前期电子报 与我联络
 

近来大中华地区陆续发生大大小小的天灾,希望远在天边近在眼前的读者们与 TOC 伙伴们,一切安好。

好友传来一封网络传阅的小笑话,正好赶上风雨绵绵的台风天。在繁忙的工作与生活作息中,停下来消遣一下,看看你有什么心得呢? 是不是『不要拿钱开玩笑?!』

一位名专家与一个互不相识的老先生在飞机上比邻而座。专家想想:跟老先生开个玩笑,应该很容易唬弄。为了打发漫漫的无聊旅程,这位自信满满的专家,向老先生提议:来玩个有趣的游戏消磨时间?老先生想想也行,你说玩什么?

专家说:你出题问我,我若答不出来,给你 500 元。然后我来问你,你答不出来,只需给我 5 元就行,你看如何? 老先生说:有趣!好。

专家问:地球与月球之间的距离有多远? 老先生不经思索,一句话也没说,就把 5 元递给专家。

轮到老先生问:什么东西在爬山时是三条腿,而在下山时却是四条腿呢?

问罢,就老先生闭上眼睛,呼呼睡了。专家立刻用手提型计算机上网查阅信息,并发出电邮给世界所有他认为跟他一样聪明无比的同行,亲友寻求增援。经过一个小时的折腾,还是找不到答案。只好摇醒老先生,并很守信用的将 500 元递过去。

老先生把钱放进口袋,继续睡。 专家问苦思不解,懊恼万分。最后决定问老先生:你能告诉我,什么东西上山时是三条腿,下山时是四条腿吗?

老先生不经思索,一句话也没说,就把 5 元递给专家。
 

拉式排程系统概要  

Pull Scheduling Systems Overview
Copyright © David Hallett 2009 版权所有
本文经 www.PullScheduling.com 授权翻译与刊登

作者序

阅读本文您将看到能永久转变营业想法的有力概念。拉式排程( Pull Scheduling )确实是种需要思维转变的作法,一种不同于当今最常见之排程方式。这样的系统已被证实绝对优于传统方法,能对企业经营带来超出想象的良性影响。

我将以对您而言或许是新想法来挑战您的思考,一开始似乎是『与直觉相反』,即是如依照经验与直觉的反应,你是不会采取的方式。然而,当你知道了这样的概念,并且应用了这样的概念后,你的思考构面将扩展至不同的层次。

于本文,我分享普遍的拉式排程原理,无论公司或场景为何,其概念的正确性是通用的。我也将分享一些多年实务所得的实践技巧,这些将协助您针对您的情况操作正确的方法,同时提供一些应该从何处开始应用拉式系统( Pull Systems )的见解。

拉式系统之境遇( The Case for Pull Systems

本章回顾拉式系统的基础知识,与应用拉式系统对企业经营的利益。

 

故事从此开始

我第一次接触拉式系统是在 1980 年代中期,当时我服务的公司是一家地铁车厢再制造商( a subway car re-manufacturer )。地铁车厢再制造商的工作是,重新加工与升级二手的产品使它们像是新(或更好)的产品。以地铁车厢产业而言,车厢还在行驶服务时,运输管理局便委托再制造商车厢重整的合约。重整车厢必须从行驶服务的轨道移走,运输管理局不喜欢这样做(显然地)。如果真的将车厢移走,他们想要尽可能在最短的前置时间( the shortest lead-time )内放回去。

地铁车厢产业中,大多再制造商的合约有三项必要条件:

  • 在制品( Work in Progress, WIP ) - 在任何设定的时间内,运输管理局容许移走的地铁车厢数量,即是再制造商能加工的车厢数量。
  • 前置时间( Lead-time ) - 地铁车厢被从行驶服务移走,直到回归行驶的时间长度。
  • 数率( Rate ) - 每个时间单位地铁车厢被送交运输管理局的数目。

在这段期间,我负责两个任务:再制造程序的排程,及监督和分析关于这个程序的成本。一段时间后,我察觉到上述三个变量间的关系:

    • 前置时间 = 在制品 / 数率 [ Lead-Time = WIP / Rate ]

在后来的工作里,我才知道这是被称为『 Little's Law 』的程序,这个小程序却相当有用,这是拉式系统的关键要素之一。 [ 译者注: Little's Law http://en.wikipedia.org/wiki/Little's_law; http://xquality.blogspot.com/2007/12/littles-law.html]

来看看两个例子。假如合约上的在制品数量是 10 个车厢,而我能每周完成 2 个车厢,那么前置时间是多少呢?

