• 製造系統管理作業分享(2)-Chapter 4 JIT & 7 Factory Dynamics
  • 前言:
  • 正文
    • 1. (Chapter4. Study Question1) What are the seven zero goals of JIT? Of these, which are actually achievable? Which are completely outrageous if taken literally?
    • 2. (Chapter4. Study Question3) Why is zero setup time desirable? Why is zero lead time?
    • 3. (Chapter4. Study Question4) Under the JIT philosophy, why is inventory often said to be evil?
    • 4. (Chapter4. Study Question6) What does Ohno mean by the “five whys”?
    • 5. (Chapter4. Study Question10) Why is flexible labor important in a JIT system?
    • 6. (Chapter4. Study Question11) What are manufacturing cells? What role do they play in a JIT system?
    • 7. (Chapter4. Study Question13) Explain how two-card kanban works
    • 8. (Chapter7. Study Question1) Suppose throughput TH is near capacity r_b. Using Little’s law, relate
    • 9. (Chapter7. Study Question2) Is it possible for a line to have the same throughput with both high WIP with high cycle time and low WIP with low cycle time? Which would you rather have? Why?
  • 文獻引用

tags: Manufacturing Manamagement 製造系統管理 Factory Physics JIT Factory Dynamics

製造系統管理作業分享(2)-Chapter 4 JIT & 7 Factory Dynamics

前言:

本篇會分享2017年修製造系統管理這門課時候的作業，依照慣例，每一題的題號，前面都是代表在Factory Physics這本教科書的原本題目出處。
之所以分享是因為，這些題目蠻多都能夠將該章節的一些精華、重點進行規劃，或者透過題目的方式複習課堂所學，因此，在此提供個人的見解給大家。
同時一併感謝當時與我同組的組員-王行寬同學，與我一起完成作業。

正文

1. (Chapter4. Study Question1) What are the seven zero goals of JIT? Of these, which are actually achievable? Which are completely outrageous if taken literally?

Ans:
第一問，什麼事JIT中所指的7個零的目標?
如Factory Physics Page.157與158所寫，JIT的七個零的目標為:

• Zero defects(零缺陷)
• Zero (excess) lot size(零多餘批量大小)
• Zero setups(零整備)
• Zero breakdowns(零故障、零當機)
• Zero handling(零搬運)
• Zero lead time(零前置時間)
• Zero surging(零需求變動)

第二問，從上述所列的七點逐一討論是否為實際可以達成，還是說就字面上來講是荒謬的。
Zero defects: 我們認為是可以達成的。
解釋：經由持續改善，讓製造現場將製程能力提升，若能夠讓顧客訂定規格的平均值與上(下)規格管制界線，之間涵蓋六標準差。則會如下圖一所示，超出六標準差的機率，也就是理論上產出不良品出現的機率只有1.973×10^{(-9)，若將規格的平均值降至1.5個σ或升至1.5個σ，則不良品出現的機率也僅有3.398×10}(-9)。因此我們認為零缺陷是可能的。

圖一 六標準差示意圖(註一)

Zero (excess) lot size:我們認為是可行的。
解釋：JIT的理想當下製程領取之後，由前工程進行補充。Zero excess lot size即是目前的批量大小為1，但要達成此前提需要降低整備、換模時間到一定程度，才能應付批量降低之後所造成的頻繁換模，並同時降低因為換模所產生的產能損失。
Zero setups:我們認為是實務上不可能的。
解釋：換模時間(Setup times)可又細分為內部與外部換模。兩者的時間無論如何降低，實務上都是不可能為零的。以豐田生產系統(Toyota production system)於50年代新鄉從夫(Shigeo Shingo)首創的SMED(Single Minute Exchange of Die, SMED)，是一種快速換模的方法，概念如下圖二。而此處的Single的意思是小於10分鐘，因此即便實行JIT非常成功的豐田，也無法將換模時間歸零。

圖二 SMED示意圖(註二)

