Transcript 大规模定制 - 运营与物流管理研究中心

运营管理(Operations Management)
第11章 准时制生产与大规模
定制
主讲：季建华教授
上海交通大学安泰经济与管理学院
精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
一、精益生产方式产生的背景
1、提法的出处
85年，MIT的一个研究组织五年间花费500万美元
，日美欧50多位专家，17个国家，90个汽车制造
厂进行调研。90年，D.ROOS等三人发表了“改变
世界的机器”。
Big JIT
JIT
Little JIT
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
美国
日本
反对浪费
（不增加价值的任何事情视为浪费）
产品的缺陷与
返修是浪费
库存浪费空间捆
死有价值的原料
……
努力完善产
品质量
降低库存
甚至零库存
……
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宽广的空间和
广泛的原材料供应
不以日本的方式
看待浪费
但JIT的内涵使世界各地
公司都可使用。在此基
础上改进生产与服务
精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
 书
名：改变世界的机器
 作
者：［美］丹尼尔．鲁斯 ［英］丹尼尔
．Ｔ．琼斯 ［美］詹姆斯．Ｐ．沃麦克 著
 沈希瑾 李京生 周亿俭 张文杰 等译
 出
版：商务印书馆
1999年11月出版
 内容简介：本书介绍了将在世界范围内取代大
量生产方式的精益生产方式的由来、具体应用
及其将对世界政治、经济产生的深远影响。书
中以汽车工业为例，说明世界并不是面临供大
于求的危机，而是面临严重缺乏具有竞争力的
精益生产方式的生产能力的危机。在各工业界
普遍采用精益生产方式后，将会带来消费者的
选择、工作的涵义、公司的命运、世界的经济
等诸多方面的重大变化。书中提出的重大战略
性挑战，值得工业界和经济界人士认真研究。
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
2、JIT的背景
50年春，丰田英二到底特律进行两个月的考察，他
Eiji Toyoda (1913~)
意识到

美国的生产方式虽然先进，但仍有改善余地
•

需要采用更灵活适应市场需求提高产品竞争力的生
产方式。
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
1950年，丰田和大野考察了
福特。当时，这个厂日产
7000辆轿车，比丰田公司一
年的产量还多
丰田进行探索，根据日本有严格的
上下级关系、团队工作精神，建立
了一整套新的生产管理体制。
精益生产避免了单件生产的高费用
和大批量生产的高刚性。大量生产
强调“足够”好的质量，因此总是
存在着缺陷；精益生产追求完美性 .
丰田的精益生产背景
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
3.发展
[美]
詹姆斯.P.沃麦克
[英]
丹尼尔.T.琼斯
BANISH WASTE
AND CREATE WEALTH IN
YOUR CORPORATION
商 务 印 书 馆
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从精益生产到精益思想
《改造世界的机器》
 注意的是总过程
－产品开发，销售和
生产，而不是普遍的
原则。精益生产处于
有实践和成就，但缺
少理论根基的不成熟
时期。
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《精益思想》
 1996年
 精益生产方式由
经验变为理论，新的
生产方式正式诞生。
精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
二、JIT生产方式的目标及其体系
(一)、目标
获取利润
降低成本
（不带来任何附加值的诸因素）
间、时间等
获取利润
彻底清除浪费
人力、物力、资金、空
降低成本
（设备连续生产、库存、人员增加等）
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大批量生产
和muda针锋相对的精益思想
8 种浪费
1
产品缺陷
2
不必须的过量生产
3
等待加工或消费的商品库存
4
不必要的过程
5
不必要的动作
6
多余的运输
7
停工待料或停工待机
8
不符合用户需求的产品设计或服务
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
(一)、目标
(二)、实现目标的手段
1、适时适量(Just in Time and Quantity)
20世纪70年代 美国汽车工业WIP(Work-in-Process)
每年周转10次
日本汽车工业 WIP每年周转50-200次
1982年 丰田WIP每年周转次数>300次
2、弹性配置人数
3、质量保证
设备自动检测不良品
工人发现有质量问题有权自行停止生产
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
(二)、实现目标的手段
1、适时适量(Just in Time and Quantity)
20世纪70年代 美国汽车工业WIP(Work-in-Process)
每年周转10次
日本汽车工业 WIP每年周转50-200次
1982年 丰田WIP每年周转次数>300次
2、弹性配置人数
3、质量保证
设备自动检测不良品
工人发现有质量问题有权自行停止生产
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
(二)、实现目标的手段
1、适时适量(Just in Time and Quantity)
20世纪70年代 美国汽车工业WIP(Work-in-Process)
每年周转10次
日本汽车工业 WIP每年周转50-200次
1982年 丰田WIP每年周转次数>300次
2、弹性配置人数
3、质量保证
设备自动检测不良品
工人发现有质量问题有权自行停止生产
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丰田的两大支柱
顾客至上
自动化(带人字
的自动化）
准时生产
质量贯穿全部工
对必要的产品在
序
必要的时间内生产
必要的的数量
不让次品流入下
一道工序
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关爱人类，以人为本
 福利车型（柔性、技术)

