首先說“柔性制造”和“精益生產”的關系。精益生產不等于豐田式生產,它是美國的研究者基于豐田公司這個具體的案例抽離出來的一個生產管理系統,并加上了研究者自身的理解,并藉由精益三部曲這樣的書籍世界周知。如果豐田式生產的信息量是100,那么最早的精益生產的信息量大約是30,這是信息抽象帶來的損失,如果你看《改變世界的機器》,主要討論的是“適時生產”,絲毫沒有介紹“自働化”,倒是有幾處提到機械的自動化,但是和“自働化”是兩個概念。事實上,從美國人的語境,他們是將“精益生產”放在和MRP一樣的程度來研究,作為一種新的生產組織方式。
當然,現在精益生產一直處在不斷被補充完善的過程,很多豐田式生產最初沒有被介紹的東西也不斷被加入進來,但是依舊不能說精益生產等同于豐田式生產。
柔性生產是一個比精益生產小得多的概念,可以說是精益生產的組成部分,肯定是豐田式生產的重要組成部分。如果不用大量的文字介紹精益生產或是豐田式生產,零基礎的讀者會完全不知道這是什么概念,那么“柔性生產”本身,至少可以做到望文生義,光憑名字就對這個概念有一定的認識。
我查了一下百科,“柔性生產,是指主要依靠有高度柔性的以計算機數控機床為主的制造設備來實現多品種、小批量的生產方式。”
我感受到知識被商業侵占的痕跡,這個解釋既不專業,也不客觀。柔性生產是指的高度適應市場需求變化的生產模式,無論使用任何手段。我都懷疑百科是“計算機數控機床”利益相關撰寫的。我舉一個例子,豐田公司當年因為購買的沖壓設備的產能太大,并不適應市場,于是某些零件的制造使用千斤頂,而不是沖壓機來加工,這也是柔性生產。因為市場需求僅僅用千斤頂慢慢的壓制就可以滿足,所以我們可以看出,快速的提升產能和下降產能,以適應市場需求,這就是柔性的生產,而不一定是什么“計算機數控機床”,何況那些人工作業的企業?
還有一種“偽柔性生產”,就是為自己企業預備富余的產能,隨時可以應對大訂單,但是訂單小的時候存在大量閑置產能,效果和柔性生產一樣,成本高很多。
我們要區別一個概念,就是生產系統的柔性和生產設備的柔性。設備的柔性是指它可以生產的產品的種類,種類越多,設備柔性越大。但是生產系統的柔性則不僅僅是看品種,還有產量的柔性。所謂柔性的生產設備,我認為這個柔性有些蹭熱度的嫌疑,設備無非是“專機”或是“通用機”,所謂的柔性設備,不過就是通用機。
單臺設備是不存在“產量柔性”的,比如一臺設備,它的生產速度可調,在100-1000件/小時。那么生產管理看它的產能就是1000件,為了適應試產需求,將設備調到100件/小時屬于產能的損耗,這一點可以看設備OEE計算的原則。
還有一點就是柔性生產的適用范圍在整個制造業領域也是很窄的,你是為了適應市場頻繁的變化而需要柔性。對于市場并沒有柔性要求的行業,柔性可用性并不高。
比如,你一家石油化工企業,產品種類不多,連續生產,存在什么柔性需求?(類似的企業很多)
比如,你一家造船廠,一年2艘船的訂單就夠活了,又存在什么柔性需求?(類似的企業也很多,它可能需要柔性的生產設備,但不需要柔性的生產管理系統)
柔性生產適用的領域,一般是“多品種少數量”或是“多品種多數量”的生產企業,或者說,品種和數量的變化很快的工業企業。還有一類就是盡管品種數量變化不快,但是企業明顯存在淡旺季的企業。
最后小結一下區別:
精益生產系統,是一種“在客戶要求的時間只生產客戶需要數量的客戶需要品種的產品”的生產管理體系,它著眼于生產成本的最低化,也就是消除各類的浪費。其中包括因為市場的波動帶來的生產品種切換的浪費,產能不足的浪費和產能過剩的浪費。而“品種切換的浪費,產能不足的浪費和產能過剩的浪費”都是因為剛性制造引起的,因此,柔性制造成為減少這些浪費的精益生產工具。
柔性制造的目標,首先是致力于品種切換成本為零的目標,盡可能減少這部分浪費;然后就是可以調整的產能,使之和市場需求產能一致。
在設備方面:和福特時代生產提倡高速專用機器不同,柔性生產更需要通用設備,即使速度低一些,也要做到方便在不同產品間自由方便的切換。車間的布置、硬件設施和設備的擺放要易于設備的移動,以方便新產線的建立。
