运用5S现场管理活动推进车间实施TOC瓶颈管理

运用5S现场管理活动推进车间实施TOC瓶颈管理

摘要： 5S现场管理是生产系统推行TOC瓶颈管理的工具，使TOC瓶颈管理工作开展简单易行；瓶颈管理的思想，为5S现场管理工作的开展提供指导，指明方向。 
　　
瓶颈管理（TOC）于90年代在西方国家迅速发展起来，是由高德拉特博士创立，它把企业在实现其目标的过程中现存的或潜伏的制约因素称为“瓶颈”或者“约束”（Constraint）。通过逐个识别和消除这些“瓶颈”，使得企业的改进方向与改进策略明确化，从而达到帮助企业更有效地实现其目标的目的。 
　　
瓶颈管理的基本思想：将所管理的对象抽象成一条链条，任何链条都至少存在一个薄弱环节及瓶颈或系统的约束。薄弱环节决定了链条最终的承载量（即系统的有效产出），是系统（链条）进一步提升产出水平（链条的承载量）的制约因素。因此，系统管理的关键是管理系统中最薄弱的环节，系统的一切优化都应该围绕系统的最薄弱环节进行。
　　
瓶颈管理理论有9条原则： 
　　
原则一、追求物流的平衡，而不是生产能力的平衡，只生产最需要的产品。 
　　
原则二、系统的“瓶颈”决定“非瓶颈”的利用程度，瓶颈工序限制着系统的产出能力，非瓶颈资源的充分利用不仅不能提高产销率，而且会使库存和运行费增加。 
　　
原则三、允许在非关键资源上安排适当的闲置时间，对系统中“非瓶颈”的安排使用，应基于系统的“瓶颈”。做功和做有用功有很大的差别，对于非瓶颈工序，如果100%利用，但是后序的瓶颈工序只能消耗70%，那么非瓶颈工序做了100%的功，但只有70%为有用功，另外30%是无用功，只能增加库存和在制品的增加，并不能提高系统的有效产出，转化为成品销售出去。 
　　
原则四、保持瓶颈资源100%的有效利用，尽量增大其产出，不使其因管理不善而中断或等工。“瓶颈”工序上一个小时的损失等于整个系统的一小时损失。 
　　
原则五、有效利用“非瓶颈”资源，减少批量，增加批次，以降低在制品库存和生产提前期。 
　　
原则六、“瓶颈”控制库存和产销率。企业的“非瓶颈”应与“瓶颈”同步，库存水平只要能维持“瓶颈”上的物流连续稳定即可，这样，“瓶颈”也就相应地控制了库存。 
　　
原则七、加大瓶颈资源上的加工批量，运输批量不必等于加工批量。①运输批量，是指工序间运送一批零件的数量；②加工批量，指经过一次调整准备所加工的同种零件的数量，可以是一个或几个转运批量之和。 
　　
原则八、批量大小应是可变的，而不是固定的。同一工件在瓶颈资源和非瓶颈资源上加工时，可以采用不同的加工批量，在不同的工序间传送时可以采用不同的运输批量，其大小根据实际需要动态决定。 
　　
原则九、考虑系统资源瓶颈，用有限能力计划法编排作业计划，提前期是作业计划的结果。瓶颈管理不采用固定的提前期，而是考虑计划期内的系统资源瓶颈，先安排瓶颈资源的生产进度计划，并作为基准，把瓶颈资源之前、之间、之后的工序分别按拉动、工艺顺序、推动的方式排定，然后编制非关键件的作业计划。
　　
假设一个工厂或生产车间有四个工序分别为工序A、工序B、工序C、工序D，各个工序的单位时间的产出分别为，工序A：6件、工序B：5件、工序C：3件、工序D：4件，如图1。 
　　
通过图1，很容易得出，这个工厂单位时间的产出为3件，制约工序或瓶颈出现在工序C。按照TOC瓶颈管理的理论，需限制工序A、工序B、工序D单位时间的产出为3件，工序A的利用率为50%，工序B为60%，工序D为75%。 
　　
如果生产过程为整个产销系统的瓶颈，按照TOC瓶颈管理的理论，管理系统中最薄弱的环节，提升生产系统的能力，需要通过增加设备、人员或改进工艺提升工序C的产能，提升到4件，那么这个工厂产出由3件提升到4件，效率提升30%，效果明显，而其他三个工序不需要投入，此时图形变成图2。 
　　
如果再进一步提升生产系统的能力，需要对工序C和工序D进行改进提升，使之达到5件能力，那么只有工序B、C、D的产能利用率达到100%，工序A的利用率为83%。 
　　
通过图1、图2，很直观的会发现生产系统的的瓶颈工序在哪里，有针对性的采取措施，或限制非瓶颈的产出，以降低在制品数量和库存，或提升瓶颈的能力，以使整个系统的有效产出提升，满足市场需要。 
　　
而现实中的工厂中，工艺、工序要远比图1的模型要复杂的多，还要受到众多制约因素限制，如人员不足、设备故障、空间不足、工序产能占用、品种切换、质量报废、原料供应、排产协调等因素均会引起各个工序产能的波动，生产和市场的波动是绝对，时时存在的，表现出来的就是瓶颈在不同的工序间变化，很难像图1中的模型一样清晰的给出各工序的能力，找出瓶颈，加以改进或限制非瓶颈的产能。

