丰田生产系统包含了两个主要的理念,被称为两大支柱。
一个是自働化JIDOKA,其含义是当发生问题时立即停滞设备,防止有缺陷的产品产生;另一个是定时生产Just In Time,其含义是在流程中每道工序只生产下道工序必须的产品,杜绝过盈生产

精益史话動为何加了单人旁 丰田独创自働化的奥妙  第1张

丰田佐吉的创新贡献】

福特的流水线装置办法将汽车的总装韶光缩短了八倍,从12小时缩短到了1.5小时以下,本钱降落了一倍。
而丰田佐吉发明的自动化织布机,让一个工人可以同时扼守30-40台设备,将人的代价创造能力提高了30倍以上。
作为丰田生产办法两大支柱之一的“自働化”,是丰田佐吉对工业文明的最大贡献

【丰田佐吉的探索】

解除对人的技能依赖

在丰田佐吉研究织布机以前,织布是用双手和一只脚共同操作,才能完成一纬线的编织,劳动强度高、技能哀求高、且效率低下。
丰田佐吉看到母亲每天劳作,想探求改变

1890年,丰田佐吉完成了第一个革命性的打破:新型号的木制人力织机,只须要用一只手推动摆杆,就能完成一纬线的编织。
效率高、强度低,技能哀求低,效率提高了40%以上,解除了织布对人的技能依赖

解除对人的体力依赖

丰田佐吉连续进行了动力化和机器金属化的研究,经由四次迭代,丰田织布机也逐渐成为了脱销品。
织布机动力源的优化,机器构造的钢铁化,让织机运行速率和效率越来越高,这就将原来的次要抵牾,变为了织布机稳定运行的紧张抵牾:抵牾一:梭子上的纬线是较短的,员工要时候准备停机换梭子,机器速率越快,停机韶光的比例越高抵牾二:机器速率越快,棉质经线就越随意马虎被拉断,这让操作者必须钉去世在机器边上,等待断线,然后停机,接线这两个抵牾让织布效率提高碰着了天花板

人不是机器的赞助

1924年,最新型号的自动织机(G型),全面利用了“无停滞换梭”机构,这种机构可以在一直机的情形下,由工人补充多个梭子,并实现机器自动换梭。
如此一来,工人就从机器运行的赞助位解放了出来,可以在相对长的韶光离开自动运行的设备,从事其他的事情(或安歇)。
这就办理了抵牾一

人不是机器的保姆

同样在最新型号的自动织机(G型)上,发明了“经线断线自动停滞”机构。
经线一旦断线,织布机可以自行停滞运行并报警。
如此一来,工人就再也不用去世守在自动运行机器阁下,只须要做:定时补梭子、在机器报警后连接经线、规复运行。
因此,一位纺织工人就具备了同时扼守三十到四十台织布机的可能性。
在这样的技能根本下,纺织业的老板和员工之间,可以有多种选择,或者员工8小时事情,多挣钱;员工也可以4小时事情,多休闲

丰田佐吉的自働化,经由了四次迭代,终极将人从繁重、呆板的劳动中解放出来,供应了企业选择的自由

自働化为何必须加人字旁

自动换梭、自动运行,是机器取代人的操作,减轻了人的劳动强度。
生产效率的提升是机器速率提高带来的,表示出了专业技能职员的代价,但操作者的代价并未提高。
这叫“自动化Automation”

非常自动停机并报警,是让机器具备了人的识错能力,从而让操作者不再是机器的保姆,减少了操作者不创造代价的动作,提高了操作者的代价创造率(多机台作业),专业技能职员和操作者的代价都得到了表示。
因此丰田佐吉特意创造了个新字,叫“自働化JIDOKA”

不能将自働化纯挚理解为担保质量,更全面的理解是担保质量的同时,提高人的作业效率。
而且非常不但是造成质量问题,还会造成安全,设备运行,本钱提高等等各种问题。
因此创造非常就停滞才是核心

【丰田汽车的自働化】

丰田佐吉在病笃之际,留给儿子喜一郎的末了一句遗言是“我搞织布机,你搞汽车,你要和我一样通过发明创造为国效力”

虽然没有子承父业,但喜一郎武断的认为“自働化”理念是父亲留给自己最宝贵的遗产,也必须成为丰田汽车的基本原则之一

大野耐一的实践

战后日本从欧美入口了很多自动扮装备。
只管是自动化机器,实际上在每台机床边还需配备一名工人扼守,当发生故障时,再去叫修理职员来修理

大野耐一认为这种事真是屈曲到极点,买来了自动机器,一点好处没发挥出来,于是就开始考虑如何做到不靠人监视也行呢?他想到了丰田创始人丰田佐吉的创造

以前的织布机在织造过程中,如果一根经线断了,或者是纬线用完了,必须靠人巡回检讨创造停车处理,不然就会涌现大量的不合格品。
能不能给设备授予类似人的“智能”,给它装上判断设备运行状态是否正常的装置,使之在涌现上述情形时自动停车,从而提高劳动效率又减少不合格品。
自働化思想的出身和发展,便是在上述大背景下产生的。
因此,它与设备本身没有什么关系,而是直接针对问题的管理体系