座椅移动
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 轻松座椅（工人发明）
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 装配线上汽车各不相同
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处处体现环保的理念
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工人的小发明
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
4、减少调整时间

Q=
2KN
H

丰田在过去几十年间，把调整时间缩短到原来的1/101/15
70年，丰田生产车罩调整时间为10分钟
美国6小时德国4小时
 调整时间分为内部调整
外部调整
 减少调整时间的方法：
 把调整活动分解成内部和外部
 把内部转换为外部
 尽量使内部调整时间降低

5、成组技术(Group Technology)
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精益生产方式的特点
——精益生产与其他生产方式的比较
通用弗雷明汉厂
丰田高冈厂
每车总装工时
40.7
18.0
修正后的每车总装工时
31
16
每百辆车总装缺陷数
130
45
每车占总装面积
8.1
4.8
平均零件库存
2周
2小时
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精益生产方式的特点
——精益生产与其他生产方式的比较
日本生
产厂
每种新车平均工程工时 （百万）
1.7
每种新车平均开发时间
(月)
46.2
项目团队人员数
485
每种新车的车身型式数
2.3
平均通用件比例
18%
协作件厂工程比例
51%
产品工程修改成本占模具总成本比例
10-20%
进度拖延的产品比例
1/6
模具开发时间
(月)
13.8
样车制造先导时间 ( 月 )
6.2
投产至第一辆销售时间 ( 月 )
1
新车型投产后恢复到正常生产率时间(月) 4
新车型投产后恢复到正常品质时间 (月) 1.4
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美国生
产厂
3.1
60.4
903
1.7
38%
14%
30-50%
1/2
25.0
12.4
4
5
11
欧洲大批
量生产厂
2.9
57.3
2.7
28%
37%
欧洲特种轿
车生产厂
3.1
59.9
904
1.3
30%
32%
10-30%
1/3
28
10.9
2
12
12
出版上的准时生产
——亚马逊的“即需即印”
 亚马逊用“即需即印”来补足存货
存货减少
再次印刷
准备成本降低，每
次印刷批量下降
 这种准时生产方式的潜力并不局限于零星印刷
的图书。对于大量印刷的“热门”书籍同样会
带来利益。
出版商的最大成本为退货成本，若可即需即印，书
商不用超量订货，从而不会发生退货成本。
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接近单次印刷
精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
三、实现JIT生产的重要手段——看板管理
(Kanban Management)
1、工作原理
2、看板的机能

生产及运送的工作指令(Work order)

防止过量生产(Over-production)和过量运送
(Over-transportation)

进行“目视管理”(Visual Management)的工
具

改善的工具
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Kanban System
Kanban Sign
1.There is productrelated information on
Kanban
2.During the preceding
process to retrieve
parts, Kanban is used
to communicate what
parts have been used.
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
I
A
第
I
工
序
I
B
II
A
第
II
工
序
第III工序
II
B
III
A
作业计划
用户需求
原
材
料
实物
看板
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
3、看板的种类及用途
生产看板(Production Kanban)

