1、工业工程毕业设计（论文）-TPS 在企业生产中的应用设计1 绪 论11 课题背景许多年来美国和一些主要工业化国家也抱怨自己的制造业衰落了而且经常因此而指责中国制造业的发展但是近年 Robert McGuckin 博士的最新的研究披露现在不能证实各国的制造业存在着这种缓慢下滑趋势例如在美国无论他们认为制造业发展是好还是下滑的时候其制造业都至少每年为本国创造了 1600 万个就业岗位它占全美就业的 14 而包括德国法国与日本等发达国家也存在相似的状况世界很多大型企业都在学习丰田管理模式的基础上建立了各自的管理系统以试图实现标杆超越像通用电气公司福特公司克莱斯勒公司等世界著名企业都加入了这一行列但是
2、令人惊异的是尽管丰田管理模式已为全球所认同和接受真正成功的企业却并不多如今位于日本的丰田公司每天都要接受数以万计的企业高级管理者参观这些参观者将他们看到的管理方式带到本国后并没有得到意想的效果为此很多人认为丰田管理模式的成功根源于其独特的文化因素但事实并非如此例如同是日本公司的尼桑和本田却并没有达到丰田的标准而丰田本身却将其独特的管理模式带到了全世界这其中的代表就是位于美国肯塔基州的丰田乔治城汽车生产厂该厂自 1988 年 7 月开始在 1300 英亩的厂址上进行批量生产年生产能力为 200000 辆 Camry 轿车相当于以往美国从日本进口同类型轿车的总量1991 年秋天丰田美国公司引入了全
3、新的 Camry 轿车 1992 年该类型车的供应量为 40000 辆销售额将增加 20新的 Camry 轿车属于中等家庭车系列占有美国所有轿车市场 l3 的市场份额价格平均为18500 税前平均利润为 17显然其经营绩效是十分瞩目的 各国长期经济发展的经验证明制造业对于提高国家生产率和国民的生活水平有至关重要的决定性作用由于制造业在国家经济发展中的这些重要作用使美国英国德国墨西哥与比利时等国过半数的制造公司在 2004 年都优先支持满足顾客需求的制造技术革新与改进他们都在为计算机数据采集装置和 B9C 等顶层自动化进行投资 TPS 咨询公司 2004 过去 10 年推动制造业前进的动力是经济
4、的全球化而现在还未看到发生了什么明显的变化这些事实说明为什么各国政府从来就重视本国制造业的革新与持续发展近几年煤电油运的紧张局面凸现几乎成为制约经济发展的瓶颈 2004 年出现在我国珠江三角洲的劳动力紧缺现象表明中国制造一直以来过分依赖廉价劳动力和过高的资源消耗的方式正在面临着忧患与危机1如今随着市场竞争日趋激烈或多或少反映各个企业内部存在诸多难题第一要货品种多订单批量少交货时间急对企业的响应速度和生产能力要求很高第二产品设计个性化的要求使产品的生命周期缩短更新换代速度加快市场由卖方市场走向买方市场第三高品质低成本给生产管理带来的难度第四原材料价格上涨产品价格降低这些不利因素往往导致企业成本的
5、提高和利润下降因此从制造战略和制造管理的角度考虑采用新的生产方式已经成为各国发展制造业的重大战略和管理改进的关键而企业作为行业中的一员如何应用适当的生产方式优化内部物流管理从而使产品的质量成本和服务得到不断的改善并最终提高企业的竞争力和经营业绩变得尤为重要丰田生产方式作为一种先进的管理技术它能够大幅度减少闲置时间作业切换时间库存低劣品质不合格的供应商产品开发设计周期以及不合格的绩效也就是要求不断消除各种形式的浪费取消那些不增加产品价值的工作丰田生产模式冲击和再造着近百年来人们习以为常的大规模成批处理和层次管理的观念正在改变着人们的工作方式提高了人类各种社会活动的效率节省了资源的消耗改进了人们生
