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平准化不仅在生产环节中,在物流系统中同样重要

 肖毅冥海 2018-02-11



准化是实现JIT的前提条件,其含义是将生产或供给的物品种类和数量进行平均化。在生产和供给的过程中,实现平准化可避免工序完成品不足或为防止缺品而准备库存,避免人员、器材以浮动的最大值做准备,同时可消除不必要的浪费。在丰田的物流体系中,平准化得到了广泛应用。


自20世纪80年代以来,丰田生产方式(TPS)被广泛推崇,其中JIT更是被制造业奉为消除浪费、降低成本的法宝。关于JIT实现方法,人们大多解释为生产的平准化(Keep the Even Pitch)和如何缩短周期,但往往较少描述平准化在各个物流环节的应用。本文以丰田工厂运作实际出发,通过解析平准化在各个物流环节中的应用,使企业更深刻地了解丰田的物流运作。
       在丰田的物流体系里面,平准化主要应用在以下几个方面:订单的平准化、集货的平准化、厂内受入的平准化、进度吸收链(Progress Lane)的平准化和进度吸收链搬出的平准化。


订单的平准化

在说明订单的平准化前,先解释订单分割这个概念。JIT的实现要靠小批量多频次的物流来完成,为了达到这一要求,丰田按供应商对每天的订单进行分割。根据装箱数量,不同供应商的日次订单数也不同,丰田按照1订单/T(T=0.5h×2n,0≤n≤6)的频次将每天零件的数量以箱为单位均分到各订单里。这样按一天16小时工作时间计算,最大就有32个订单。因为每日的车辆顺序已经进行了平准,确保了订单分割后物流量的均匀。而从物流的角度来讲,每一个订单的基准货量是1m3,即1order=1m3,并遵循以下的规则:

假设每天的最大订单数是32,1个订单基准货量=1m3/order,则每个供应商设定的订单数为:

0≤ 货量 ≤1m3           1order

1m3≤ 货量 ≤2m3         2order  

2m3≤ 货量 ≤ 4m3       4order

4m3 ≤ 货量 ≤ 8m3       8order

8m3≤ 货量 ≤ 16m3        16order

16m3≤ 货量                    32order

举个例子,某个供应商A向丰田提供50种零部件,通过计算,这50种零部件一天货量大约80m3,我们就为这个供应商一天设定32个订单,而每个订单都会有这50种零部件,每个订单的货量为80/32=2.5m3。另一个供应商B向丰田提供1种零部件,通过计算,这种零部件一天货量约3m3,我们就为这个供应商一天设定4个订单,每个订单货量为0.75m3

通过订单的平准化,将会为下一个工序——集货平准化提供必要的基础。


集货的平准化

要做到集货的平准化需做到以下两点:

第一,对每个供应商来看,丰田的物流卡车每天都会多次到同一个供应商处进行取货,取货的频率根据供应商的货量多少而定,每次取货的货量都相等,即每次取货取相等订单的货量。假如一个供应商订单数是8,每天取货4次,则每次取货为2个订单的货量。要做到集货的平准化需要尽量做到取货时间间隔平准,避免供应商由于时间间隔差不同而影响准备零部件,两次取货时间相差太少而无法准备好零部件出货(见图1)。

 



图1  是否做到平准化方式的对比

 

第二,从每条取货路线来看,要从多个供应商处取货,丰田采取送牛奶的方式(Milk Run)进行集货。即每条路线的多个供应商一天内会多次循环取货,并且指定每个车的装载量(见图2)。

 

图2  两种取货情况的对比

 

从图2来看,情况A由于做到集货的平准化,因此车辆没有出现装载溢出的情况,并且更合理地利用货车的空间,利于成本的节省。同时,由于3个供应商每次出货的货量基本是一致的(前面已经说明),因此供应商的作业可以做到平准化,并可以使供应商存放零部件的面积达到最小化。以SUP C为例,在情况A时,如果一天集货4次,供应商只需要一天货量的1/4的空间就足够了,即假如给供应商一天要提供40m3的零部件,它只需有10m3的存储空间就足够了。而在情况B下,供应商就需要准备可以存放一天货量的空间存放零部件,即要准备40m3的空间,这样无疑降低了供应商空间的利用率,增加了成本。

在实际的操作中有部分供应商不能理解集货平准化的好处,认为一天一次集货是最好的,丰田公司通常会向供应商解释多频度平准化集货的好处,并指导供应商进行改善。

在整个物流体系里面,集货平准化为其后工序厂内受入平准化提供必要的支持。


厂内受入的平准化

前文描述了丰田物流里面集货的平准化,集货完毕后就要把零部件卸到厂内。广州丰田所有供应商一天的集货次数累计超过150回次,即一天一共有150多趟车到丰田的受入场所装卸零部件。受入口不超过20个,安排好每一趟车的装卸时间,可以减少很多不必要的浪费。

以图3为例,有3条取货线路,分别是线路A、线路B和线路C,厂内受入平准化就是线路A、B、C在不同的时间到达工厂内的受入口,在线路A完成装卸货后线路B的车辆才到该受入口进行装卸,最后是线路C的货车装卸。这样要完成以上3条线路每天10次装卸,工厂内只需要1个受入口即可,并且装卸的人员只需要一个。而未实施平准化状态有4个时间段同时到达两台货车,因此需要2个卸货平台供货车装卸,同时需要2个操作人员。而在某些时段,由于没有货车到达,操作人员处于空闲状态,对工厂来说是一种浪费。以上的例子是一个受入口的情况,而实际情况更加复杂,但目标只有一个,就是每一个操作人员每天的工数一样,每个时间段操作人员的人数一样,同时占用最少的受入口数量。

