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隱藏的工廠:定義產(chǎn)品的流程邏輯

隱藏的工廠:定義產(chǎn)品的流程邏輯

——— 選自《智能制造:未來工業(yè)模式和業(yè)態(tài)的顛覆與重構(gòu)》,【德】奧拓?布勞克曼著
2015/11/19 9:52:17

一個沒有相應流程的產(chǎn)品本身就相當于是垃圾。在過去被人們定義為生產(chǎn)結(jié)果的產(chǎn)品,如今是生產(chǎn)流程帶來的產(chǎn)物。所以產(chǎn)品的市場力和經(jīng)濟性都是基于流程的。但是生產(chǎn)流程的邏輯是不一樣的:相對于傳統(tǒng)的生產(chǎn)參數(shù)來說,流程是可以計算的,而它所代表的經(jīng)濟性并不是基于流程時間,而是基于流程的連接點。

一個沒有任何誤差的多個流程之間的完美交接是不存在的。每一個有可能發(fā)生的錯誤,在某一時刻都會發(fā)生。只要在整個合作中有一點錯誤發(fā)生,就會影響到整個流程。整個流程鏈的可靠程度是跟連接點的數(shù)量,以及每一個點的安全性(分散程度、重復精準度和可計劃性)相關(guān)的。連接點的管理引發(fā)了新的思考,在ISO 9001 ff/TS 16949 標準中有定義:“在組織中一系列流程的運用,加上這些流程相互間作用的識別和管理,可以被視作是以流程為導向的方法。”(ISO 9001 ff)以流程為導向的方法所擁有的優(yōu)勢之一,就是可以持續(xù)調(diào)控各個單獨流程之間的鏈接(ISO 9001:2000)。


單件及整體收益

流程的順序邏輯與生產(chǎn)過程的順序邏輯肯定是不一樣的,生產(chǎn)過程只是將每個生產(chǎn)步驟所需要的時間進行簡單的累積。我們用一個簡單的擲骰子的游戲來說明這個區(qū)別。

 

圖1擲骰子和流程成功率的對抗


我們一共前后擲5次骰子,并將2點到6點定義為無瑕疵產(chǎn)品,而只有1點定義為次品。這樣我們每次擲骰子的時候平均會有5/6的可能性成功,也就是83%。而5次擲骰子的平均成功可能性也同樣為83%。

如果我們來看5次擲骰子的連續(xù)成功可能性的話,也就是連續(xù)5次擲骰子都成功,那么連續(xù)成功的可能性就只有39%了。也就是說發(fā)生錯誤的可能性要達到61%。每次擲骰子發(fā)生錯誤的可能性會疊加在一起。

把上面的案例放在生產(chǎn)中去看,就意味著即便我們有一臺成功生產(chǎn)率在83%的機器(這個成功比例算不錯了,現(xiàn)實中的金屬加工行業(yè)比這個值要低不少),在連續(xù)5個生產(chǎn)步驟之后只有39%的可能性會得到一件成功的產(chǎn)品,有61%的可能性會得到次品而需要重新加工。這個極其簡單的案例告訴我們,即便只有5個生產(chǎn)步驟,也就是只有4個步驟交接點,流程的成功率也會大幅度的下降,隱藏了巨大的改善潛力。

所以說生產(chǎn)的效率取決于流程鏈的復雜程度、交接點的數(shù)量以及單個流程的不同類型。不同的類型代表著流程結(jié)果會有分散性,會降低流程重復性的準確度,并有可能使流程更難以計劃。效率低的流程所消耗的資源,如沒有計劃的等待和停泊時間,遠遠高于生產(chǎn)效率低所消耗的資源。因為對于后者來說,潛力已經(jīng)幾乎被開發(fā)完了,幾乎所有的企業(yè)都擁有現(xiàn)代化的生產(chǎn)技術(shù)。而相比較而言,流程方面的提高潛力是非常巨大的。企業(yè)的經(jīng)濟性是取決于流程的交接點的。

所以ISO 9001標準根據(jù)流程之間的配合定義了生產(chǎn)效率?!捌髽I(yè)如果想高效率地運作,就需要將大量相互之間有聯(lián)系的活動識別、控制以及引導?!保↖SO 9001 ff)雖然很多企業(yè)都簽署了這項協(xié)議,但是根據(jù)標準的流程控制卻很少有人在真正地做。

再重申一遍這條在ISO 9001 ff標準內(nèi)的引用:“以流程為導向的方法所擁有的優(yōu)勢之一,就是可以持續(xù)調(diào)控各個單獨流程之間的鏈接?!保↖SO 9001:2000)