Zero breakdowns(零故障、零當機):我們認為實務上不可能達成。
藉由機台狀態監控或是機台健康狀態預測等方法已經能減少故障機會。然而實務上無是非常困難達到零故障。
Zero handling(零搬運):我們認為實務上可行。
此處的零搬運是指額外的搬運，最理想的情況是物料直接於工作站與工作站間移動，因此當執行JIT，僅生產當時課所需的數量，就無須額外的搬運，例如搬運去在製品倉庫等搬運。
Zero lead time(零前置時間):我們認為實務上不可能。
理想的JIT當中，下游可以立即收到上游提供的零件，因此上游工作站的前置時間為0。然而前置時間中是包含工作站本身的加工時間，因此加工時間不可能為0，故零前置時間也不可能達成。而在Factory Physics的Page.158也說過這是不可能的。
Zero surging(零需求變動):實務上不可能。
顧客需求是會變化的，因此不可能達成Zero surging。

2. (Chapter4. Study Question3) Why is zero setup time desirable? Why is zero lead time?

Ans:
為何零整備、換模時間是令人嚮往的?
若有整備、換模時間，則當轉換產品種類，則會有因為換模導致的產能損失。為了避免產能損失，會採用批量生產，但如此一來生產的彈性就會較差，因為當需求數量少，仍要以一個較大的批量進行生產，會維持較高的庫存水準。而當換模時間為0時，則生產上會有比較大的彈性，批量可以隨著需求進行調整，讓工廠存貨水準降低，也因此零前置時間是令人嚮往的。
為什麼是零前置時間?
零前置時間代表工站可在沒有任何延誤的情況下取得所需要的零件，則可以迅速的反應顧客需求。

3. (Chapter4. Study Question4) Under the JIT philosophy, why is inventory often said to be evil?

Ans:
在JIT的哲學下，為什麼庫存經常被說成是邪惡的?
用一句話來概括JIT的本質就是在必要的時間僅生產需要的數量與品項。而當有庫存的時候，反映出有過多的生產資源與過度生產，才會有庫存的出現，而這些代表多餘的人力、設備或原物料的投入，進而增加了成本。而當有額外的庫存會導致需要更多的人力、設備或是存放空間來放置存貨，需求歸納後可能有以下幾類：

• 興建倉庫存放額外存貨
• 聘請物料搬運人員搬運存貨到倉庫
• 物料搬運人員可能需要搬運設備，如堆高機，因此需要多的設備成本
• 存貨可能會於存放過程損壞，需要修復才能使用
• 需要建立流程管理存貨，或建立系統管理存貨

4. (Chapter4. Study Question6) What does Ohno mean by the “five whys”?

Ans:
詢問五次為什麼是是指對於主要想要達成的目標，應該反覆尋找其中的難處並試著消除，一層一層更加深入的探討，不懈的窮盡追求問題，找出問題的真正原因。
於Factory Physics Page.159就以一個工作站無法正常運作為例子，經整理後如下表:

問題	原因
某個工作站急需工作，為什麼？	上游機器故障了
上游機器故障了，為什麼？	幫浦壞掉了
幫浦壞掉了，為什麼？	潤滑劑用完了
潤滑劑用完了，為什麼？	沒有檢測到洩漏的墊圈
沒有檢測到洩漏的墊圈，為什麼？	(以此類推…)

透過簡單的詢問，逐一抽絲剝繭、追根究柢。

5. (Chapter4. Study Question10) Why is flexible labor important in a JIT system?

Ans:
JIT是要確保在沒有額外的在製品情況下，滑順的物料流動。因此JIT系統在有多能工情況下，他們可以移動到需要維護流動的地方，因此我們會說彈性人力在JIT是很重要的。

6. (Chapter4. Study Question11) What are manufacturing cells? What role do they play in a JIT system?

Ans:
傳統上常見的美國佈置視線性的佈置不適合在單一員工照顧多台機台，因為會有在機台與機台之間移動距離很長。為了促成物料流動與減少移動時間，因此日本朝向U型佈置或是單元工程，如下圖三所示。

圖三 U型佈置單元工程

其優點有：

• 一個工人能夠看到並以最小的行走距離使用所有機器。
• 容納員工的數量是具有彈性的，允許調整回應生產需求的變化。
• 一個人員可以監控進、出單元工程的工件，確保數量維持定值以利於JIT流動。
• 工人可以便於合作，藉此平滑不平衡的製程或是處理面臨到的問題。