在人員方面:盡可能多的訓練可以操作各類崗位的多能工;企業自身有較為完善的培訓體系,以保證在產能急速擴大時新員工的培訓質量;基層領導崗位都有足夠的儲備干部,以方便產能擴大時快速提拔基層干部。
在管理技術方面:快速換模(SMED)或稱快速轉款(QCO),細胞生產或單元生產等都是可以選擇的柔性生產管理技術。
再補充一點:
看了別的答主的回答,至于排產和柔性制造的關系,我不認為排產屬于柔性制造的概念。因為,所謂柔性制造的目的是服務生產計劃,就是按照生產計劃,在物理層面柔性的變化自己,以適應生產計劃的需求。所謂柔性,必然發生物理層面的制造體系的變化,說白了,就是設備的變化,產線的變化,人員的變化等,比如昨天公司有2條產線生產A系列,4條生產B系列;今天市場需求變化了,于是公司有3條生產A系列,3條生產B系列。兩個不同系列的產線,如果可以一夜之間變化,那么我們可以看做高度柔性。
至于生產計劃排產,對昨天是基于“有2條產線生產A系列,4條生產B系列”,對今天則是“有3條生產A系列,3條生產B系列”。不可能對于物理上不存在的生產線進行排產。我認為排產本身并不存在柔性這個概念,算法并不能對現實不存在和未來規劃不存在的產能排產。
柔性制造系統做到極致,應該是無論生產計劃如何排產,我都可以柔性的變化生產的物理形式以適應你的排產。但是柔性排產?是不是制造系統任何物理變化都不用做,光靠排產就可以做到柔性生產?我不明白想要表達的意思?
于是我查閱了“柔性制造系統”的百科,原來是一個商品名。和生產管理類教科書的柔性生產還是有區別的,我認為這不是柔性生產的本來解釋,而是機械加工自動化的一個集成系統。
回到柔性制造系統的本意,這段解釋引自百科的“柔性制造”——第一方面是系統適應外部環境變化的能力,可用系統滿足新產品要求的程度來衡量;第二方面是系統適應內部變化的能力,可用在有干擾(如機器出現故障)情況下,系統的生產率與無干擾情況下的生產率期望值之比來衡量。“柔性”是相對于“剛性”而言的。(2017年/10/14晚上補充,其實我對粗體字部分還是存疑的,“滿足”這個用語并不能體現精益生產或柔性生產的本意,因為只要能力大于需求就是滿足,“滿足”一詞不能消除能力過剩帶來的浪費,這不精益啊。)
我認為,精益生產人員所謂的柔性制造和自動化設備銷售的柔性制造是兩個不同的概念,后者是前者在很窄領域的商品化應用。同時也屬于商品名,而不是經典的知識概念。
將一組數控設備串聯或并聯到一起,通過計算機系統控制其生產,肯定有節省人工,降低成本的意義,但是它不是管理意義上的“柔性生產”。
比如說我的公司引入了一套這樣的“柔性制造系統”,無論這個系統包含多少臺自動化設備,在運作管理上,我會將這一套設備當作一臺設備來管理,這臺設備也許會”自動排產“,但是沒關系,我會將“自動排產”看作這臺設備的加工工序之一,因此,我的生產計劃還是要對這臺設備按照市場需求進行人工的排產,這臺設備只要自動排產的結果不違背我的人工排產的時間和數量的要求,沒問題。
這樣的系統還有一個問題,那就是一旦系統建成,我很想知道未來因為市場需求變化而改造它的成本,還有改造它的周期。如果改造成本很高,改造周期大于客戶的訂單提前期,我并不會認為它是一個“柔性制造的系統”。
我并不反對自動化,但是我反對傳統知識的商業化解釋,片面而不專業。
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晚上再補充一點對柔性和剛性的經驗之談:
事實上,就像不存在絕對的剛性生產,也不可能存在無限制的柔性生產。所謂柔性,其實就是生產系統克服剛性的能力。我做一個比方:
你有一氣球,它是體積是柔性的,有多少體積的水進來,它就變化成為對應的體積,但你不可能無限制的吹大這個氣球,它會爆炸。
