製程準確度和製程精密度（工廠物理學-016準時制）

2023-05-30 06:47:01

我為這新的體制而摘帽示意，我為這新的革命而彎腰敬禮，我為這一切改變而開懷一笑，拾起我的吉他，盡情歡唱，

就在昨天，

我還雙膝跪地，真誠地祈求，

我們不能再愚蠢下去！

——誰人

準時制的起源

在二十世紀七八十年代，當一些美國製造商正致力MRP運動的時候，一些完全不同的東西正在日本產生。像美國在十九世紀所做的那樣，日本人正在發展一種前所未有的製造形式，它將帶來一個經濟急速增長的時代。這個帶給日本巨大成功的製造技術就是我們所說的準時制（JIT）。他們在製造管理的歷史上寫下了重要的篇章。

準時制的起源毫無疑問正是源自日本的文化、地理和經濟史。長期以來由於空間和物資的有限，日本人都很傾向於節約。這使得嚴格的原料控制策略在日本比在"浪費之鄉（Through away society）"的美國更容易被接受。東方文化要比具有還原主義（reductionist）科學淵源的西方文化更加的系統化。那些貫穿於獨立工位的措施，像多技能的流動工人和全面質量管理在這樣的環境中顯得更為自然。地理因素對日本的實踐也有一定影響。比如一天多次從供應商處運送原材料的策略對於工業空間集中的日本來說要比具有廣闊地域的美國更容易實施。其他許多促使日本成功的結構性因素也發揮了作用。但是由於一個製造企業無法控制這些因素，所以在這裡我們就不考慮它們了。（151|152）

更重要的是JIT實踐本身。大部分JIT思想直接來源於豐田汽車公司經理大野耐一的工作。據大野耐一說，豐田在1945年開始了自己的創新之路，當時董事長豐田喜一郎提出要公司"三年內趕超美國。否則，日本的汽車工業將不復存在。"（大野1988，3）在當時，日本的經濟被戰爭嚴重破壞，勞動力只有美國的九分之一，汽車製造處於很低的水平。顯然，豐田不可能在三年內趕超美國，但是豐田的努力最終達到了豐田喜一郎的目的，還引發了製造管理自二十世紀二十年代科學管理運動以來的又一次徹底變化。

大野耐一，1943年從豐田紡織公司轉入豐田汽車，他認識到能夠與美國競爭的唯一辦法就是減少兩國之間巨大的產量差異。他認為這只能通過消除浪費以降低成本來達到。與美國的汽車公司不同，豐田不能依靠大規模生產設施的規模經濟來減少成本。日本汽車的市場實在是太小了。所以，豐田的管理者們認定他們的製造策略必須是小規模多品種生產。

從生產控制的角度來看，最要的挑戰是保持產品多樣的同時能夠做到維持平穩的產品流。不僅如此，為了避免浪費，生產就必須在較低的庫存水平下進行。大野耐一描述了在豐田產生的這個系統，說明了這一挑戰所依賴的兩大支柱：

1.準時制（Just-in-time）。

2.自働化（Autonomation），亦即由人觸發的自動化。

他將JIT的產生歸功於豐田喜一郎，豐田喜一郎曾用JIT來描述理想的汽車裝配過程。大野耐一用了一個原型來表示JIT，這個原型就是在五十年代中期出現在日本的美國式超市。在超市裡，顧客可以按時按量的買到他們想要的東西。在大野的比喻中，一個工位就是一個顧客，他從扮演商店角色的上遊工位那裡取得物料。當然，在超市中，庫存通過從倉庫或者從供應商那裡得到補充，而在工廠中，供給所需的庫存則必須由上遊工位生產出來。他的目標就是使工位可以恰好在需要的時候從上遊的工位準時地得到所需的物料，這也就是準時化生產。

JIT需要一個平穩的運作系統。如果物料無法在工位需要的時候準時供應，那麼整個系統就會被中斷。正如我們將在下一節中討論的，這需要生產環境的嚴格配合。一種避免中斷的方法就是大野的自働化，意思就是指機器一方面必須是自動化的（automated），從而一個工人可以操作多個機器；另一方面必須是傻瓜式的（foolproof），它們能自動的發現問題。大野耐一的自働化思想的靈感來自豐田佐吉，他是豐田紡織公司的自動織布機的發明人。自動化對於提高產量以趕超美國來說是很關鍵的。傻瓜式設計可以使操作者在準確的時間介入自動化過程，這就是大野所謂的"依靠人手觸發的自動化"。他認為這種結合是在JIT環境中避免中斷所必要的。

在十九世紀四十年代末到七十年代，豐田建立了一系列的過程和系統來實施JIT和自働化。這其中也包括現在有名的看板系統（這是後面將詳細討論的），以及各種涉及到削減開機時間，工人培訓，供應商關係，質量控制等內容的系統。儘管並非所有的嘗試都是成功的，但是很多的確都成功了，而且最終產生的結果就是豐田汽車從一個二十世紀五十年代汽車市場的無名小卒變成了九十年代世界上最大的汽車製造商。（152|153）