6、产生活的效率和质量已经成为新一轮管理革命的指导思想中共中英关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议强调树立科学发展观转变经济增长方式创建节约型社会推行以杜绝浪费来改进生产系统的精益思想正当其时12 企业概况中日合资沈阳有限公司于 2000 年进入 2003 年以来由于公司业务订单量急剧增加生产现场管理不当该公司产品的质量和出货率陷入困境面对严峻的困难形势领导层励精图治狠抓管理有效利用先进的管理体系和生产方式在困境中不断有所发展实现了销售额的快速增长 2004 年该公司顺利通过了 IS090012000国际质量管理体系认证几年来该公司以效益为中心以新产品开发和开拓市场为重点积极启用先进生
7、产管理理念总结有效的管理经验以过硬的产品质量赢得了市场使公司面貌发生了根本变化公司状态焕然一新蒸蒸日上13 本文研究的内容及意义丰田生产方式早在 1977 年就引进我国但并没有得到企业广泛的重视这或许因为中国制造业遇到了先进工业国家制造业结构调整的时机大量低级或劳动密集产品甚至包括消耗较大的机械产品的生产向第三世界转移给中国制造发展的机会直至 1994 年我国某个大型国有制造企业已经宣布实现了丰田生产与一个流但是半年后企业并无明显起色近 10 年来人们很少听到有关中国制造企业推广与实施丰田生产方式的消息 2004 年却从美国传来中国轿车的生产成本高于在美国底特律生产的成本需要认真学习与实施丰田
8、生产技术与丰田生产管理的消息追究其根源是我国制造企业还未能正确理解和实施丰田生产方式各方面对TPS 进行的自主研究开发与运用很少大量的是照抄照搬的二手货缺乏对丰田生产方式和精益生产的深入研究和全面正确的了解对实施精益生产的研究与准备不足而如何从中国企业的实际出发在低劳动力成本条件下正确学习利用与实施丰田生产如何把信息化与精益制造结合起来不仅仅是中国制造的问题也是每一个制造型企业应该考虑的问题因为在制造行业生产加工是最原始的增值形式一个车间的生产方式管理状况和车间的物流情况直接影响着车间的生产运作和生产效率该公司的抛光研磨车间是一个比较重要的精密零件加工车间该车间占地面积较大设备较多物流较复杂存
9、在的问题也相对较多原有的生产管理和生产模式以及诸多的现场管理问题已经影响了公司的生产效率作业的安全保障资源的有效利用因而直接损害了公司的经济效益要想消除这些弊端就要彻底而系统地进行生产管理的改善工作在公司全面深入推行 TPS 的情况下抛光研磨车间并不完全具备 TPS 一个流的基础条件如何使车间在少投入甚至是不投入的前提下进行必要的改善使之具备满足 TPS 一个流生产的能力使之能成功地满足客户的需求及日益增长的生产规模需求使之借鉴并应用 IE 的方法理论与丰田生产方式的思想工具及方法进行管理改革制造工艺与方法的改善人员培训物流及工艺流的持续优化对于增强企业的核心竞争力提升企业产品的市场竞争能力具
10、有重要意义本文从公司实战角度出发以 IE 理论为基础有效运用 TPS 的管理思想方法和工具对处于瓶颈环节的抛光研磨车间进行了分析研究并提出新的改善方案以求达到最佳生产管理模式和物流效果提高生产效率和产能降低生产成本合理利用人员设备和空间等资源2 TPS 的基本理论21 TPS 的产生和发展丰田生产方式 Toyota Production SystermTPS 又称精益生产方式 Lean ProductionLP 产生于日本丰田公司是继泰勒生产方式科学管理法和福特生产方式大量装配线方式之后诞生的全新的具有革命性的超常规的生产管理方式2虽然 1990 年出版的改变世界的机器一书将丰田生产方式称为精