如果和生產系統的剛性進行比較,現在制造業的生產柔性還是很低的,就好像一棵大樹左右5度的搖擺那種程度的柔性。畢竟,你不可能讓一條電冰箱生產線生產洗衣機,或是讓一臺注塑機生產五金件。一般而言,在某個產品類別下的某個系列的產品可以做到自由切換,或是從這個系列到另一個系列可以低成本短時間的切換,都可以看做有很好的柔性了。
需要指出的,生產的剛性也不是一無是處,剛性意味著高度標準化。在精密制造領域,比如制造高精度的五金件,為了保證整批產品的尺寸精度的一致,即使有同類的加工設備,生產者也不會使用,他們更愿意自始自終用相同的設備完成這批產品,即使數量巨大。很重要的原因是,整批都用一臺設備,可以最大的保證尺寸一致而不那么散布。
基于這樣的原因,僅僅從品質角度考慮,一個高速的專用設備要好過兩臺低速的通用設備,盡管它們的產能一樣,但是畢竟一種產品被兩臺設備生產,用放大鏡來看,就是兩個數據。
所以,一個工廠該不該搞柔性生產?在哪些生產車間搞柔性生產?搞什么程度的柔性生產?還是要根據自己產品的離散程度,品種數量,精度要求,客戶強勢程度等因素綜合考慮。
沒有最好,只有最合適,請諸位永遠記住這句話。
宋伯陽
題主問的是個好問題,我也期待有前輩能總結一下這個問題.
這里只拋磚引玉以自己表層的認識回答一下這個問題,也許過段時間會回來總結更新一下
其實這兩個詞不是很好直接對比,因為他們可能不是同一層面的意識。柔性制造是指制造系統,精益制造是方法論。但是這個問題肯定會經常被很多工程師問起,還是有很有價值去解讀一下的。不同層面的東西拿來對比容易有概念偏移,如果你們發現了請務必指出。
我想換一下這個問題的構成,變成:
“精益生產的經驗怎么應用到柔性制造系統中去,能帶來什么運營管理上的優勢?”
現在的精益LEAN是更像門制造行業的哲學,主要由二戰后工業發展中的很多實踐經驗總結的'最優'方法和抽象化的概念組合而成(House of Lean)。柔性制造系統是概念也可以是實體,這個概念要說和精益完全沒有關系也是不可能。其實柔性制造的提出是50s-60s年代,精益生產成氣候也是90s后,只是精益現在實踐的多,實踐柔性制造系統前提條件太復雜,到現在還沒有充分地滿足。但當下這個詞的印象大部分人還是停留在概念,沒有一個非常標準的定義,以至于討論起來要問清楚什么行業什么產品什么工藝才知道所謂的柔性制造系統具體是什么。
自己總結了一個定義,一個合格地柔性制造系統需要具備以下3點:
1.????? 能同時共線生產不同型號不同周期的產品(中短周期為主),
2.????? 硬件能適應快速切換和調整,以適應多種工藝/產品的要求(數控機床或機器人及配套),
3.????? 軟件能動態地根據內外部信息實時調系統產排(采集系統內外信息,實時分析并敏捷調整產排)。
不能實現這三點的,不在我討論范圍。
Lean里面提到的部分概念和工具方法也可以用到柔性制造系統里,基礎層面,以及和人有關的層面。 想玩好柔性制造,對lean有良好認知還是蠻有好處的,比如現場管理,物料管理,kanban等等,畢竟lean是制造業最標準的語言。
Lean有很多工具和統計方法是為大規模生產(Mass Production)設計的, 但是關于生產排程方面,柔性制造系統和其他傳統線生產(transfer line production)所遇到的問題完全不一樣。 我見過好幾個lean方面的高手,在柔性制造的產排這個問題前蒙住了,實例。
柔性系統的產排策略就最好不要帶入lean的思維,lean的思維經常會把人引導到flow job shop scheduling的問題和解決方法中去,實踐證明,這些決策并不是正確的或者適合的。柔性系統更偏向open job shop scheduling的問題,mass production的經驗基本不適用于這個問題,有很多待解決的問題,這邊也在一步一步研究實驗。而且柔性制造要實現動態的產排必須要依靠加載先進算法的中控系統,傳統的由人進行的分析方法效率完全無法達到'柔性'的要求。