在此种情况下如何运用TOC瓶颈管理理论，提升系统的有效产出呢？采用何种方法找出瓶颈呢？5S现场管理活动，提供了简单有效的实施方法。 
　　
5S现场管理活动起源于日本，包括整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seiketsu）和素养（Shitsuke）五项活动，是对现场的各种生产要素（主要是物的要素）所处的状态不断进行管理改善的活动。5S就是由这五个单司首字母5个S组成。5S现场管理活动是一项基础管理工作，在日本企业中已经得到广泛的应用和不断改进提高，实践证明已经取得了很好的效果。[3] 
　
5S现场管理活动五大元素的内涵，用几句话简单概括就是： 

1S整理（Seiri）：区分有用和无用，清除非必需的东西、物品，消除身边的浪费。整理的目的在于腾出空间，防止误用，塑造清爽的工作场所。 　　2S整顿（Seiton）：对有用的物品、物料，明确数量，有效标识，定位、定量摆放整齐，创造易于维持的现场。整顿的目的在于使工作场所一目了然，工作秩序井井有条，避免寻找的时间浪费。 

3S清扫（Seiso）：创建清洁的工作现场，清除工作现场的脏污，清除设备上的灰尘、油污，对异常设备、工装夹具进行检修，使岗位干净整洁，设备保养完好。清扫的目的在于发现已有的或潜在的设备、物料的问题，并及时采取纠正、预防措施，稳定品质，争取零故障。 

4S清洁（Seiketsu）：切实遵守既定规则，将前面三个S的实施标准化、制度化，并维持效果。清洁的目的在于形成惯例，形成一套标准程序、方法，并且每个人都遵守。 

5S素养（Shitsuke）：养成一种习惯。通过外在的行为规范来引导，培养具备良好素质习惯的员工，提升人的品质。 

5S只需要全员充分理解其行动目的就可以迅速开展，不需要特殊培训，即便是刚加入公司的新员工也可以马上行动。

首先通过不断的5S管理活动，降低不必要的空间的占用，减少寻找的浪费，消除设备故障，延长设备的寿命，异常现象明显化，及时调整作业，员工养成认真严谨的习惯，提高产品品质，消除质量损失，不断减少生产波动，不让由于异常生产波动而导致的“假瓶颈工序”出现。 

由于不断减少生产波动，全系统得以改善，不必找出图3中到底哪个工序是瓶颈工序，在无形中，通过简单的方法提升整个系统的有效产出能力，图3就会变成图4的情形。 

生产波动不断减少，通过再进一步进行整理，区分有用和无用，发现不必要的生产品——不能第一时间销售出去的产品，进行清理，并调整生产计划，只在生产需要的时候，才按需要的量生产所需的产品，使每个工序所生产的产品均为必需生产的产品，不生产预见性库存，非瓶颈工序生产的产品均为瓶颈工序生产所需部件，消除因非瓶颈工序生产不需的产品而导致瓶颈工序无料加工的情况，充分发挥瓶颈工序的产能力。这时不需要找出那一个工序是瓶颈工序，只要知道工厂现在最需要生产的是什么产品，让所有工序为生产最需要的产品而工作，就可以提高整个系统的有效产出。 

如果每个工序经过第一步整理，不再生产不必要的生产品，通过5S管理活动中的第二步整顿，对必需生产的物料在制品库存，清点数量，进行标识，划定存放区域。找到最后一个待加工在制品库存不断增加的工序，那么这个工序即为瓶颈工序。如图5，A工序的产能为6件、B工序的产能为5件、C工序的产能为4件，D工序的产能为4件，工序D之前一定不会存在待加工的在制品库存，除非D工序出现故障不能正常生产；单位时间A工序生产6件，B工序生产5件，每单位时间在B工序前产生一件库存，同样C工序前会产生1件库存，随时间的推移，待加工的在制品库存会不断的增加，找到最后一个待加工在制品库存不断增加的工序，这个工序就是瓶颈工序。 

