精益生產（LP）的本質和應用案例
內容提要：精益生產是在總結流水線生產和豐田生產方式而創立的生產理論，它將生產理論簡化到了新的理論高度，總結出了精益五原則，對精益生產的推廣起到了重要作用，越簡單有效的方法越容易普及。精益生產的主要目標還是增加產出速度，同時也兼顧降低成本。精益生產以以價值流分析作為工具，跟蹤價值的產生過程，刪除不必要的環節，從而縮短生產周期并降低成本。精益生產以空間或者庫存作為緩沖，來防止工序的過量生產，從而保證系統的產出速度。
精益生產（Lean Production，簡稱LP）是美國麻省理工學院數位國際汽車計劃組織的專家對日本“豐田JIT（Just In Time）生產方式”的研究而命名的生產方法。精益生產有五個原則，分別為價值、價值流、流動、拉動和盡善盡美（如圖6-64所示）。
精益生產的5個原則：
1）價值：精確的定義特定產品的價值。
2）價值流：識別出每種產品的價值流。
3）流動：使價值不斷流動。
4）拉動：讓顧客從生產方面拉動價值。
5）盡善盡美：永遠的追求盡善盡美（如圖6-65所示）。
如何通過廣義動量定理和系統思考來分析精益生產的5個原則呢？廣義動量定理用來分析如何產生和增加成果，系統思考用來分析各種因素的交互影響。這兩種方法改如何使用呢？
1）價值：精確的定義特定產品的價值（如圖6-66所示）。
定義價值就是定義顧客所需要的產品質量m，這是生產出的產品需要達到的目標。從廣義動量定理的角度說，定義價值就是定義廣義動量定理Fαt=nmV成果nmV中的m，指出了主體通過力量F、方法α、時間t和力量的作用點而要達到的目標。
2）價值流：識別出每種產品的價值流（如圖6-67所示）。
圖6-67價值流
價值流是產生價值m的過程，價值從原始價值m1增值到m2，從m2增值到mi，經過多個增值過程，最后增值到目標價值m。而從原始價值m1，最后增值到目標價值m的過程就是價值流。也就是廣義動量定理的過程市場Fαt，不能產生價值m的過程應該減少到最小，這一點和工業工程中介紹減少動作動作路程的道理是相同的。減少不必要的步驟可以加快產品的產出速度而提高產出量，也可以減少占用時間，人力和物料等的成本，這和TPS中所說的“消除一切浪費”的思想是相同的。
3）流動：使價值不斷流動（如圖6-68所示）。
增加流動速度可以增加產出成果。從廣義動量定理Fαt=nmV的角度說，速度V越大，成果nmV越大。每一個增加價值的過程也是廣義動量定理增加成果的過程，沒有過程四要素力量F，方法α，時間t和作用點，成果不可能發生變化。從TOC制約理論的角度說，系統的產出由瓶頸決定，瓶頸的速度決定了系統的產出速度，而當局部速度大于瓶頸速度時，并不能增加系統的產出，反而會增加庫存而掩蓋問題。那么是誰決定系統產出速度的上限呢？是客戶的需求速度，超過客戶需求的產出速度只能產生庫存。在豐田生產方式和精益生產中，如何處理局部速度高于瓶頸速度的地方呢？它們通過多能工和快速換模來實現人和設備的富余被使用，因為從TPS和精益生產的角度說，超出功能需求的能力而不被使用就是浪費，不符合精益的思想。人超出的工作能力和時間可以用來做其他的事情，這是多能工的精髓；而設備超出的能力也可以加工其他零件，通過快速換模來減少時間轉換的損失。所以在TPS和精益生產中，通過使個生產單元的速度V相等來平衡產能，從而使產出最大化。每一個生產單元表示價值的增值過程，然后通過箭頭的方向將物流流動到下一個生產單元。
4）拉動：讓顧客從生產方面拉動價值（如圖6-69所示）。
讓顧客拉動價值是為了指導生產客戶馬上需要的產品，而不是客戶不需要的產品，這樣可以減少庫存，從而減少負債，增加系統的有效產出。物流是從上一個生產單元流到下一個生產單元，而從下一個單元取走上一個單元的零部件后，信息流從下一個單元反饋到上一個單元，反饋的信息包括取走器件的型號和數量等，這一個信息就是指導上一個單元生產同樣數量的此型號產品，從而形成了價值的拉動而不是推動過程。按照精益生產的思想，它融合了豐田管理方式和流水線的精髓，在能創造連續流的地方就使用流動原則，這是流水線的思想，在不能流動的地方就在這道工序前增加超市庫存，也是是庫存緩沖，來保證下游的流動（如圖6-70所示）。
每個生產單元均可以通過上圖的負反饋過程表示，每一個單元對于每一種產品都有一個目標庫存量，當剩余庫存量小于目標庫存量時開始生產；當剩余庫存量等于目標庫存量時停止生產，這樣既可以保證整條生產流程的速度一致，也可以防止過量生產產生負債和擾亂生產秩序。目標生產量=目標庫存量-剩余庫存量=目標庫存量-（原庫存量-下道工序取走的量）=目標庫存量-原庫存量+下道工序取走的量，如果原庫存量與目標庫存量相等，那么生產的數量就是下道工序取走的量。單件流不一定是使系統產出最快的方法，有時經濟批量比單件流使系統的產出更快，這一點會在后邊進行分析。