大野耐一认为,“统统问题都归结于机器”是一件须要高度当心的事情。
由于机器没有能力辨别是非,更不可能创造问题和解决问题。
于是大野在“自働化”时期中提出了自己的“自働化”的观点:让机器也有人的聪慧——当机器生产出了不合格的产品时,就会“自动”停下来。
机器本身当然做不到这一点,能做到这一点的还是人——机器的操作者

JIDOKA的两大内涵

少人化(非省人化):机器自己判断良品或不良品,逢非常时,即不良品顷发生,机器就自働停滞生产。
不须要作业员在旁监视,一个作业员可以照顾许多台设备,以是须要的作业员很少

零不良:机器既然会因不良品顷产生,即自働停滞运作生产,当然可以达到零不良的哀求

JIDOKA的特色

人字边表示有人的判断力

当机器在生产时,作业员可以离开

没有监视的无附加代价动作;

当非常状况发生时,机器会自动停滞

利用警示灯来关照

“自働化Jidoka”不同于“自动化Automation”的核心也正是这一点,即由操作机器的人去创造和解决问题

【自働化实现的7大步骤】

在自働化实现技能的发展过程中,丰田最初逐渐明确了一些开拓机器的准则。
到了1960年代后期,这些准则被汇编为标准,被称为“自働化步骤7Level”

第一步骤:没有自动化,所有的作业都是手动的

第二步骤:仅机器作业被自动化

第三步骤:不论正常或非常,机器在作业完成后会自动停滞

第四步骤:我们看到了真正的丰田开拓机器的方法,每当机器涌现问题、非常情形时,机器就会自动停滞,特殊将此功能称为“具有人类聪慧的自动化”或自働化

第五步骤:为每台设备配备零件会自动卸除的功能

据丰田资深专家原田师长西席称,当他还是一个年轻的现场制造工程师时,这前五个步骤(从100%手动到自动卸除)的想法已经确立,但大概尚未被严谨地落实

在丰田TPS导师也总是警告,在配置有效的自动卸除功能Auto eject和nagara作业(作业员在走到了下一工序的途中,可以随意马虎的顺便启动上一工序的机器作业)以建立流动之前,不要急于进入第六步和第七步,否则结果将会导致非常昂贵且不具灵巧性的被自动化的生产线,但却仍旧让作业员诸如停下脚步来按开关,没有增加代价的动作摧残浪费蹂躏,更别提处理一定会发生的设备故障所造成的本钱包袱

第六步骤:实现零件自动装载的全自动化

第七步骤:实现零件自动启动的全自动化

Nagara Switch

在日语中“ Nagara”是指在实行一项任务时同时实行另一项任务。
但其发明者原田师长西席本人从未如此称呼Nagara Switch,这可能是为了防止人们发展出对技能导向的偏执。
它让作业员在步辇儿中,尽可能轻松且自然地启动机械的作业。
因此该装置帮忙团队在多工程作业中创造连续流动。
如今Nagara开关和类似的事情赞助装置已广泛地利用于制造作业中,它可以更有效率地连接了作业员与机器的作业

Nagara Switch 与自动卸除机制Auto eject的着着化(Chaku-Chaku)作业,可以创建连续流(Creating Continuous Flow)

美国著名专家John Shook(代价流图VSM的发明者之一)将该装置称为“ Chaku Chaku Switch”。
无论我们如何称呼它,它都代表了一种高效的装置,为人机互动的许多改进铺陈了道路。
这是标准作业的关键部分,并表示了对人的尊重。
毫无疑问,这种小巧但功能强大的装置,在汽车家当的生产线设计和作业中,它所造成的影响远超过原田师长西席及其同事的想象。
如果不该用Nagara Switches,就无法建成好的Chaku Chaku生产线

【Andon系统是自働化的扩展】

传统管理普遍存在的问题

生产线瓶颈不能及时处理办理,在制品堆积严重

可控性差,对加工进度的节制禁绝确,生产现场状态监控能力不敷

设备故障无法及时处理相应,造成等待摧残浪费蹂躏,设备综合效率低下

物料短缺无法及时相应,影响韶光丢失

生产非常无法及时创造,非常数据无法记录统计,无法快速相应办理

丢失韶光难于统计,影响生产效率 及科学绩效评估

经营数据的剖析和统计无法做到准确及时,难以挖掘出有代价的信息以辅导未来生产操持

这些问题削弱了管理职员对生产的预测、掌握及应变能力,已越来越难以搪塞订单规格多,且交货期短的市场哀求。
这时我们非常有必要借助些工具来赞助办理这些问题

Andon 安东系统正是办理之道

作为精益制造实行中的一个核心工具,是加强工厂车间生产过程的管理,干系信息做到目视化,信息通报做到快捷化,工序过程透明化,提高生产组织效率的一种手段。
目前已广泛运用于精益制造生产流程