一般生产看板
批量生产看板
基准数=提前期x后工序需求速度

取货看板(Withdrawal Kanban)
厂内取货看板

外协厂取货看板
临时看板(Temporary Kanban)
4、两种看板系统(Kanban System)
双卡
单卡(只用取货看板)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
5.看板张数的计算
1）生产看板(Production Kanban)
生产看板数与一张看板的一个循环周期有关，也与后工序
生产率以及每张看板代表的零件数有关。
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
i工序前
的库存
某工序
（i）
5
i工序后
的库存
4
6
1
3
2
看板架
（订货）
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看板
看板架
（接收）
精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
1.生产看板取下后在看板架等待的时间
2.从1到3 的传送时间(Transprotation Time)
3.在订货看板架的等待时间(Waiting Time)
4.i工序加工时间(Manufacturing Time)
5.从i工序到工序后位置的运送时间
6.后工序领走前的等待时间
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
i工序的生产看板数=
(i + 1)工序生产率×
（1 + a）i工序生产看板循环周期
每张看板代表的零件数
其中，α是保险系数(Safety Coefficient)
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
例：后工序需求率为100件/H，每看板的零件
数100件/张，各时间如下：（1）5分钟（2
）1分钟（3）30分钟（4）调整5分钟，加
工0.25分钟/件（5）8分钟（6）2分钟。设
α=0
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
循环周期(Circle Time)=
5 + 1 + 30 + (5 + 0.25×100) + 10 = 76分钟
100
76
×
60
= 1.26
看板张数=
100
取2张看板。这样实际循环周期(Cycle Time)为
76×2
= 120分钟（76 : 1.26 = X : 2）
1.26
44
= 0.58
∴ α=0.58
120 - 76 = 44
76
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Kanban System
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
实例1：成批生产线内看板的运行
某冲压生产线，线内看板包含生产看板:冲压看板、下
料看板;传送看板:领料看板、领工装看板。
设A零件批量=5000件（5天的储存量)，每箱装
1000件，一共5 箱，存入成品库。每批生产周期5天。
其中投料剪切需2天（5000件）,冲压3天。
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
成品库
材料库
看板
物流
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剪床
下料看板
冲
床
工具库
冲压看板
精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
实例2-1 单一品种连续流水线看板的运行
P
单一品种流水线
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
实例2-2 多品种连续流水线看板的运行
A
多品种流水线
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B
实例3
E看板
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供应商看板的运行
四、JIT系统的计划特点——均衡生产(Level
Schedule)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
小批量(Small Lot Size)投产有利于均衡负荷
如:
A：t1=6 t2=3 B：t1=3，t2=5 当大批量投产时每天投入A
为80件,每天投入B为96件; 而每天同时投A,B,可安排53套。
均衡有利于快速随市场变化而调整
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
480 min
零件A
80件
工序1
6 min
6 min
6 min
工序2
3min
3min
480 min
零件B
96件
工序1
3min
3min
工序2
5 min
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5 min
5 min
精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
A、B同
时生产
480 min
477 min
53套
6 min
3min
工序1
6 min
3min
6 min
工序2
3min
5 min
零件A
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3min
5 min
零件B
3min
成本增加的“丰田逻辑”
 2005年财务报表
销量与销售额增长
纯利润与利润率下降
单位：万日元
20
15
纯利润 10
15.1
17.3
15.8
14.8
10.6
5
0
2001
2002
2003
时间
单位：万日元
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2004
2005
成本增加的“丰田逻辑”
 哪些环节导致成本上升？
研发
广告费用
雷克萨斯
04财年研发成本
增加额为1849亿
日元
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增加雷克萨斯
广告推广的投
入
营销、形象费用
混合动力车
F1车队
每年在F1上的投
入超过3亿欧元
在美国2005年10月份刚刚起动了
一个百万美元的混合动力车推广
计划
成本增加的“丰田逻辑”
 提升品牌

目前现状
利润上：早已拥有无
可争锋的地位
销量上：随时可以超
越赔钱的通用
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技术上：永远无法超
越欧洲的企业
“简单而可靠，
性价比高但技术含量低”
品牌和文化上：无法
与山姆大叔们争锋，
极少的品牌附加价值
成本增加的“丰田逻辑”
 从挣钱到花钱

美国、欧洲的企业挣扎在成本线上时，其他日韩
企业无力烧钱之机，正是丰田品牌大力投入、一
举摆脱低水平竞争泥潭之时
丰田逻辑
 过渡方案：混合动力以及氢燃料电池等新能源开
发上
 最终目标：绿色环保以及未来技术领先的企业形
象及品牌
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精益生产和准时生产制(Lean Production
and JIT)
JIT的发展
基于时间的竞争（TBC）
•更快的引进新产品
•现有的产品更快的产销平衡
•把JIT的生产方法推广到销售、会计
和订单接受等领域
（订单处理或催收应收账款所花时间）
JIT
白领阶层和秘书工作中
•将JIT和质量管理思想引入到
办公室工作与知识性工作
•使准备工作过程缩短、减少排队
•对白领员工的综合培训消除
非价值增值活动
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精益生产和准时生产制(Lean Production and
JIT)
Case St.Lukes医院和Allegiance公司
Allegiance公司医疗用品供应商，实施准时发货和零库存服务
医院和医疗公司组成工作小组
St.Lukes医院
库房改造为住院区：多出38间病房、949个病床
每年节省200万美金
将医院的费用发生地转换为收入生产地
消除库存成本从而节省了大量资金
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中央电视台新闻制作流程
工工
工工工
工工
工工工
以CCTV-5的4个节目组向 新闻联播 报送节目为例
工工工工
工工工工工工
工工
工工工
工工
工工工
批准
工工工工
工工工工
工工工工
不批准
不批准
工工
工工工工工工工工工工

