視豐田為日本產業之旗艦公司,人人應當認為精益會在日本廣泛實行。 不如所料,情況必非如此,一般皆知在日本少於 20% 的製造商實施精益。為何如此呢?
不是因為他們沒試圖實施精益,在日本很多公司全力投入實行精益卻失敗了,其中一家是日立工具工程( Hitachi Tool Engineering [ 注:文字直譯 ] )。不能以欠缺全力以赴,來解釋日立無力實行精益之境遇。這家公司重複實踐精益,可是生產績效卻衰退,迫使他們回去使用較傳統的生產管理方式。
同樣地,事實上大多數的日本產業沒實施精益,不能歸咎於缺乏足夠的知識。豐田很慷慨地分享他們的知識,將所有 TPS 知識公諸於世,甚至於竟然邀請他們的直接競爭對手來參觀工廠。日立就像其它很多的公司,使用可得的知識,並且不加遲疑地聘請可找到的、最好的精益專家來協助。
對於那些實施精益失敗的公司,有一種明顯的解釋,像日立工具工程這樣型態的公司,對於任何客觀的企業觀察者來說,有一種顯而易見的解釋,失敗是由於生產環境具有不同的基本構面。當時 大野耐一 ( Taiichi Ohno )發展 TPS ,他並非只憑抽象概念,而是為自己公司的環境所做的開發。就因如此,大野所開發的有力管理應用方式,可能不適用於基本構面上不同的生產環境。 ,
然而,這並不表示大野的成果對其他環境不具相當價值。當我們領悟到那時他面對的情況與當前 如出一轍 時,大野的才華展露無疑。那時候,改革生產作業的生產系統,是亨利福特( Henry Ford )所開發之流水線方式( flow line method )。福特的方式不僅已用於幾乎所有車輛的裝配工作,而且用於非常不同的產業,如飲料及軍火。而那時已認為只在單一產品所需的生產數量,值得投入專用設備的環境 [ 注:單一產品的產量夠多,值得投資一條生產專線 ] ,才能夠且必須實行流水線。每當產量不夠大時,沒人會思考使用流水線的可能性,除了大野,沒有其它人。
大野知道福特系統的概念是通用的( generic ) -- 僅是應用方式受限於某種型態的環境,但是概念是通用的。大野擁有始於概念的清晰視野,及設計適合豐田環境之應用方式的才華。在投入專用設備去生產一種零件是不可行的情境下,他以 不屈不撓毅力,克服實施該應用方式過程中的巨大障礙。結果是 TPS 。
與其回避使用正確的概念,甚至更糟,試圖將該應用方式用於顯然十分不一樣的環境,不如我們應該追隨大野的 足跡。
本文中,我們將陳述:
- 供應鏈的基本概念 – 精益所依據的概念。
- 一種供應鏈概念的通用應用方式,能用於更加寬廣的環境範圍。
- 日立工具工程公司採用這種更廣泛的應用方式,達到令人欽佩的結果。
歷史透視
製造產業曾由兩位元偉大的思想家所構建,亨利福特與大野耐一。福特採用流水線( the flow lines )來改革大量生產方式,大野將福特的觀點,在他的 TPS 中發展至另一種層次,這一套系統促使整個產業改變對庫存的理解,從資產( asset )成為債務( liability )。
福特的出發點是,能 全神貫注於 改善通過生產作業之產品的整體流動性能 [ 或流暢度 ] ( overall flow of products ),這是有效能生產( effective production )的關鍵。為了改善流暢度,他付出的努力獲得極大的成功。到 1926 年,從開採鐵礦到完成一部由超過五千個零件組成的車子,放在火車上準備運送,其前置時間( lead time )是 81 小時 (2) 。八十年後,全世界沒有一家汽車製造商能達到,即使是接近,這麼短的前置時間。
[(2) 注: Ford, Henry, Today and Tomorrow , Productivity Press, 1988 (originally published in 1926).]