便是要实现当生产线发生非常时,可以通过系统的设计立即创造非常,并以可视化的手段及时反馈至相应的管理者,以便做出迅即的处理,从而实现“立即停息制度”,以即时办理质量问题而不是下线返修,达到持续高品质的生产产品

Andon系统正是丰田“自働化”理念的详细利用,也是一种推广和延伸

Andon系统紧张功能

加强工厂车间生产过程的管理,干系信息做到目视化,信息通报做到快捷化,工序过程透明化,提高生产组织效率

作为实现TPM的一个赞助工具,能实现快速的信息通报、申请呼叫、实时显示、统计剖析、报表天生等,对工序作业、设备状态、质量问题、供应物料情形等过程进行实时的信息通报和管理,对生产全过程构成支撑

当跟不上生产节拍或有非标准的状况产生时,寻求帮助。
使操作过程能够防止毛病产生或流入下一道工序

及时通报操作中的生产作业状态信息,匆匆使办理问题流程的履行及现场管理组体系的完善

搜集数据,对实时采集的现场生产状况数据进行处理、存储与管理为生产管理的剖析供应依据,为后期的持续改进供应目标

Andon集成系统

监控看板

产线状态看板

设备状态显示灯

Andon可视化管理

作为一种生产现场可视化管理工具,可通过电子看板轻易实现车间的目视化管理,方便干系管理职员通过电子看板上显示的信息及时作出相应

物料配送电子看板:在库房发料区、配送准备区大屏幕呈现呼叫韶光、生产线、呼叫的物料、配送需求量、哀求投递韶光、当前已过期光等信息,实时辅导物料配送准备

设备维修电子看板:在设备技能员办公区大屏幕呈现呼叫韶光、生产线、设备代码、设备名称、是否已停机、呼叫的维修技能组、已过期光、当前状态等信息,辅导快速定位维修技能资源

需求电子看板:在办公区大屏幕呈现呼叫韶光、生产线、呼叫的支持职员、已过期光、当前状态等信息,快速查看生产线状况

非常发生停线机制的深刻意义

作为丰田生产系统主要工具之一的Andon系统已被海内浩瀚企业在制造流程中运用。
但现实是大多数企业的Andon只是在生产线涌现安全或紧急事宜时才利用,平时尽可能保持生产不中断地持续生产。
这样实践办法大大削弱了系统的浸染

固定位停滞机制丰田生产线并不是拉绳后整条生产线立时停线,而是在拉绳后,如果小组主管(TL)能在节拍韶光内办理问题,生产线连续移动。
如果该工位无法在节拍韶光内办理问题,生产线某一段停线而不是整条线

快速非常相应机制当生产线涌现问题时,须要建立清晰的非常相应机制,包括在什么韶光内谁来卖力,都须要标准化流程定义清楚。
如果缺少快速相应机制,生产线停线韶光就会无限加长,停线机制就无法有效得以贯彻

区域掌握在履行精益改进中,以Andon系统为代表许多企业都已建立非常相应机制,而个中成功的关键成分之一是须要建立现场的区域掌握体系。
缺少有效的区域掌握,非常相应系统只是形同虚设。
在区域掌握中,其核心元素是GL和TL的管理幅度,一样平常TL的管理幅度根据本区域问题发生频率确定在4-8个员工

精益领导力造就我们可以照抄丰田的工具和管理系统,但如果员工在停线后受到责怪,员工就不敢将生产线停下来,那么所有的工具和管理系统这时都不起浸染

内置品质Build-In Quality

【简便自动化LCIA】

Low Cost Intelligent Automation低本钱智能自动化,又称“简便自动化”。
在日本被称为KARAKURI

LCIA的特色

每个公司都可以根据实际的工艺须要自己导出想法加入聪慧

独立制作的 “简便的”自动化称为 “简便自动化”

主体部分通用,适应性部分专用,做到适用而价廉 。
它是一种“非标”的设计

适速化、小型化、人离化

案例分享

这个范例的案例便是利用LCIA的理念,设计出针对公司工艺的专用“全自动高温焊接装备”,做到了一箭三雕:原有的12人手动焊接变为一人操作、自动焊接、直接减员11名;保障了焊接的品质;提升了高温作业的安全度