新闻联播晚7点播出前决定采用与否，需求难以预测

不采用的节目造成浪费（时效性、推动、等待需求）

需要多制作节目以应对未知需求，生产能力要求高；

若采用需求拉动，则可更好提高节目质量
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批准
<10%
工工工工工
大量定制化生产(Mass Customization)
一．大规模定制概念的提出
1970年
预 言 家 Alvin Toffler 在 《 Future
shock》对大规模定制作出预言。
1987年 Stan Davis 在《Future Perfect》创造
了大规模定制这一术语。定义为：在大规模的基础
上 生 产 和 销 售 定 制 产 品 和 服 务 ( Customized
Products and Service) 。
1993年 Joseph II 在《Mass Customization》一
书中，对大规模定制的内容作了完整的描述和分析
。指出，大规模定制的重点在于“通过柔性
(Flexibility)和快速响应(Quick Response)实现
产品的多样化和定制化”。
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客户
企业
个性化需求
产品多样化
大规模
市场变化无穷
市场竞争激烈
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对市场做出
迅速反应
低成本
价格优势
定制
大量定制化生产(Mass Customization)
 大规模定制包括大规模生产(Mass Production)和
定制生产(Customization Production)
矛盾的概念：实际需求的需要，要求不为其限制，而
要超越和融合。
 大规模定制与提供多样化的区别
既具有大量生产下的高效率、低成本，又像单件生产
那样能满足单个顾客需求的生产方式
从本质上分清顾客的个性化需求(Personal Demand)和
共性需求(Common Demand)
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大量定制化生产(Mass Customization)
市场扰动:
就是企业市场不稳定，不确定和缺乏控
制能力的程度。精确的定义为单位时间内需
要企业关注的市场事件的数量和重要性。
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市场扰动图(一个大型技术公司的例子)
1991
产品生命周期
1980
25
45 60
技术变化率
80
40
需求变化速度
30
价格意识
购买力
10
60
55
40
25
经济周期影响程度
60
30
15
需求层次稳定性
55
35
需求一致性
35
20
质量意识
80
80
70
25
35
20
服务水平
65
50
时尚意识
市场饱和度
70
80
替代品强弱
必需品/奢侈品
竞争意识
价格竞争/产品差异性
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80
0
低
25
50
市场扰动度
75
100
高
从大规模生产到大规模定制范式的转变的标志
高市场扰动度
低市场扰动度
0
100
50
扰动度<20
大规模生产仍有效
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40<扰动度<60
可以采用大规模定制
扰动度>60
应该采用大规模定制
大量定制化生产(Mass Customization)
MC可实施于各阶段
*制造阶段(Production)
*装配阶段(Assembly)
*配送阶段(Supply Chain)
*销售服务阶段(Sale Service)
*服务业(Service Industry)
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大量定制化生产(Mass Customization)
 延迟的几种形式

贴标签

包装

组装和生产

时间延迟
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大量定制化生产(Mass Customization)
MC可实施于各阶段
*制造阶段(Production)
*装配阶段(Assembly)
*配送阶段(Supply Chain)
*销售服务阶段(Sale Service)
*服务业(Service Industry)
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大量定制化生产(Mass Customization)
MC可实施于各阶段
*制造阶段(Production)
*装配阶段(Assembly)
*配送阶段(Supply Chain)
*销售服务阶段(Sale Service)
*服务业(Service Industry)
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大量定制化生产(Mass Customization)
MC可实施于各阶段
*制造阶段(Production)
*装配阶段(Assembly)
*配送阶段(Supply Chain)
*销售服务阶段(Sale Service)
*服务业(Service Industry)
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大量定制化生产(Mass Customization)
MC可实施于各阶段
*制造阶段(Production)
*装配阶段(Assembly)
*配送阶段(Supply Chain)
*销售服务阶段(Sale Service)
*服务业(Service Industry)
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大量定制化生产(Mass Customization)
二.大规模定制的发展

日本丰田(TOYOTA)
从设计到供货，反应时间只有5天,从个人设计开始（从
现有车型中）在CAD系统中进行定制部分设计（或在销售
展示厅，或通过流动销售人员在家里）生产计划、制造
、测试到发货