5）盡善盡美：永遠的追求盡善盡美（如圖6-71所示）。
盡善盡美是不斷的優化上述四個過程，使成果nmV越來越大。通過減少目標庫存，庫存量減少，阻礙流動的問題就會向石頭一樣露出水面，消除這些阻礙流動的因素，就像移走了河流中減緩水流速度的石頭，流動的速度會加快，產出成果nmV會增加。不斷的減少目標庫存和優化上述四個過程，使成果nmV越來越大。
德國保時捷公司在董事長魏德卿的領導下，引入精益生產，使保時捷成為世界最賺錢的汽車公司。
精益生產發展了TPS思想，在《學習觀察：通過價值流圖創造價值、消除浪費》提出的圖析不是每個生產環節都需要使用看板來完成負反饋環，精益思想將TPS進行了簡化，實施的方法也簡化，使其實施更容易，且結果更好。
此處引用《學習觀察：通過價值流圖創造價值、消除浪費》書中的一個例子，并簡要進行講解。
例子：
阿克米沖壓公司為汽車裝配廠生產鋼制轉向管柱支架，該產品分為方向盤左側、右側兩種類型，成品發往國家大道汽車裝配廠。
顧客需求：每月18400件，其中：左側轉向支架12000件，右側轉向支架6400件。顧客工廠每天按照兩班運轉；每個貨盤中有20件產品，一個貨箱最多可以放10個貨盤，顧客以貨盤為單位訂貨。每天用卡車向顧客發一次貨。
阿克米工廠數據
工作時間：每月工作日20天，所有生產部門每天兩班，每班8小時，必要時可以加班，每班有2個10分鐘休息，在休期間，手動機停止工作，午餐不計入工作時間。
生產工序：該產品的工序包括沖壓、點焊1工位、點焊2工位、裝配1工位、裝配2工位和發運。
根據客戶和阿克米公司的情況繪制價值流現狀圖（如圖6-72所示）：
通過對客戶需求，供應商情況和企業的自身情況繪制出企業的價值流現狀圖（如圖6-73所示）。
通過精益價值流的分析，繪制出價值流的未來圖。從圖中可以看出生產交付期從23.6天縮短到5天。此工程的未來價值流圖包含3個負反饋，包括供應商環，沖壓環和定拍環。每一個拉動系統的超市都對應著一個負反饋環（如圖6-74所示）。
以精益思想的5個原則來分析這個例子，
1）定義什么是價值。
也就是質量m，價值為生產的左右管柱支架。數量n為12000件左側，6400件右側，速度V為60秒/件（18400件/20天/2班=460件/班，27600秒（每班可用工作時間）/460件=60秒/件）。所以每天要產生的廣義動量nmV為920件*管柱支架質量*60秒/件（其中920件中包含600件左側支架和320件右側之間）。
2）分析價值流。
收到供應商的鋼材后，經過阿克米公司的沖壓，點焊1，點焊2，裝配1，裝配2的這5道加工工序后，變成成品，然后發運到客戶公司，這5道工序就是價值流，即價值的形成過程。每一道工序的數據情況在相對應的加工工序下進行了標明。
3）流動
通過分析，沖壓時間為1秒，與節拍時間相差太大，不宜引入連續流。而兩個焊接和兩個裝配的時間與節拍時間接近，可以引入連續流（如圖6-75所示）。裝配和點焊的總時間為187秒，而節拍時間為60秒，這樣就需要3.12人來完成裝配和點焊的工作，當前的4人有些浪費，通過工藝改良，將每個工人的單位工作時間減少到55秒，三人總時間為165秒，小于180秒（如圖6-76所示）。
4）拉動
在不能引入連續流的地方使用超市，在沖壓工序前有卷材超市，用于保證沖壓工序有合適的工作庫存緩沖，在沖壓工序后有超市，用于保證焊接+裝配工序的正常工作，在焊接+裝配工序后有成品超市，用于保證有合適的發運緩沖，超市的作用和福特的空間緩沖，高德拉特的時間緩沖作用是相同的，保證下道工序不挨餓，可以正常工作，超市的大小取決于現場的墨菲效應和節拍等，超市的庫存量不宜過大，過大則在制品過多，易造成生產混亂，并且庫存是負債，需要減少；庫存也不宜過少，過少的話，一旦發生墨菲效應，下道工序就馬上停工，影響系統的總產出。超市是一個負反饋系統，輸入的大小為超市的目標庫存大小，而生產的目標是偏差庫存，偏差庫存=目標庫存-實際庫存（如圖6-77所示）。
5）盡善盡美
減少各道工序的換模時間，增加開機率到100%，可以減少生產總時間，這一點作者將在‘經濟批量與單件流’的章節中進行論述。通過均衡生產，降低庫存量，縮短交貨期。各道工序的都可以通過不斷改善，從而縮短交貨期。
精益價值流圖析中，使用反E來表示超市，與TPS的拉動系統功能是相同的；而先入先出的管道與福特流水線的空間緩沖道理相同，管道有大小容量的限制，達到限制時，停止生產，是負反饋系統。在某些情況下，超市并不適用，比如顧客定制的產品、保質期短的材料，或者很少用的昂貴零件等，就可以使用管道代替超市。精益價值流圖使精益生產更容易理解和實施（如圖6-78所示）。
精益生產適用條件：產品多樣，需求較小但穩定的產品。
摘自《可以量化的管理學》