案例模型——裝配機器

圖2給出了一個裝配機器流程的案例,這個案例同樣也可以放到其他的流程中去。裝配流程有8個前提條件,如機器準備程度、員工準備程度、材料齊備程度、工具齊備程度等。裝配流程的成功取決于每一個單獨步驟的成功。每一個單獨的步驟和條件都帶來了出錯的風險:機器還沒有準備好、工具還沒有準備好、材料還沒有備齊等。

 

圖2 故障和安全


在圖2中,我們假設(shè)流程的8個前提條件,每一個的平均成功率都在90%。即便只有8個前提條件,并且每一個條件的成功率都相當高,最后流程的整體成功率也只有43%,57%是會出現(xiàn)問題的?;蛘邠Q一種表達方式:100次裝配機器的流程中有57次需要被中斷,只有43次可以按照計劃完成。這個43%的比率叫作流程成功率,或者如果是流程鏈的話則被稱為FPY(First Pass Yield,流程一次成功的比例)。

這個通過將每一步的成功率相乘得到的總成功率在現(xiàn)實中也是被廣泛應用的。造成這個成功率的原因則是無處不在的延誤:要么配置機器的人生病了、要么材料還沒有配齊、要么工具還沒有準備好等。失敗步驟代表著效率下降,而企業(yè)的資源卻仍然被占用著。失敗步驟還伴隨著大量的后續(xù)費用,如生產(chǎn)過剩(停泊時間)或者生產(chǎn)不足(等待時間)。


生產(chǎn)效率和方差

流程分散性(如可利用性)對于企業(yè)的經(jīng)濟性起著至關(guān)重要的作用,圖84顯示了基于現(xiàn)實的生產(chǎn)關(guān)系(Rehbehn和Yurdakul,2003)。圖84中顯示的是Siemens公司分析的流程分散程度(分散指數(shù)Sigma)和出錯成本的關(guān)系。


 

圖3 流程分散程度(Sigma)與出錯成本的關(guān)系


真正現(xiàn)實中的企業(yè)流程一般要面臨上百種不同的前提條件。作者認為流程安全級別在2σ(流程每一步的成功率達到95.44%)是沒有競爭力的。圖3中的最后一欄顯示了流程的安全級別σ與生產(chǎn)成本的關(guān)系。流程在交接點的分散性越小,錯誤造成的損失也就會越小。

Sigma(σ)是用來表示流程分散性的,σ級別可以看作是生產(chǎn)經(jīng)濟性的一個重要指標。圖84中的數(shù)據(jù)是基于真實的生產(chǎn)條件統(tǒng)計出來的。數(shù)據(jù)表明,即便流程擁有非常高的99.38%的成功率,也仍然有25%~40%的銷售額是要用來支付流程中發(fā)生的錯誤的。通過這些數(shù)據(jù)可以看出,σ級別的提升對于經(jīng)濟性的提升是具有非常明顯的作用的。這里列舉的失敗成本與3.5%的機械和電子行業(yè)企業(yè)的平均稅后收益率相比,是高得難以置信的。

結(jié)論:從流程角度來看生產(chǎn)率的話是基于方差以及流程連接點的。流程中的方差對經(jīng)濟性的影響比技術(shù)和生產(chǎn)對經(jīng)濟性的影響要高出以20為倍數(shù)的級別。“如果想要將企業(yè)的效率提高,也就是將生產(chǎn)效率提高以及成本降低,那么達到6σ級別將是最佳選擇?!保╓alch,2005)


隱藏的工廠

對于企業(yè)的員工,尤其是生產(chǎn)線上的工人來說,公司的價值流和成本計算不是可以被直接認識到的。一個跟流程密切相關(guān)并且實時更新的記錄和計算并沒有運用到實踐中。在實踐中運用得更廣泛的只是操作之后的記錄,并且也只記錄那些可以計數(shù)或者測量的參數(shù)。而對于實際消耗了多少資源并沒有一個明確的認知。單位成本是很難去統(tǒng)計的,而因為等待和停泊所浪費的時間資源也會一直有各種合理的借口。例如,當一名工人需要將裝配機器的流程中斷時,他的潛意識里并沒有覺得這個會影響到生產(chǎn)效率,因為他覺得機器反正會“立刻”接到下一個任務(wù)繼續(xù)運作,并不會影響到效率甚至是經(jīng)濟性。另外還要注意到,在生產(chǎn)循環(huán)中庫存量的增多反而會使員工更為鎮(zhèn)定。因為如果很多箱子都裝滿了貨物,就會有一種企業(yè)運營良好的暗示,也使工作崗位更加的穩(wěn)定。但是事實上所有沒有計劃的生產(chǎn)中斷都會導致看不見的浪費,就如同接下來的案例所展示的一樣。