流動( flow )表示製造中的庫存在移動。當庫存不動時,庫存會累積,累積的庫存會佔用空間。因此,直覺上要改善流動性能,就是限制累積庫存的可用空間。為了達到更好的流暢度,福特限制每兩個工作中心( work centers )間之在製品( work-in-process )的使用空間。這是流水線模式的精髓,從事實上最初的流水線不含任何機械裝置,如 傳送帶將庫存從一個工作中心移到另一個,能 得到佐證。
當領悟到限制空間的直接後果,則揭露出福特方法的冒險本質。當指定空間用完時,堆放這個空間的工作人員必須停止生產。因此,為了提升流暢度,福特廢止局部效率( local efficiencies )。換句話說,不顧常見的作法,而要使流水線能迅速移動。常見的看法認為要有效能,每個工作人員及每個工作中心必須 百分百的 時間都在忙碌。
有人可能認為繼續防止資源工作的話,會降低生產的有效產出( throughput )(即產品之產出)。如果福特僅以限制空間就滿意的話,那麼這就會是個不良現象。但是有另一個來自限制庫存累積的效應,凸顯出危害流暢度的真正問題 – 當線上的一個工作中心超過一段短時間停止生產時,很快整條線會停止。
福特善用產生的清晰能見度,藉由處理與消除明顯的阻塞,使流水線之平衡保持的更好 (3) 。最後結果是廢止局部效率與平衡流水線,大幅提升有效產出。亨利福特達成當時所有汽車製造公司中,以每位員工計算之最高有效產出。
[(3) 注: 平衡流動性能並不是平衡產能( balancing the flow is not equal to balancing the capacity ) -- 使每一個工作中心的產能與其負荷相配 – 在平衡流水線之生產運作時,一種常見的錯誤。 ]
總而言之,福特的流水線是根據下列四個概念:
- 改善流動性能(或相等的前置時間)是運作的首要目標。( Improving flow (or equivalently lead time) is a primary objective of operations )
- 這項首要目標應該轉化成一套務實的機制,以引導何時不生產的運作機能(防止過度生產)。( This primary objective should be t ran slated into a practical mechanism that guides the operation )
- 局部效率必須廢止。( Local efficiencies must be abolished. )
- 一套平衡流動性能之聚焦程式必須就位。( A focusing process to balance flow must be in place. )
如同福特,大野的首要目標是改善流動性能( flow ) – 減少前置時間 – 這點表明於他對關於豐田問題的答覆中:
『我們所做的一切就是認真看待這段時間,從顧客給我們訂單的時刻起,直到我們收到現金的時間點。而且我們正在減短這段時間的長度 …(4) 』
[ (4) 注: Ohno, Taiichi, Toyota Production System , Productivity, Inc. 1988, page ix ( 於出版社序中 ) 。值得注意的是,在他的其它書籍中,大野將基本概念完全歸功於福特。 ]
當大野進到應用第二個概念時,他面對一個幾乎無法克服的障礙。當單一產品的需求量高時,投入一條生產線去製造各個零件 [ 一條生產線專門製造一種零件 ] 是值得的,如福特所做。可是,當時在日本,汽車的市場需求是少量多樣。因此,在豐田大野不能採用專用生產線的方式。如我們所說,所有面對這種情況的其它產業,就從未想過要使用流水線的方式。然而,大野卻構想著使用流水線的情境,其中設備並非專用,且每個工作中心生產多種零件。在這種情形下使用限制空間的機制,會造成流動 壅塞( gridlock )的問題 – 當分配的空間已滿(會制止放入這個空間的供給線( feeding lines )繼續製造)的時候,裝配需要的零件沒法全部到位(裝配就無法進行)。
大野留下的記錄描述,當他聽到關於 [ 美國 ] 超市的作法(比他在 1956 年到美國訪問期間實際看到超市前早多了),他察覺到解決方案。他體會到超市與豐田的供給線( feeding lines )都需要管理許多種類的產品。在超市,產品並沒放滿走道,而是大多數的商品放在後面的貯藏室。在店面場所,每種產品被分配到有限的貨架空間( shelf space )。只當一件產品被客戶拿走,才帶動從後面貯藏室取貨,並補到該產品架位元的程式。大野所想像的機制是,能夠讓他有能力去引導豐田何時不生產的運作方式。取代在兩個工作中心間使用單獨有限的空間去限制生產在製品( work-in-process ),他必須特別限制每種零件允許的累積數量。根據這樣的體認,大野設計出看板系統( Kanban system )。