 



图3  平准化实施对比

 

图4-1和图4-2是平准化操作和非平准化操作的两个例子,A01~A08表示A线路一天卸货8次,并在1号卸货口装卸零部件。图4-1中从A线路到L线路,卸货时间平准化时,只需要5个卸货口就足够了,而图4-2中卸货时间虽然平准化,但是没有做到零部件受入的平准化,因此在卸货次数相同的情况下,图4-2需要7个卸货口。在人员数量上,图4-1只需要5个操作人员操作(每个卸货口一个人操作);而图4-2的情况则需要3~7人不等,早上8:30要7人操作,而9:30~10:00左右,只需要3人操作。图4-2的情况造成了人员的浪费和成本的上升。图4-1中每条线路的受入时间是平准化分配(装卸货的间隔相等)。这样受入口的利用率和人员的利用率最高,成本可得到有效控制。

 



图4-1  平准化操作

 

 
图4-2 非平准化操作

 


进度吸收链的平准化

当卡车把所有零部件卸下后,经过验收就会转送到下一个物流区域——进度吸收链,也就是P-LANE。在说明P-LANE的平准化前,先说明一下P-LANE的作用(见图5):

 



图5  生产进度吸收分割链

 

1.按生产进度供给零部件,防止厂内零部件的溢出和欠品;

2.分割功能,根据分割链实施小批量多回次的的供给;

3.吸收厂外零部件供给和厂内生产需求的进度差,实现稳定的部品供给并减少机材数。

在前面说明订单的平准化时提到订单分割的作用,进度吸收链即承接这一作用的场所,每一条进度吸收链对应一个订单号,例如第一条链就对应第一个订单。如图5所示,1号链里面的所有零部件的订单号是1。由于每个供应商的订单是平准化的,因此每条进度吸收链的总货量也大致相同,这样每条进度吸收链的所占面积也一样。平准化的具体操作见图6。

 



图6  平准化的具体操作

 

假设工厂的订单分割是8,则进度吸收链的链数也有8条,某取货线路有A和B两个供应商,它们均一天集货2次。其中供应商A根据货量确定订单数是8个,而供应商B根据货量确定订单数是4。每次集货供应商A会出4个订单的零部件,分别是订单1~4和订单5~8。供应商B每次会出2个订单的零部件,分别是订单1~2和订单3~4。第一辆车卸货后,操作人员把供应商A的前4个订单分别放到进度吸收链的第1至第4条链,把供应商B的前2个订单放进进度吸收链的第1和第3条链。在第二辆车卸货后,操作人员把供应商A的后4个订单分别放到进度吸收链的第5至第8条链,把供应商B的后2个订单放进进度吸收链的第5和第7条链。这样做的目的是尽量保持P-LANE的平准化。在进行进度吸收链平准化操作的时候我们通常会遇到供应商B的情况,链数比订单数多,即进度吸收链的链数是8,但实际上供应商的订单数只有4,我们就会把这4个订单放在第1、3、5、7链或2、4、6、8链,而不会把这4个订单放在1、2、3、4链。根据上面的例子,SUP B的4个订单放在1、3、5和7链后,2、4、6和8链的货量就会比较少。实际上,零部件的供应商有100多个,因此一天4个订单供应商也有不少,即会有SUP C一天4个订单,这时我们会把SUP C的4个订单放在2、4、6和8链,这样就能保持进度吸收链的货量平准化。

进度吸收链是工厂内物流的一个重要区域,在丰田厂外物流和厂内物流中起到承上启下的作用。进度吸收链的平准化,不但可以使厂内吸收链的面积最小(每条链链长度一样),还可为随后的物流运作零部件搬出提供有效的支持。进度吸收链是否做到平准化是工厂内物流能否高效运转的必要条件。

零部件在进度吸收链存放后,会根据生产进度搬出,即生产线需要这些零部件时,就会从进度吸收链搬出。在广州丰田的实际运作中,基本上每隔28min会搬出一次。各个零部件会根据各自的需求被送到下一个据点,这些零部件由专门的台车运送(见图7)。

 



图7  零部件运送台车

 

假设每条进度吸收链的零部件大约有80m3,而每个牵引车后面只能牵引4个台车,则每次从进度吸收链搬出的零部件就需要20台牵引车。在实际操作中,牵引车的数量是固定的,因此要求每条进度吸收链的零部件的总量要一致,这样才能保证不增加牵引车数量或避免一台牵引车要运送2次零部件(见图8)。

 



图8  进度吸收链示意

 

从第一条进度吸收链搬出的零部件会通过20台牵引车运送到相应的据点,运送一周需要28min,之后再运送第二条进度吸收链的零部件(上图中很多链里的零部件不多是因为未受入,而不是不平准)。如果每条进度吸收链的货量不平准,部分链的货量达到100m3,则需要25台牵引车运送零部件。这样就会增加牵引车的数量,并会使工厂内部物流线增长,物流效率降低。如果部分吸收链货量特别少,则会导致部分牵引车空闲,降低机材利用率。


结论

综上所述,整个内外物流是一个系统运作,广州丰田在厂外物流和厂内物流的各个环节,从下订单到零部件运送到所需据点,均实行平准化操作,实现了零件JIT供给。平准化操作中每个前工序都是为下一个工序服务,只要其中一环没有做到平准化,就会影响后面的操作。

实际上,实现JIT除了做到平准化外,还要做到缩短周期,在本文中虽然没有对丰田如何缩短周期加以说明,但是缩短周期和平准化也是分不开的,要做到缩短周期,就要实行平准化操作。

 


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