11、益生产从理论上讲精益生产与丰田生产体系没有本质的区别根本的是丰田生产体系1973 年秋爆发了第二次世界大战之后最严重的世界性经济危机第一次石油危机资源匮乏能源主要依赖进口的日本经济受到巨大冲击第二年日本经济出现了零增长的局面整个产业界苦不堪言几乎所有的企业都被逼到了亏损的境地唯有丰田汽车公司例外人们说丰田这个企业一定有一种抗拒风险的强有力的方法日本企业开始向丰田汽车公司学习引进并采用了丰田生产方式有人说日本企业克服了石油危机正是有赖于丰田生产方式的应用 20 世纪 80 年代丰田生产方式传播到了全世界帮助很多汽车生产厂家提高了经营业绩包括美国通用汽车公司在内的许多一流企业均受益匪浅经 40 多
12、年的探索与实践丰田生产方式不断充实发展完善已形成了一个将科学管理技术创新信息革命融为一体的完整管理体系它不仅可以有效应用于生产系统还可以应用于营销管理服务行政等各种产业和工作中丰田公司生产调查部部长中山清孝在 1997 年的丰田生产方式讲座上说丰田生产方式的形成与发展过程始终是物流系统的改善过程简单地丰田生产方式是为实现企业对员工社会和产品负责的目的以彻底杜绝浪费的思想为目标在连续改善的基础上采用准时化与自动化方式和方法追求制造产品合理性的一种生产方式3如图 21 所示由于丰田生产方式的中心思想是在各个环节均需去掉无用的东西每个员工及其岗位是安排原则必须保证增值不能增值的岗位加以撤除因此丰田生
13、产方式将成为替代大量生产方式与单件生产方式 21 世纪的世界制造业的主导生产方式图 21 TPS 基本框架com Fundamental frame of TPS22 TPS 的管理思想工业工程是这样一种管理思想对由人设备材料和信息等要素组成的工作系统进行整合设计和改进优化的一门工程学也就是从系统的角度来研究改进管理这正是丰田生产方式 TPS 的精髓丰田生产方式最终追求的目标是尽善尽美在降低成本减少库存提高产品质量等方面持续不断地努力虽然尽善尽美是理想难以达到但是企业可以在对尽善尽美无止境的追求中源源不断地获取效益因此丰田生产方式的管理思想包括消除一切形式的浪费损耗连续改进不断完善不断提高精益
14、求精实施零缺陷零库存零故障与零调整如 10 分钟换模法把通过激励机制调动员工的积极性与创造性放在管理工作的首位确立人是生产诸要素中的首要因素理念在这几项中消除一切形式的浪费损耗被认为是 TPS 的中心思想其产生的一切改善活动都是围绕它展开的TPS 认定一切不产生附加价值的活动都是无效的动它们就是浪费在生产活动中比较典型的浪费者废品与次品超额生产或提前生产由于停工待料设备故障与计划差错造成的等待多余的搬运库存的积压过剩的产品或服务功能23 TPS 的基本原理丰田生产方式 TPS 可以说是工业工程在丰田公司现代管理中的应用工业工程是丰田生产方式实现的生产支撑体系同时也是欧美各种现在管理模式例如CI
15、MSMPP的技术支撑体系因而要了解 TPS 就一定要从工业工程理论基础入手从理论角度看丰田生产没有任何创新性与革命性事实上丰田生产体系系统或习惯称为精益生产是建立在准时生产 JIT 每个员工都对质量负责和价值流三个原则基础上其本质是隐藏着戴明质量控制的灵魂与思想即丰田公司采用的是戴明推行的质量管理基本原理准时生产主张基于盲目需求的汽车或其它产品的生产是没有用的生产必须与市场需求密切联系一切浪费损耗是不好的必须执行按照订单或市场需求进行生产的准时制在丰田生产体系中每个员工都应该对质量负责执行生产者自治一旦发现任何质量缺陷都应该尽快地纠正在丰田生产体系中已经把新技术与技艺融入生产流程的分析设计与再
16、造和过程的连续改进中使企业的知产权与技术优势蕴含在制造过程中价值 Value 是一项财富货物或服务 APICS2002 与价值概念相关最核心的概念是价值不是企业能控制的东西它存在于顾客的心里人们会把真正的价值归结于什么是你不能命令或控制的英国FT 全球经济报道因此价值的附加是企业追求的目标但不是企业可以命令或控制的 2001 年 Richard BChase 把价值定义为质量除以价格基于价值的管理 VBMValue-based managment 是指满足顾客创造共享财富的概念价值驱动的企业 Value-Driven enterprise 是一种在原材料转换成最终货物或服务中附加顾客观点效用的