對于企業(yè)中沒有被認知到的程序,波士頓大學管理學院教授米勒和福爾曼取名叫作“隱藏的工廠”。因為這些間接的部分其實隱藏了很多生產(chǎn)力(Müller,1992)。


停泊比生產(chǎn)還要貴

圖2顯示了一個裝配機器的流程,整個裝配流程有8個前提條件。流程鏈的效率參數(shù)是FPY,即流程一次成功的比例(Rehbehn和Yurdakul,2003)。圖4將圖2的內(nèi)容再次加深,當8個流程步驟的每一步都有90%的成功率時,最后總的成功率在43%。換句話說,每100個計劃的裝配流程中會有57次因為各種原因需要中斷并無法繼續(xù)進行。中斷具體代表著等待材料、等待工具、等待工人等。這同時也代表著工具又要被拆掉并且放回倉庫,其他的資源也一樣,如材料以及其他配件(測量工具、檢測報告等)。接下來需要安排新的任務(wù),并檢查可行性,因為FPY風險也是同樣存在的。在某些情況下,中斷還會帶來其他的費用,如緊急的狀態(tài)、特別的班次或者是加班,甚至到要坐上直飛Wolfsburg(沃爾夫斯堡)的直升機。所以說因為中斷造成的等待或者停泊是比生產(chǎn)更加昂貴的。


 

圖4 計劃外中斷帶來的損失


因此,上文提到的機器的使用率與材料的等待和停泊時間是沒有關(guān)系的設(shè)想根本就是錯誤的。


損失計算

生產(chǎn)流程會按照順序形成一套完整的事件。在每一個流程交接點都會有影響流程準確性(分散性)的風險,如太多、太少、太早、太晚、錯誤的地點、錯誤的質(zhì)量等。針對面對的差異和應有值之間的聯(lián)系以及由此造成的損失,Taguchi(田口)研究出了一種計算損失的方法。這種方法可以計算出差異(即便是誤差范圍之內(nèi)允許的差異)所代表的損失。雖然Taguchi一開始是刻意參照比較可靠的設(shè)計來開發(fā)這個方法,并且主要用在技術(shù)加工領(lǐng)域的,但是他的方法同樣可以很好地轉(zhuǎn)接到其他的流程上來。Taguchi主要強調(diào)了單個目標變量的分散性:對于客戶來說,產(chǎn)品的可使用性隨著誤差的增多而持續(xù)地下降。

一個過程在計劃中的誤差范圍不能夠看作是生產(chǎn)誤差臨界值,而要看作損失來計算。根據(jù)以下陳述:每一個流程目標的誤差帶來的損失,是根據(jù)誤差的大小成平方倍數(shù)增長的。流程目標可能是時間(產(chǎn)品完成)、地點(運輸目標)、數(shù)量(生產(chǎn)過度或者生產(chǎn)不足)或者質(zhì)量(額外檢測、重新加工、銷毀)。

每一個實踐中的工人都知道:“總有意外會發(fā)生的?!辈皇侨辈牧稀C器沒準備好,就是工人生病了,或者工具不齊。每日典型的影響包括計劃外的生產(chǎn)中斷、未能按計劃生產(chǎn)并引起等待或者停泊時間、模具準備工作無法完成等。根據(jù)這些問題,流程操作的一個目的就是盡量采取能夠減少這些錯誤根源的措施。

除了交接點安全性的提升,還有交接點的數(shù)量(也就是復雜性)對于損失的計算也是很關(guān)鍵的。如果在圖1中那個擲骰子的案例里不是5個骰子而是10個骰子的話,或者按照生產(chǎn)流程來說不是5個生產(chǎn)步驟而是10個的話,那么最后得到的成功率就只剩下16%了,況且其實10個步驟對于現(xiàn)實中的企業(yè)運營來說根本不算多。步驟的數(shù)量同時也代表著可能發(fā)生錯誤的數(shù)量(Opportunity for Defects,發(fā)生錯誤的數(shù)據(jù))。這個案例說明了,流程不能在整個過程結(jié)束之后再來評判,因為這時已經(jīng)太晚了,而是需要在過程中(伴隨生產(chǎn)過程)就開始調(diào)整(Rehbehn和Yurdakuhl,2003,第52頁)。


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