为何它不是“工装”而是“LCIA”?由于高温焊接之后的品质剖断(焊点形状、焊锡量、焊点表面空泡)完备不依赖人工剖断,而是利用光学成像与扫描技能自动剖断,并能将不良品自动归类

JIDOKA源于丰田,而日本的家当界在此理念根本之上不断深化“自动+低级人工智能”的设计,至今LCIA已经形成了非常完善的理论体系与实战履历

【防错设计Poka Yoke】

众所周知,作业失落误将导致毛病、产品不良乃至安全事件,这是制造管理中必须彻底办理的一大课题。
Crosby提出的“零毛病”理念正是在这种背景中应运而生的,也是丰田为了实现内置品质而必须办理的关键课题

但零失落误与零毛病如何详细地实现?人类探索了多年也没能取得打破,直到作业防错法Poka Yoke的崛起

不同于传统以“教诲”、“惩办”为紧张手段的思维,日本改进专家新乡重夫(SHIGEO SHINGO) 通过长期研究,建立了一套新的防错模式——POKA-YOKE,其基本事理为:用一套设备或方法使作业者在作业时直接可以明显创造毛病或使操作失落误后不产生毛病,作业职员通过POKA-YOKE完成自我检讨,失落误将明白易見,同时,POKA-YOKE也担保了必须知足其设定的哀求,操作才可完成

由于防错法Poka Yoke能够避免涌现误操作,至少可以担保纵然涌现了误操作,也不会产生产品的不良或安全事件的侵害,因此它将防错提升到了新的高度与境界

对付作业失落误造成毛病的三类考验方法

在《零质量掌握》一书中,新乡重夫总结了三种类型的考验Inspection

Judgement Inspection 判断型考验

此类考验在大规模生产时期是非常盛行的,那个时候不管是通用汽车还是福特汽车都是采取粗犷的生产办法,有缺陷品直接在线尾进行挑选。
纯粹的事后评判,考验结果不反馈到过程,对过程改进无益

Information Inspection 反馈型考验

包括自检--自己完成事情后随即100%检讨;后工序检--后工序对前工序的事情内容进行100%考验。
创造毛病时候立时将结果作反馈,随即进行纠正。
虽然也是事后掌握,但考验结果反馈到了过程,促进了过程的改进

Source Inspection 源头型考验

毛病产生前,对导致毛病产生的条件进行检讨并随即作纠正,从而从源头上避免毛病的产生。
最顶级的考验类型

这三种考验类型直接孕育了防错 Poka-Yoke。
防错的实质便是将上述“考验”过程中的“人“用“装置”替代从而实现“去人化”。
这便是“技防”的深刻内涵,也是新乡重夫思考防错技能的实质部分

作业防错

在线诊断 状态检修

防错事理

基于防错效果的防错

掌握型(Control):非常涌现时随即采纳行动 (如停线), 可防止毛病产生或至少防止毛病流出。

警示型(Warning):非常涌现时发出警示,提示相应职员采纳行动。

明显掌握型防错更可靠,工业活动中两种防错常常结合利用。

基于针对“差错”还是针对“毛病”的防错

预防型(Preventive):通过掌握导致毛病产生的条件,使毛病品根本就不能被制造,这是预防。

探测型(Detective): 当不能做到预防毛病的产生时,至少要在毛病产生后尽快地发生毛病并采纳行动,这是探测防错。

在产品设计或制造过程上考虑防错

产品设计防错:在做产品设计时就考虑防错,以减少在被制造过程中以及利用过程中缺点的发生,比如条记本电源三脚插头的非对称设计

过程设计防错:在产品的制造过程中考虑防错,比如用传感器探测某种零件是否被装置

3大经典防错设计

特性确认法

通过某种物理构造(如销子)或传感器(装置)直接识别产品特性、过程特性与标准的差异

如USB插头单向插入设计,传感器探测零件的有无

计数法

确认零件数量、动作数量等与‘预设’是否同等来实现防错

如装鸡蛋的托盘、定值扭力扳手,焊点计数防错都是用的计数法

关联法

首先预设动作或顺序,如实际未按预设动作或顺序操作,则不能连续动作

如设备上涉及安全的双按钮设计,必须两手同时操作设备才动作。
又如油箱盖与车体连接,确保油箱盖不丢失;同时如果油箱盖忘却关闭,那么加油口小门就关不上,从而防止忘却盖上油箱盖

【共感 共悟】

丰田TPS支柱之一的自働化虽然已有了近百年的历史,也必将在实现的详细手段上不断以高科技的创新面孔展现出来,但自働化的原则与深刻认知一贯未变,今后还将连续引领人类不断创新前行

【匠心宣言】

专注、专研、专耕精益制造与精益管理二十余载,深知中国制造业过去的发展与崛起,更深感未来环球竞争之艰巨!
实业兴邦之义务感一贯深埋于心,逐日敦促我努力前行

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