JIT目標

為了達到大野耐一提出的工位準時獲得所需原料的目標，一個乾淨（pristine）的生產環境是必須具備的。也許是由於日本人喜歡用比喻1的方式說話，也可能是因為將日文的表述翻譯成英文本身就很困難（文字可以翻譯，但文化背景是無法被翻譯的），這樣的一個需求往往被表述成絕對的理想情況。例如美國第一個描述JIT的作家羅伯特·霍爾（RobertHall）

就用了像零庫存生產（stock less production）和零庫存（zero inventories）這樣的詞。然而，他並不是像字面上表示的那樣認為企業運營過程中應該沒有庫存。相反，他寫道：

零庫存是在生產過程中所無法達到的一種完美水平。但是，這種高水平的卓越概念是很重要的，因為它激發出一種追求，那就是通過對整體的任務和微小的細節都保持富有想像力的關注以實現持續改進。（Hall1983，1）

Edwards（1983）將絕對理想情況推向了極致，他用七個零（sevenzeros）來描述JIT目標，這些是實現零庫存所必須的。這裡連同它們背後的邏輯概括如下：

1.零缺陷（Zerodefects）。為了避免JIT環境下的生產過程的破壞，使工位只在需要的

時候獲得零件，這就要求零件必須具有高質量。由於並沒有額外的庫存來代替那些不合格的零件，一旦有缺陷出現就會造成延誤。這樣，就必須做到每一個零件都一次就做對。唯一可以接受的缺陷數量就是零，並且不可能有時間等待檢查工站進行質量檢驗。質量必須在源頭上就實現。

2.零（溢）批量（Zero（excess）lotsize）。在JIT系統中，這個目標就是當一個庫存被下遊工位取走時就立刻對其進行補充。下遊工位可能分別需要不同種類的零件，那麼如果每個工位都能夠做到一次生產一個零件的話，那就可以維持系統最高的反應速度。相反，如果某個工位只能大批量的生產零件，那麼由於可能無法快速的補充所有零件的庫存，這樣就無法避免延遲。這個目標更多的被叫做單件批量（a lot size of one）。

3.零準備時間（Zero setups）。生產系統中出現大批量最常見的原因是由於存在較長的準備時間。如果為了生產另一種零件需要好幾個小時來給機器換模，那麼只有在每次切換之間大批量的生產每種零件才有意義。小批量會導致頻繁的切換，從而嚴重地降低能力。因此，消除準備時間是實現單件批量的先決條件。

4.零故障（Zero breakdowns）。如果系統中沒有額外的WIP作為防止機器斷料的緩衝，那麼一旦出現故障將迅速造成整個產線的停頓。因此，一個理想的JIT環境不能容忍計劃外的停機（或者諸如缺少操作人員的情況）。

5.零搬運（Zero handing）。如果每個零件都按時按量的被製造出來，那麼就不能允許有額外的物料搬運。任何額外送料或者取料都是不允許的。最理想方式就是直接從工位向下一個工位供料，中間不加任何停頓。任何額外的搬運都會使系統偏離準時制的運行狀態，這是由於為了彌補花費在搬運上的額外時間就必須使零件提前被製造出來。（153|154）

6.零提前期（Zero lead time）。當一個完美的準時制零件流形成時，一個下遊工位只要提出請求就可以立刻獲得零件。這就要求零件的上遊工位做到零提前期。當然，單件生產很難減少生產零件所需的有效提前期，但是每個零件的實際加工時間和等待（排隊）時間也是很重要的。零提前期的目標與零庫存目標的核心是非常接近的。

7.零波動（Zero surging）。在JIT的環境下，即在僅當必要時生產零部件的環境下，只要生產計劃是平穩的，那麼物料流過工廠的過程也將是平穩的。如果生產計劃中產品的數量或是組合出現了突然的變化（波動），那麼，因為系統中沒有額外的WIP可以用於平衡這些變化，系統將被迫作出響應。除非系統中有充足的剩餘產能，否則就不可能實現計劃，其結果必然就是出現擾動和延誤。這樣，一個平衡的生產計劃和統一的產品組合就成為了JIT系統的重要輸入。

很明顯，這七個零的要點在實踐中決不比零庫存容易做到。沒有庫存的零提前期從字面意義上理解就是即時生產（instantaneous production），但是這在現實中是不可能的。據使用這些指標的JIT提倡者所說，設定這種目標的目的，是為了要激發出一種持續改善的環境。不管一個生產系統運行得多麼良好，總是存在著改善的餘地的。通過觀察現實的進展與絕對理想之間的差距既可以提供一種激勵也能夠作為衡量成功的依據。

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