17、组织价值链 Value Chain 指的是公司能够向顾客售出货物与服务附加价值而接受顾客支付的功能职能 APICS2002价值流 Value stream 指的是创造生产和将货物或服务提供给市场的流程过程对于货物价值流是由原材料供应制造与装配和配送网络组成服务的价值流是由供应商支持技术与人服务的生产者和配送渠道组成通过简单的商务或服务业务网络可控制价值流 APICS2002 因此应该把企业看作一系列相互关联连续统一完整的产品与服务生产与供应过程它包括了所有相关的供应商和市场顾客群因此价值流与供应链管理 SCM 和客户关系管理 CRM 密切相关是企业商务运作的重大更新领域譬如在信息技术的支持下世
18、界 500 强之首的沃尔玛公司实现了零售业供应链成本的降低其实质是建立了获取竞争优势的运作管理4所以中国企业学习与实施精益生产的关键是理解和掌握丰田生产体系的相关理念和上述三条基本原理同时去除浮躁与急于求成的心态认真地把丰田生产方式的基本概念基本原理适用的新技术和新管理同企业的顾客与资源条件融合并落实于整个制造流程过程中以形成企业独有难于被竞争对手学习模仿与窃取的竞争优势24 TPS 的两大支柱 丰田管理模式并不是因为其独特的日本文化而难以为其他国家的企业所学习之所以存在管理方法难以移植的情况主要原因在于参观者所看到的丰田管理模式只是其外在的东西诸如它的活动连接和生产流等都是较为固定甚至死板的
19、东西但是在这些看似简单的活动和流程后面却蕴含着丰田公司巨大的柔性和适应性正是这些看似简单却颇具柔性的管理特点造就了丰田公司举世瞩目的经营业绩也使得他的柔性化生产管理方式-TPSToyota Production System 成为管理中的精髓并使大规模定制模式下的敏捷产品开发和生产成为现实以下从纵历史发展横管理特点两个方面来揭示丰田公司 JIT 管理的奥秘彻底杜绝浪费是丰田生产方式 TPS 的基本思想而贯穿其中的两大支柱就是准时化 JUST IN TIME 简称 JIT 和自动化com 准时化 所谓准时化就是在通过流水作业装配一辆汽车的过程中所需要的零部件在需要的时刻以需求的数量不多不少地送到
20、生产线旁边 JIT 生产方式的基本思想是也就是追求一种无库存或库存达到最小的生产系统 JIT 的基本思想是生产的计划和控制及库存的管理如果公司上下都能做到这一点起码在丰田汽车工业公司内部就能把在物资和财务上给经营管理造成负担的库存问题几乎给解决掉从生产管理方面来看这也是理想的状态生产现场的计划好像是为了改变才制定的造成生产计划出现变动的因素很多其中有估计上的错误业务管理上的差错出次品返工设备故障和出勤变化等等因此一旦前面的工序发生问题后面的工序就必定出现停工待料的状况此时不得不让生产线停止或变更计划TPS 主张以生产工序的最后一道总装配线为起点开始给装配线提出生产计划而装配线上用的零部件的运送方法也从过去由前一道工序向后一道工序运送的方式改为由后一道工序在需要的时刻到前一道工序去领取需要数量的需要的东西而前一道工序则只生产所需领取的数量 1JIT 要求消除各种引起不合理的原因在加工过程中每一工序都要求达到最好水平2库存量最低零库存 JIT 认为库存是生产系统设计不合理生产过程不协调生产操作不良的证明3准备时间最短零准备时间准备时间长短与批量选择相联系如果准备时间趋于零准备成本也趋于零就有可能采用极小批量4生产提前期最短短的生产提前期与小批量相结合的系统应变能力强柔性好5减少零件搬运搬运量低零件送进搬运是非增值操作如果能使零件和