福特(FORD)车的立体声系统
可选择爵士音乐或音乐厅音响效果

别克(BUICK)车车座弹簧系统
可以让司机选择 “软式”或 “运动型”车座
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大量定制化生产(Mass Customization)
三.大规模定制的主要特点：
 当前企业竞争的主要特点：快速(Quickness)、柔
性(Flexibility)、最大限度地满足客户需求为目
的的企业供应链之间的竞争。
 大量生产的目标是追求低成本(Low Cost)（低到产
品的价格几乎大部分人都能承担），在这样的目标
下去研制、生产、营销、发货和服务（高效是实现
低成本的手段）
 大规模定制瞄准了这样的目标：用足够多的变化和
定制化使几乎每个顾客发现这里都有他们所需要的
制品。
 定制产品比标准化产品(Standardized Products)
使用价值更高，顾客愿为多付10%-15%的价钱
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大量定制化生产(Mass Customization)
四.在大规模定制中是否还存在规模经济？
大量生产方式下：先研制产品 然后工艺开发，每
一种工艺对应一种产品（单种品种的大量生产取得
规模经济(Scale of Economy) ）
大规模定制：首先研究工艺，然后一些定制的类似
产品（有变化）从此工艺中加工出来（各种产品在
一种相对稳定的动态工艺下生产，取得类似的规模
经济），在这种新的系统中，工艺比产品更重要，
需 要 工 艺 流 程 再 造 ( Business Process
Reengineering) 。
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大量定制化生产(Mass Customization)
五.基本方法
(1)对标准产品和服务提供定制服务(MC的初期）
旅游服务(Tourism Service) 飞机座位
报纸、杂志等
提供的食品
宾馆(Hotel Service) 客房选择
信息服务(Information Service)
收集 大量方式
使用 每人可获取不同范围数据，用于不同的目的
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大量定制化生产(Mass Customization)
(2)提供交货点定制产品
文化衫
把过去在工厂批量生产的内容移到交货点或销售点
生产
这种方法对那些标准化但具有个性特征的产品或服务
尤 其 适 应 ， 标 准 部 分 可 采 用 大 量 生 产 ( Mass
Production)方式生产，个性部分可在交货点生产（
若很快可以完成，则在销售完成）
实施这一方法有可能涉及到工艺流程的调整，工艺俱
备可调整性 (毛衣染色 HP打印机)
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大量定制化生产(Mass Customization)
贝纳通公司(Benetton)简介
 一个世界级的针织衣物制造的市场领导者
 大批量,多库存
 物流

大型,灵活的生产网络

多个独立的合同转包商

转包商针对产品的动态作出反应
 零售商

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数量多,库存量少的小型商店
大量定制化生产(Mass Customization)
贝纳通的供应循环
 1月份仓库中的大部分产品

在上年3月份完成的最终设计

商店主要在上年七月份前给出订单

从七月份开始按订单的10%进行生产

八月到九月各店主调整订单(主要是颜色)

库存的80%-90% 都是为一月份的销售准备的
 仓库中有少量产品是在1月份按客户的要求专门为春
季的销售定制的
 为补充热销的产品

订单最迟要在产品销完前发出

承诺在5周内发货
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大量定制化生产(Mass Customization)
贝纳通的柔性
 商业目标

提高流行产品的销售量

不断扩大销售网络

成本最小化
 柔性在达到这些目标时的重要性

很难对什么产品、颜色畅销进行预测

一旦产品进入商店客户就会提出要求

小型的商店要求连续补货
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大量定制化生产(Mass Customization)
贝纳通原先的生产流程
纺纱或采购纱线
染色
毛纱线完工
成衣部件生产
成品组装
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大量定制化生产(Mass Customization)
贝纳通新的生产流程
纺纱或采购纱线
成衣部件生产
成衣组装
成衣染色
成衣完工
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该工序被延迟了
大量定制化生产(Mass Customization)
贝纳通的延迟策略
 为什么要进行改变?

这个改变可以使贝纳通在颜色方案确定前开始生产
 这个改变的后果是什么?

推迟了确定颜色的预测

能够用总体需求预测安排生产

能及时响应客户的要求和建议
 延迟策略的问题

生产成本提高了10%

要设计新的生产流程

要采购新的生产设备
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大量定制化生产(Mass Customization)
(3)构件模块化(Modulization) ，以定制最终
产品和服务

零部件标准化生产

规模经济来自于零部件标准化生产（零部件）

定制化来自于零部件的不同组合（产品）

不仅降低成本，还缩短了产品开发、设计的周
期，使快速响应(Quick Response)
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不同结合构成不同产品
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大量定制化生产(Mass Customization)
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大量定制化生产(Mass Customization)
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