這個問題有很多可以思考分析和總結的,因為大部分從當下制造系統升級到柔性制造的企業,都會遇到這個問題。 最近準備提前把PhD文論寫完所以時間比較緊張,等過段時間去工廠再多請教一下實踐者的看法。
首空
昨天下班堵車的路上我就看到了這個問題,本來想答一下,但最后還是沒有,因為這個問題真的是太大了。只能簡單的說明一下。
柔性生產只是精益生產的一小部分。
精益生產,通常說的這個,英文叫lean
,說的是消除浪費,提高投入產出比,可以跟價值流(VSM)搭上關系,但是跟價值流關注點不一樣,要的是解決生產環節中的七大浪費。
柔性生產是相對于大批量生產的,在傳統的生產模式中,OEM廠商都喜歡大批量,少批次的生產,并借此減少轉產、換模、零部件切換帶來的成本上升和生產波動。福特說,我們提供所有的顏色,只要你是黑色。為啥,在福特開始流水線生產汽車的時候,換型得需要停產好幾天。然而這種福特模式是不行的。多樣化的需求是必須,這樣我們就得同時生產黑色、白色、綠色、藍色的福克斯,嘉年華等等等,一個工廠靈活應對市場變化就是柔性化生產系統。
于是,你在一個大SKU的生產企業中(如我知道的一個安防報警器公司,每個訂單數量都是10k
100k計算)或者小SKU企業(魚群探測儀,一年才幾十臺,還是標準產品),你可以推行精益生產,但你并不需要推行柔性生產。但是,你推行柔性生產的時候,如果不進行精益生產,就是死路一條。
黑湖老黑
可以說,柔性制造和精益生產,都可以稱為一種生產方式。
先來說下柔性制造系統。
柔性制造系統是由統一的信息控制系統、物料儲運系統和一組數字控制加工設備組成,能適應加工對象變換的自動化機械制造系統,英文縮寫為FMS。
當下,科學技術的發展帶動了人類社會對產品的功能與質量的高要求,產品迭代越來越快,產品的復雜程度也隨之增大,傳統的大批量生產方式受到了挑戰。因為,在大批量生產方式中,柔性和生產率是相互矛盾的。眾所周知,只有品種單一、批量大、設備專用、工藝穩定、效率高,才能構成規模經濟效益;反之,多品種、小批量生產,設備的專用性低,在加工形式相似的情況下,頻繁的調整工夾具,工藝穩定難度增大,生產效率勢必受到影響。為了同時提高制造工業的柔性和生產效率,使之在保證產品質量的前提下,縮短產品生產周期,降低產品成本,最終使中小批量生產能與大批量生產抗衡,柔性自動化系統便應運而生。
它是一種技術復雜、高度自動化的系統,它將微電子學、計算機和系統工程等技術有機地結合起來,理想和圓滿地解決了機械制造高自動化與高柔性化之間的矛盾。它具有設備利用率高、生產能力相對穩定、產品質量高、運行靈活和產品應變能力大的優點。
再來說說精益生產。
精益生產(Lean Production),簡單來說,就是及時制造,消滅故障,消除一切浪費,向零缺陷、零庫存進軍。
它是美國麻省理工學院在一項名為“國際汽車計劃”的研究項目中提出來的,他們在做了大量的調查和對比后,認為日本豐田汽車公司的生產方式是最適用于現代制造企業的一種生產組織管理方式,稱之為精益生產,以針對美國大量生產方式過于臃腫的弊病。
精益生產的核心在于:追求零庫存;追求快速反應,即快速應對市場的變化;企業內外環境的和諧統一;人本位主義(充分尊重員工、重視培訓、共同協作);庫存是“禍根”。
精益生產新動向:柔性制造
今天,企業面臨經營環境不斷變化的挑戰,市場競爭的全球化、顧客和市場需求的多樣化和不確定性、產品壽命的縮短、價格競爭的加劇等等都給企業現存的生產方式提出新的、更高的要求。為了在殘酷的競爭中生存和發展,企業就必須研究一些低成本并且能夠快速反應的制造方法,柔性制造(或柔性生產)就是這些方法的總稱。因此,與其說柔性制造是一種生產方式,還不如說是一種全新的制造理念。
柔性制造總的趨勢是:生產線越來越短,越來越簡,設備投資越來越少;中間庫存越來越少,場地利用率越來越高;生產周期越來越短,交貨速度越來越快;各類損耗越來越少,效率越來越高。可見,實現柔性制造可以大大降低生產成本,強化企業的競爭力。
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