    • 前置时间 = 在制品数量 / 比率 = 10 个 / 每周 2 个 = 5 周。

假如在制品数量是 20 个车厢,而必须在 4 周的前置时间完成,那么数率必须是多少呢?

    • 首先转换程序, 『前置时间 = 在制品数量 / 数率』 转为『数率 = 在制品数量 / 前置时间』。
    • 数率 = 在制品数量 / 前置时间 = 20 个 / 4 周 = 每周 5 个。

后来,当我正式更深入理解拉式系统时,我察觉到实际上我们的客户迫使我们采用一种拉式系统。拉式系统的广泛定义是:

    • 拉式系统:当库存受限于某方式的情况下,使用的一种(拉式)排程系统。 [ 以某方式限制库存量的情况下,使用的一种排程系统。 ]
      ( Pull System – A scheduling system where inventory is limited in some way )
      [ 注:库存可能是原物料,在制品,成品等等。 ]

大多经营模式并未强制限制库存数量。在没有限制的情况下,在任何时间点的库存数量与库存所在的位置都相当随意,并倾向随时间而增加。这被视为一种推式系统( Push System ),定义为:

    • 推式系统 当不正式限制库存的情况下,使用的一种(推式)排程系统。
      ( Push System – A scheduling system where inventory is not formally limited )


如何落实推式系统呢?

自年少起,我们就被教导一些基本的工作观念,像是:

  • 努力工作
  • 赶快
  • 超前
在经营管理上常见的绩效考核与奖励都是支撑这些观念,典型的员工与部门都有『每天几个、每人几个、符合计划时程等』的绩效考核及奖励。

观察一个典型的业务情境(上面的图一, Figure 1 ),一位工作人员在计算机前工作,并被给予一份哪些数据在何时应该完成输入的工作时间表。数据到达他的桌上,进到『收件箱( In-Box )』。这位工作人员看看工作时间表,从收件箱拿出下一份需输入的数据,用计算机完成数据输入,然后将数据放到『结束箱( Out-Box )』。一段时间后,他会站起来将结束箱中的数据拿到下一个处理步骤的收件箱。

每一周,他的主管会检查完成的件数,看看是否依照工作时间表完成工作。假如不符合工作目标,主管追踪工作人员后续的修正行动。

根据上述的绩效考核到位的情况,而工作人员的注意力落在『努力工作、赶快、超前』,工作人员保持忙碌的状态。一旦输完的数据放入结束箱,就从收件箱拿出下一份数据开始工作。如果时间表上的下一份不在收件箱,就拿其它后面才得输入的数据去做。


推式有什么问题呢?

有两个假设常见于营运管理:

  1. 我们的业务操作是各自独立的。改变一个操作很少会对其他操作造成不利的影响。
  2. 我们的业务操作具有相加的效果。要知道业务的表现情况,就看每个工作的操作效果,基本上将这些操作加总即可。要想改进绩效与获利,要求每个操作尽可能发挥效率,一个操作的改善就会改进公司的利润。

根据这些假设,我们使用某种方式来管理业务。我们试图使每个部门、区块、个别程序最佳化,认为这样做会使绩效与获利最大化。因而经常是各个操作个别排时间表 – 如果他们全都遵守个别的时间表,就能符合整个时程。我们并且加上对每个操作的绩效考核,以能知道操作是否『具有效率』。

这里的问题是,这些假设不正确!下列的原则取代上述的错误假设:

  1. 我们的业务操作是具相依性的( Our business processes are dependent )。改变其中的一个操作,会对某些或全部的其它操作造成某种影响。
  2. 我们的业务操作不具加总的效果( Our business processes are not additive )。单独改善一个操作通常不会对业务的整体绩效或获利情况造成良性的作用。事实上,根据上面第一项原则,有可能某个部分的改善,却造成整个系统表现的退步。

看看下列的例子。

图二( Figure 2 )的图形呈现一个『业务循环』。每个业务有一系列程序,最后连结成一个整体的业务循环。每个业务筐内的名称与机能都不一样,但是大体的概念总是相同的。

假如『工程( Engineering )』筐代表上面描述之推式系统中的工作人员,要符合每天 15 个工作的目标,且准确遵照排程来工作,以整体业务循环来看,每天能完成多少个?答案是 12 个工作。在这整个循环中,工作进行的速度最快取决于最慢的业务程序,目前是采购( Purchasing )每天 12 个工作。那么另外三个工作到哪里去了呢?在采购筐前面等待。对于前置时间会有何影响呢?