因此單元工程提供一個比較好的佈置方式，讓多能工可以以較少的移動距離，進行生產並同時看顧多台機台。

7. (Chapter4. Study Question13) Explain how two-card kanban works

Ans:
雙卡系統如下圖四所示。

圖四 雙卡看板運作示意圖

1. 當工作站可以進行下一個生產，作業員會從盒子中拿取下一張的生產看板(Production card)，生產看板會告訴作業員下游工作站所需要的特定零件。
2. 隨後作業員會在進料庫存點找尋製作零件所需要的物料，如果找到則移除庫存上的領取看板，並放入另外一個盒中;若物料還沒齊全，作業員會選擇另外的生產看板。
3. 作業員找到必要的物料與生產看板後，將加工完成的零件附上生產看板，並放到出貨庫存點。
4. 搬運人原則是確認是否盒中是否有領取看板，並根據指示到對應的出貨庫存點領取，並將完成品上的生產看板換為領取看板，再將他們移動至適當的進貨庫存點。

8. (Chapter7. Study Question1) Suppose throughput TH is near capacity r_b. Using Little’s law, relate

a. WIP and cycle time in a production line
b. Finished goods inventory and time spent in finished goods inventory
c. The number of cars waiting at a toll booth and the average wait time
Ans:
a. 根據Little’s law，則可知道WIP=TH * CT，由題意知道產能接近r_b，故 WIP=r_b * CT
b. 假設在製品數量為WIP，而完成品庫存數量為FGI。則根據Little’s Law，WIP+FGI=r_b * CT，故FGI=r_b*CT-WIP，若假設WIP=W_0=r_b * T_0，則Time spent in FGI=CT-T_0
c. 在收費站等待的車子數量=TH * CT=r_b * CT，平均等待時間則等於TH * 1=r_b

9. (Chapter7. Study Question2) Is it possible for a line to have the same throughput with both high WIP with high cycle time and low WIP with low cycle time? Which would you rather have? Why?

Ans:
根據Little’s law WIP=TH*CT，題目假設有相同的產出TH，因此可以知道WIP/CT為一定值。因此當有較高的WIP就會有較長的CT，反之，有較低的WIP就有較短的CT。而對於我們來說，我們會選擇後者，有較低的WIP與較短的CT，原因是WIP較低，會有較低的存貨的持有成本。

文獻引用

註一 六標準差 維基百科，自由的百科全書 (https://zh.wikipedia.org/zh-tw/六標準差)。
註二 SMED – MBA智庫百科 (http://wiki.mbalib.com/zh-tw/SMED法)。

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    • 3. (Chapter4. Study Question4) Under the JIT philosophy, why is inventory often said to be evil?
    • 4. (Chapter4. Study Question6) What does Ohno mean by the “five whys”?
    • 5. (Chapter4. Study Question10) Why is flexible labor important in a JIT system?
    • 6. (Chapter4. Study Question11) What are manufacturing cells? What role do they play in a JIT system?
    • 7. (Chapter4. Study Question13) Explain how two-card kanban works
    • 8. (Chapter7. Study Question1) Suppose throughput TH is near capacity r_b. Using Little’s law, relate
    • 9. (Chapter7. Study Question2) Is it possible for a line to have the same throughput with both high WIP with high cycle time and low WIP with low cycle time? Which would you rather have? Why?
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    • 1. (Chapter4. Study Question1) What are the seven zero goals of JIT? Of these, which are actually achievable? Which are completely outrageous if taken literally?
    • 2. (Chapter4. Study Question3) Why is zero setup time desirable? Why is zero lead time?
    • 3. (Chapter4. Study Question4) Under the JIT philosophy, why is inventory often said to be evil?
    • 4. (Chapter4. Study Question6) What does Ohno mean by the “five whys”?
    • 5. (Chapter4. Study Question10) Why is flexible labor important in a JIT system?
    • 6. (Chapter4. Study Question11) What are manufacturing cells? What role do they play in a JIT system?
    • 7. (Chapter4. Study Question13) Explain how two-card kanban works
    • 8. (Chapter7. Study Question1) Suppose throughput TH is near capacity r_b. Using Little’s law, relate
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