的管理)和福特系統(大規模組裝線)後的一個變革。


本章節分析此生產系統背後的基本原理,可看到如何製造產品,特別是日本創新的地方。此外,此生產系統的架構會以呈現他的基本想法與目標來檢查,以許多的工具和方法來達成他。

主要目的

透過成本減少帶來的獲利


TPS是可實行的(viable)方法來製造產品,因為它是一個有效率的工具來產生最終目標-利益。為了達到這個目的,TPS的主要目標便是成本減少、生產力改善。這兩點皆可以藉由減少許多的浪費來達成,例如消彌過多的存貨或過多的人力。
而這裡提到的成本概念是非常廣泛的。它實質上是現金支出(cash outlay)來獲取利潤。在豐田生產系統中,成本並不只包含了生產成本,還包括業務成本、行政成本甚至是資本成本。

去除過度生產


TPS最主要關心的是如何減少成本透過完全消除浪費。4種浪費可以從生產作業中被找到
1.     過多的生產資源
2.     過度生產
3.     過多的存貨
4.     不需要的資本投資



首先,生產現場的浪費主要是存在著過多的生產資源,像是過多的人力、設備與存貨。當這些元素存在的數量超出了需求,無論是人、設備、原物料或是產品,他們只會增加現金支出(成本),而且是沒有增加價值的。舉個例子來說,當有過多的人力會導致不必要(Superfluous,多餘的、過剩的、不必要的)的人員成本(Personnel costs),擁有過多的設備會導致過多的折舊成本(Depreciation costs),而有了過多的存貨則會導致過多的現金支出(資本成本與存貨投資)

此外,過多的生產資源會導致第二種浪費過度生產,而他在豐田(Toyota)被視為是最糟糕的浪費。過度的生產會讓原本該停止的作業持續的工作,也會造成第三種會在製造工廠中發現的的浪費過多的存貨。額外的存貨會導致需要更多的人力、設備或是存放空間來運輸和存放這些存貨。而這些額外的工作會更進一步地讓這些過度生產不被看見。
而當前三者存在時,第四種浪費的需求就會被開發出來。第四種類,不需要的資本投資,包含了有
1.     興建倉庫來存放額外存貨
2.     聘請額外的工人來搬運存貨到新的倉庫
3.     為每個運送工人多購買堆高機
4.     聘請一位倉儲管理人員來為新的倉庫工作
5.     聘請作業員來修復損壞的存貨
6.     建立流程來管理不同類型的存貨狀況與數量
7.     聘請人員來使存貨管控電腦化

所有四種浪費的來源,都會提升行政成本、直接原物料成本、直間接的勞力成本與間接的(Overhead(adj)管理的、間接的、(n)經常費用)成本如折舊等。
因此額外的人力是第一個浪費會發生於循環當中的,且似乎會轉變為(give a way to)隨後的浪費。所以首先減少或消彌這種類的浪費是重要的。
區分出額外人力的閒置時間(等待時間),工人的作業可以被重新分配來降低工人的數量,這樣會帶來人力成本的減少。此外,額外的成本會導致第二、第三、第四種的浪費都會被減少。
如我們看到的,這是TPS主要的討論的主題,來控制過多生產去確保整個產品的製造流程可以根據市場的銷售速度。這樣控制過度生產的能力,就是TPS的架構。


數量控制,品質保證,人性尊重
Quantity Control, Quality Assurance, Respect for Humanity


雖然成本減少是系統重要目標,它必定要首先達成以下三個其他的子目標

1.     數量控制:讓整個系統可以適應每天或每月需求的數量和變化的變動(fluctuations)

2.     品質保證:確保每個流程只會提供良品到下一個流程。
3.     人性或品行(morale)尊重:一定要被培養(must be cultivated)當系統利用人力資源來達成他的成本目標。

這裡要強調這三個目標不能獨立的存在或獨立的被達成而不互相影響或影響到主要目標成本降低。這是TPS的特色,主要目標不能被達成當子目標沒有被實現,反之亦然。所有目標都是系統的產出,有生產力作為最終目標和指導概念,TPS努力實現每個被設計的目標。

即時化生產與自
Just-in-Time and Autonomation


一個生產的連續流貫穿(throughout)公司或供應鏈,或是適應需求的改變如數量或種類,會藉由達成兩個關鍵的概念JIT和自化來完成。這兩個概念是TPS的重要支柱。JIT基本上代表產生需要的單位在需要的數量與時間。自(在日文中稱為Ninben-no-aru Jidoka,又常被簡寫為Jidoka,代表的意思是有人的智慧的自動化)可以大致翻譯為自發的不良控制。它可以支援JIT藉由從不允許不良品從前個流程流入且干擾下一個接續的流程。



彈性的人力資源與創造力及獨創性
Flexible Workforce and Originality and Ingenuity


兩個概念也是TPS的關鍵,包含了彈性的人力(在日文中稱作Stotinka,台灣翻作少人化),代表的是可以根據需求變化來變動的工作人數,和有創意的想法或是善於創造的想法(inventive ideas)(在日文原為中叫做Seiko,代表精良的工藝,可以理解為現場的資深作業員想出的辦法),代表利用員工的建議。

為了實現這4個概念,豐田建立了以下的系統與方法: 
  • 看板系統(Kanban system)來維持JIT生產
  • 生產平滑方法來適應需求的變化
  • 縮短改機時間(設置時間,Setup time)來減少生產的前置時間(Lead time)
  • 作業標準化(Standardization of operations)來達到線同步(line synchronization,自己翻得不太精確)
  • 機器佈置與多能工(multi-function worker)來達成彈性人力的概念 
  • 小組的改善活動與建議系統來減少人力與增加員工士氣 
  • 目視(Visual)管理系統來達成自 
  • 機能管理系統來提倡公司的成本控制 



即時化生產
JIT Production


JIT的例子在汽車零件組裝流程是必須要有次組裝線從前面流程抵達生產現在需要的時間和需要的數量。如果JIT被實現在整個企業,則在工廠中的不必要的存貨就會完全被消除,讓進行儲藏與倉庫都不被需要。存貨帶來成本會被縮減資本周轉的比例會被增加。然而,在中央排程決定了且同時發布生產流程到所有流程的情況下,是非常困難的當要在一個產品的所有流程實踐JIT


因此,在豐田系統中,是需要倒著看它的生產流程。換句話說,他們在一個可靠的流程中,去向前一個流程的人取用需要的單位以需要的數量與時間。而前流程生產足夠的量來補充這些被取走的量。這個方法我們就稱之拉式系統,而這是要建立在分散式的系統上。  

編輯總結: 

本段內容主旨在於說明豐田生產系統(TPS)的目標,透過目標來導引出可能的做法,後續則會針對這些做法來做細部的說明,進而導引出整個TPS House的部分。

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