  • 前置时间 = 在制品数量 / 数率 [LT = WIP / Rate] ,在制品数量上升,而数率保持不变,因此前置时间拉长!前置时间拉长是不好的结果吗?绝对不好。

每次 MEP 社群的精实生产的简报都引用下列亨利福特的名言:

『 维持福特产品低价的努力中,有 一项最 值得注意的成就之一是,逐步缩短生产的周期。一个对象在制造过程中越久,被移来移去的次数越多,最后的成本就越高。 』

亨利福特所说得重点是,前置时间越长,成本越高,即是下列的公式:

  • 前置时间 = 成本 [ Lead-Time = Cost ]

这个公式是精实生产的精髓,专注于消除没价值的附加活动。一般而言,产品前置时间的 95%+ 是没价值的附加时间( non-value-added time )。因此,如果我们投入降低前置时间,本质上会降低没价值的附加时间,成为『较精实( Leaner )』。

回到前面的工程师例子,在年底主管对他符合产出与排程的表现很高兴,他获得加薪。接下来的挑战是,提升他每天的产出从 15 个到 17 个工作。主管认为有其必要性,因为所有的主管都被大老板要求改进今年的效率。

透过许多分析工作,超时加班及辛苦工作,这位工程师改进他的计算机程序,这样一来能每天产出 17 个工作。这时,其它部门在改进上却不怎么成功,事实上,采购还是一天 12 个工作。

对于整体业务产出,工程部的改善有什么作用呢?

  • 前置时间 = 在制品数量 / 数率 [LT = WIP / Rate] ,在制品数量增加,数率还是一样。因此,前置时间拉长!
  • 前置时间 = 成本,前置时间拉长,因而,成本增加!

等一下,到底发生什么了。工程改善了,但成本增加!为何如此?

回到那两个原则,我们的程序不是独立的( 0 ur processes are not independent ),工程部的改变影响到我们系统中的其它程序。同时,我们的程序不具加总的效果( our processes are not additive ),所以工程部的改善并未提升整体利润。

因此,这些原则表示什么呢?

  1. 我们必须管理整体系统,才能使经营最佳化。
  2. 一般而言,在考虑系统限制下,一个程序会限制系统的有效性。藉由改善该系统限制,我们能提升整体系统的表现。而其它程序必须搭配系统限制的运作需求。
  3. 藉由降低在制品,我们能改善前置时间及成本,只要不使系统限制闲置。

取代制造更多不需要的东西,工程师是不是该只产出采购需要的数量,而用多余的时间去协助采购的工作呢?


为何降低前置时间会降低成本呢?

这并非一般我们看待成本的方式。事实上,当今 95% 企业使用的成本会计系统没有如此的呈现。这些在 1900 年代早期开发的系统,营运方式与今日的方式相当不同,根据劳工及 / 或材料分摊经常费用。在传统成本会计上,只有当劳工及 / 或材料被用于制造产品的时间,才累计工作的成本。这是典型之加工价值的步骤,占整个前置时间的 5% 。而步骤间的时间是没做加工的事情,成本会计系统将之被视为『 free (没费用)』。

整个营业周期的前置时间,其累计之产品成本图( Figure 3 )如下(传统成本会计的呈现):

然而,应用亨利福特的前置时间等于成本的道理,产生之图形( Figure 4 )如下(精实成本会计的呈现):

高德拉特,限制理论( Theory of Constraints )的创始人,曾说过:

『告诉我你会如何考核我,我就告诉你我会如何表现。』

假如我们的绩效衡量制度会影响我们的行为表现,传统的成本会计造成什么行为模式呢?取代专注于整体的前置时间,传统成本会计使我们将注意力放到一小部分的时间,就是使用劳力与材料于制造产品的时段。