看板系統在許多的文章與書籍都有記載。在本文中,我們只陳述精華所在,以展示大野是如何的忠實於前述的基本概念。介於每兩個工作中心之間 (5) ,及個別地對每種零件,其累積的庫存被限制在設定的某個容器數目,與每個容器的零件數目。這些容器,就像每個產業中的每個容器,也包含有關的書面作業。而其中一頁 – 通常是張紙牌( card (日文是看板)) -- 這頁只列出零件編號及每個容器的零件數量,不依慣例處理。當下一個工作中心拿走一個容器去進行下一個工序時,紙牌不與容器一起被移走,而是被傳回前一個工作中心。就此通知那個工作中心,一個容器被取走,分配的庫存數量沒滿。只在這樣的情況下,前面的工作中心被允許進行生產(紙牌上注明的某個容器的零件)。基本上,看板系統指揮每個工作中心,何時生產及生產什麼,但是更重要的是,它指揮何時不生產。沒有紙牌 – 不生產。看板系統是種務實的機制,引導生產運作,何時不生產(防止過度生產)。大野以改變機制的基本構面,從空間到庫存,成功地擴展福特的概念。
[(5) 注:減少放置容器的地方的數目。大野大量使用 U-cells ,而非使用工作中心。 ]
堅持該流動概念,命令廢止局部效率。大野處理這個問題,再次在他的書中強調,如果產品在很短的時間內不需要的話,那麼鼓勵員工繼續生產是無意義之舉。這個重點可能是豐田 TPS 當初成為及時生產( Just-in-time production )聞名於世的原因 (6) 。
[(6) 注:不過,在精益( Lean )的文獻中,並無明確強調 TPS 下令廢止局部效率( local efficiencies )。 ]
一旦看板系統 – 引導何時不生產的運作系統 – 在車間就位,立即降低的有效產出效應,就會引發全力以赴以平衡流動性能的工作。相較於福特所面對的挑戰,大野面對的挑戰級數更高。要知道挑戰有多大,只要點出許多事項之一就足以說明。不像在專用生產線的環境,大野強迫一個工作中心經常變換,從生產一種零件換到另一種。對大多數的工作中心而言,每次如此的變換就需要花時間執行必要的設備準備工作( setup )。由於容器的設計要求相當小的零件數量,指定的生產批量( production batches )相較於所需的準備時間常常是小的 不可思議,結果是有效產出大幅下降。難怪大野面對很大的阻力 – 如此之大,以致於在大野在紀錄中說,從 1940 年後期到 1960 年初,他的系統被視為『討厭的大野系統( abominable Ohno system )』 (7) 。無可置疑,大野(與他的上級主管)擁有一種非凡的決心與願景,持續推動與建立這套系統,任何一個人從個別觀點來看,如大多數車間的員工必有的觀點,這樣做一點道理都沒有。
[(7) 注: Ohno, Taiichi and Setsuo Mito, Just-In-Time For Today and Tomorrow , Productivity Press, 1988.]
大野必須鋪設一個新方法,以克服設備準備時間( setup time )的障礙。當時,直到 TPS 全球聞名,對待準備時間的傳統方式是增加批量大小 -- 『經濟批量( economical batch quantity' )』是許許多多文章上熱門的標題 (8) 。大野不理會所有的知識體系,因為屈服於經濟批量會毀滅他對降低前置時間的追求。而他堅持所需的設備準備時間並非不可改變,能調整程式以大幅降低必要的準備時間。他帶領開發及實行準備時間的縮減技術工作,最後降低所有豐田的準備時間到最多只是幾分鐘 (9) 。難怪,精益現在與小批量及設備準備時間縮減技術緊緊結合。
[(8) 注:第一篇文章由 Ford W. Harris 刊載於 Factory, The Magazine of Management, Volume 10, Number 2, February 1913, pp. 135-136, 152. 從此幾乎每個月都有這個主題的多篇文章發表。 ]
[(9) 注:例如,豐田的鋼模更換工作,在 1940 年從二到三小時,減到少於一小時,在 1950 年降到十五分鐘,在 1960 年降到三分鐘。(大野寫在他的 Toyota Production System 書中 ).]