按照TOC瓶颈管理原则一，追求物流的平衡，而不是生产能力的平衡，就是要限制前面非瓶颈工序的产出速度。对每个工序的在制品存放区进行评定，重新设定区域大小，在保各工序入料安全的情况下，设定图6为B、C两工序间的在制品库存上限与安全下限，并对存放区域进行可视化的现场管理，在制品库存一旦达到上限，前面的工序必需停止生产，低于下限启动生产，从而达到物流的平衡。这是整顿的作用，也是对生产组织方式的改进，员工根据现场的存料情况即可调度生产，达到物流的平衡。 

按照TOC瓶颈管理原则二，系统的“瓶颈”决定“非瓶颈”的利用程度，瓶颈工序限制着系统的产出能力。设定每个工序在制品库存上限与安全下限，并对存放区域进行可视化的现场管理后，所有工序的生产启动与停止，加工速度完全取决于瓶颈工序的加工速度。瓶颈之前的工序由于受到在制品库存上限的限制要求，不能满负荷生产，而是按照瓶颈工序的节拍进行生产，瓶颈之后的工序由于没有更多的物料输入，也只能按照瓶颈的能力和节拍进行生产。这样也首先要满足TOC瓶颈管理的第三条原则，允许在非关键资源上安排适当的闲置时间，否则无法实施。 

按照TOC瓶颈管理原则四，保持瓶颈资源100%的有效利用，尽量增大其产出，不使其因管理不善而中断或等工。每个工序在制品库存设有上限与安全下限，安全下限的目的就在于保证瓶颈资源的100%的利用，不会因为前序非瓶颈资源的波动而影响其利用率，如图6第二图的方式，即便前面非瓶颈工序生产出现波动，还有至少6到8个单产品的缓冲。经过对瓶颈工序现场管理的大力改善，可以消除瓶颈工序的生产波动，使瓶颈工序的产能稳定发挥。 

按照TOC瓶颈管理原则五，有效利用“非瓶颈”资源，减少批量，增加批次，以降低在制品库存和生产提前期。采用不断压缩在制品存放区域，降低在制品库存，实现这一原则。当划定的在制品存放区域压缩后，各非瓶颈工序不得不减小批量，增加批次。如果将图6中16个在制品存放区压缩到图7中12个在制品存放区域，按图2中各工序的生产能力，前面的B工序允许的最大生产批量将由40个降低到30个，否则将会超出在制品存放上限，上限库存每降低两个，最大生产批量将降低5个；在制品在现场等待的最长时间将由5.3个时间单位，降低到4个时间单位，生产提前期缩短1.3个单位时间。 

按照TOC瓶颈管理原则六，企业的非瓶颈应与瓶颈同步，库存水平要能维持瓶颈上的物流连续稳定，这样瓶颈也就相应地控制了库存。在制品存放区域的压缩需慎重，前提是前面非瓶颈工序的生产波动不断减小，小到能允许压缩瓶颈工序前的在制品存放区域的程序。这正是5S现场管理活动的作用之一。涉及资源的原则均可以采用现场管理的方法加以推进。 

原则七、加大瓶颈资源上的加工批量，运输批量不必等于加工批量。根据瓶颈管理的观点，为了使产销率达到最大，瓶颈资源上的加工批量必须大。但另一方面，在制品库存不应因此增加，所以转运批量应该小，因此可以利用5S管理，尽可能的减小非瓶颈工序前的在制品库存区来实现快速流转。 

利用良好的现场管理，减小生产波动，通顺的物流通道，可顺利实现TOC瓶颈管理的物流原则和计划排产原则。设定现场管理的在制品库存区域限制，并不限定生产批量的大小，可以根据需要在最大库存上限内灵活调整。 

5S现场管理是生产系统推行TOC瓶颈管理的工具，使TOC瓶颈管理工作开展简单易行；瓶颈管理的思想，为5S现场管理工作的开展提供指导，指明方向，在原理上解释了为什么推行5S现场管理能够提升系统的有效产出。 

参考文献： 
[1]程国平.生产运作管理[M].人民邮电出版社，2012，9. 
[2]美国马克M.戴维斯，王蓉译.运营管理基础[M].机械工业出版社，2012，4. 
[3]日本大西农夫明，高丹译.图解5S管理实务[M].化学工业出版社，2012，1.文/中国论文网