降低作业的前置时间有很多利益难以在此一一列出。 Insyte 顾问公司是位于美国纽约州水牛城的 MEP 中心,在他们的网页上有一份列出 31 项缩短前置时间的利益(网址: http://www.insyte-consulting.com/Home/Resources/Tools/BenefitsofReducingLead-Time )。这些利益大致分为六类:

  1. 增加销售( Increased sales )
  2. 改善质量( Improved quality )
  3. 降低营运成本( Reduced operating costs )
  4. 增加产能与有效产出( Increased capacity and throughput )
  5. 降低投资的资财( Reduced invested assets )
  6. 增加员工的满意度( Increased employee satisfaction ( 精神 / 心理上 morale) )

以制造公司的一个生产工作中心为例,该生产中心位于整个产品制造路径的一半位置,假如说该中心有一个月的在制品数量,价值是 100,000 元,放在该中心前面等待(见下图, Figure 5 )。

根据传统成本会计系统,对公司而言这些在制品并无花费。事实上,在 资产负债表上被列 为财产。同时,假如总计任何一年的在制品,在制品增加在会计的 损益表上, 则显得公司获利更多。

根据精实成本会计( Lean Cost Accounting ),更正确的看待方式是,这些在制品花用公司的金钱,为何如此?几项理由列举如下:

  • 资金的成本( Cost of capital ) – 一家典型公司有 信用贷款和 / 或希望租借或购买设备。假如 1000,000 元没压在那里,公司能用这笔钱以降低信用贷款的额度,或投资新设备或其它财产。
  • 空间的成本( Cost of space ) – 价值一个月的在制品需要放置空间。制造商需要投入金钱方有空间,还有与暖气、冷气与照明相关的费用。
  • 处理的成本( Cost of handling ) – 在这个月中,这些在制品等待加工,通常需要搬动、存放、排列、分开、综合等等许多次的作业。相关的成本不只是劳工,还有可能的产品损坏及潜在的人工受伤。
  • 质量的成本( Cost of quality ) – 假如我们发现在制品中有异常情况,有多少不良品呢?可能全都不良!这样就必须重工或丢弃及重做。由于之前的制造步骤是一个月或更久之前发生的,我们会去找出问题的根本原因,及采用有效修正的变更作法的可能性低。
  • 流失有效产出( Lost throughput ) – 到处都有随意置放的在制品会掩盖最慢的作业程序 。不知最慢的程序何在,无法有效专注,则流失系统整体的有效产出。
  • 丧失销售机会( Lost sales opportunities ) – 许多顾客订单是视供货商的前置时间而定。一般而言,顾客是差劲的规划者,因为前置时间 = 在制品数量 / 数率,供货商的在制品时间会拉长前置时间,这样就可能时间太长而丧失销售机会。
  • 降低准时交付( Reduced on-time delivery ) – 制造时间越长,越难准时交付。还有顾客很可能改变设计、数量、交期等,而增加无法准时交付的可能性。

完整的精实或 TOC 成本会计是超出本文的范围。然而,一般做出营运上好决策的好规则是,专注于考虑决策在现金定位及现金流( cash position and cash flow )对增值利益( accrual accounting profit )的效应。改进整体现金定位及 / 或现金流的决策,最后能改善营业成效。评量实践任和改善方案的成效也可使用这个方法。


上述种种与拉式系统有何关系?

有许多事情会造成长制造前置时间。不过, 80/20 法则建议系统中少数的政策造成大多数整体之前置时间。在我的经验中,最容易改善前置时间,又能产生大效果的是:

  • 排程系统( Scheduling systems )
  • 批量大小( Batch sizing )

拉式系统针对这两项,使用几个相当简单的技巧,能很快降低 50% 或更多的前置时间。

许多精实实践者认为拉式系统是高等技巧,在整个精实的实施中到后面才用上(如果有用上的话)。 TOC 实践者认为拉式系统是基础的步骤,通常在导入改善方案先期便采用。假如前置时间是主要的标的,而拉式系统的主要贡献是处理长前置时间,那么前置时间的改善工作,则该以应用拉式系统为起点。

你会发现,一旦导入拉式系统,你的前置时间会降低,系统中其它的关键问题会更显而易见,更难忍受,但更容易入手处理。你也会有工具能将有限的改善资源,投到能造成效果的方案,而不被浪费于无(或者 负)投资报酬之处。