而平衡流動性能之必要性,遠超過只是克服設備準備工作( setup )的障礙。事實上,大多數的工作中心並不是專用于單一零件,所以幾乎不可能藉由直接觀察,來指出危及流動性能的實際問題。大野完全知道有太多事情可以改進,沒有一種方式使種種程式改善聚焦的話,不但會花太長的時間,還是無法平衡流動性能。
看板系統給予他一種聚焦的方式,精益之石頭與水的比喻,有助於瞭解實行方式。水的深淺水位相當於庫存的多少水位,而石頭相當於干擾水流的問題。有許多石頭在底部河床上,移除這些石頭得花時間與力氣。問題是要移除哪些重大的石頭?答案是在降低水位的情形下,那些露出水面的石頭就該被移除。在看板系統開始實施時,為達合理的有效產出,大野必須使用很多容器,每個包含指定數量的特定零件。逐漸地,大野減少容器的數目,然後減少每個容器內的數量。如果流動性受干擾並不明顯的話,則繼續減少容器數目與其中數量。當流動性受到擾亂時,採用五個為什麼的方法( the Five Why's method )來指出根本原因( the root cause ),必須先解決該問題才繼續降低數量,得花時間,但是最後結果在生產力( productivity )上得到出色的改善。
應該注意到,即使過去二十年內,其它各家汽車公司都實施過某個版本的豐田系統,並且獲得主要利益。然而豐田的生產力士,卻是其它汽車公司都無法可比的。這項事實指出,能正確選擇某種程式,以能聚焦相關局部改善工作( the process that focuses the local improvement efforts )的重要性。不幸地,其它公司的改善工作被誤導,因為專注在達成節省費用,而不是全然投入於改善流動性能。
大野沒為了得到某些成本節約目的,而去投入很多力氣在於降低設備的準備時間( setup times )。如果節省費用曾是他的改善標的,那他就不會『浪費』透過減少批量大小所省下的時間,而會去做更多的準備工作。大野沒試圖降低不良零件的數量,以能節省某些( 不重要的 )的成本。他以消除造成不良零件的主要流動干擾源,來降低不良品數量。大野沒試圖從豐田的供應商擠壓出更好的價格,或是消減豐田的人員薪資( payroll )(這是成本的兩項主要項目),而是投入他的全部精力於改善流動性能。
整體局面改觀之處在于,專注於流動性能與不理會局部之成本考慮,最後的結果是每件產品的成本更低。就像是廢止局部效率的最後結果,是勞工的效率更高。如果看來奇怪的話,因為經理人尚未真正理解概念上不同之處,在於引導生產運作上,專注於改善有效產出( throughput ),而不是專注於降低成本。專注于成本縮減的一項效應是,幾乎所有促進持續改善( a process of on-going improvement )的提案,很快到達投資報酬的減小底線,而結果就成了光說不做( lip service )。這個議題太廣泛也太重要,無法于本文中精簡陳述。
概括而論,福特與大野兩位先生遵循四個概念(此後我們稱之為供應鏈概念( the concepts of supply chain ):
- 改善流動性能(或相等的前置時間)是運作的首要目標。( Improving flow (or equivalently lead time) is a primary objective of operations )
- 這項首要目標應該轉化成一套務實的機制,以引導何時不生產的運作機能(防止過度生產)。( This primary objective should be t ran slated into a practical mechanism that guides the operation )
- 局部效率必須廢止。( Local efficiencies must be abolished. )
- 一套平衡流動性能之聚焦程式必須就位。( A focusing process to balance flow must be in place. )福特使用直接觀察,大野使用逐漸減少容器數量,及接著逐漸減少容器中的零件數量。
< 待續 > |