一文搞定“自働化”精益支柱之一【精益学堂】2017-3-22 第816期

发布时间：2024-12-11 09:18

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精益生产中自働化的背景来源：

1896年，在日本奈良县，酷爱发明的丰田佐吉发明了一台日本有史以来第一台不依靠人力的自动织机——“丰田式汽动织机”。在这项发明中特别值得一提的是“纬线断线自动停机装置”，装有这种装置的织机当纬线发生断头儿时能马上自动停车。

这个改变纺织工业历史的装置一直到一个世纪以后的今天，仍然被大型织机所延用。而正是这种“一旦发生次品，机器立即停止运转，以确保百分之百的品质”的思考方式，形成了今天丰田的生产思想的根基

自働化的定义：

1、什么是自働化？

自働化：当品质或设备有异常发生时，设备或生产线具有自动停止或作业员主动使之停止的能力。在这里强调的自働化是带人字旁的动。

这时，机器可以判定工作状况的好坏，使一人多机成为可能，生产效率飞跃性提高。

带人字边的自动化是指异常时可停止的机器（生产线）

2、[自动化]和[自働化]之相异点：

[自働化]如有异常发生，因其设备的关系会停止运转，故容易找出异常的原因，也容易防止再发。但是[自働化]不要特意投资设备，增加保修和监视机械的人员。

3、自働化的目的：

总体：保证设备安定运转及良好品质的维持

1、确保100%的良品制造；

2、防止由于误操作或材料不良造成机器设备损坏；

3、事前预防设备故障，即不需要对每台设备进行看护；

4、不良品发生时，要明确设备上异常的问题并防止再发。

4、异常的管理：

4.1、何谓异常 What is the unusual?

一切和正常工作不同的状况都叫做异常。

能否发现异常？

——“利用目视管理方法使一切异常情况暴露在表面 ”

需要多少时间才能发现异常？

——要利用“三现”主义随时把握现状

异常管理其实包含了管理的全部内容。

4.2、建立判断异常的标准：

靠视觉来判断有无异常的时候，其判断依据和标准就起到非常重要的作用。所以对生产线上所有的东西都必须实施标准化。

要使用IE、QC、设备PM等能够提高生产效率的管理手法来设定标准，标准的设定要根据当时生产的情况而设定；要使所设定的标准能够在生产线上可视化，使之达到有了异常人人都能看出来的程度。

①为标准化奠定基础

②根据标准来着手 “改善 ”

③提高改进标准

4.3、对待异常的态度：

对待缺陷，三不政策（To The Defects, I Will Say No!No!!No!!!）

DON’T ACCEPT 不接受！

DON’T MAKE 不制造!!

DON’T DELIVER 不传递!!!

4.4 、处理作业异常五步曲：

停止（Stop）

呼叫（Call）

等待 (Wait)

处理（Containment）

改善（Improvement）

自働化运用的几种方式：

一、可视化管理

（1）零部件存放场所的标识方法：（形迹法）

——指定位置放着指定的零部件，没有放错了地方的零部件

（2）最大最小量和先入先出控制

（3）生产管理板

为保证均衡化生产，保证按照客户所要求的供货节拍生产，那么每单位时间内的产量就不应出现波动。

①为什么会提前完成工作量？

②为什么没有按时完成工作量？

③今天生产线上有效工作时间是多少？

④什么原因使得生产线停了下来？

⑤ “改善 ”取得了多大成果？

⑥工人们对他们的努力结果是否了解？

通过不断问“为什么”来探明产量波动原因。如果能从根本上解决生产滞后、产量波动的问题，那么仅此一项就可以使生产效率提高20~30%。

目视管理3个要点：

1.无论谁都能判断好坏(或异常与否)

2.能迅速判断，精度高

3.判断结果不因人而异

目视管理3种水平：

1.初级水平: 能明白现在状态

2.中级水平: 谁都能判断正常与否

3.高级水平: 管理方法(异常处置)也都明确

二、定位停止系统（安灯板和呼叫灯 Line stop & Call）

1、什么是定位停止系统：

在生产线上每一位员工都被“授权”，当异常时可以停止生产线，线内人员在异常时实施停止、呼叫、等待三个步骤，确保问题的充分暴露。（是装配线上的自働化）

生产线作业员发现异常时，就发出使生产线停下的信号，这样生产线就会停到指定的位置上，警示灯即会亮灯，监督人员即迅速的到达亮灯工位，能够马上掌握异常之状况。

2、实现定位停止的必要条件：

每个工位的两侧都设有用来使生产线停下的“拉绳式开关”；

该信号具有生产线将要停下来的预报功能。为了不使生产线停转，进度灯小组长在进入生产线上支援的同时，还应该确认原因采取措施防止复发。

三、防呆工装设计

日常生活中的防呆案例：

A、电气开关的保险丝（断路器）

B、家里用的瓦斯漏气，就有一股恶臭

C、强力胶内加入芥子油

D、看书-色笔、荧光笔、分页线

E、铁路平交道，当火车到达一定的距离时，栅栏自动放下，警铃自动响起

F、学校或公园内每隔一段距离就在路面上加筑一段凸起的金属物

防呆工装设计：

是用来防止因大意而发生次品、操作失误、受伤等发生的装置。它可以使操作人员在不太操心、较自然的状态下放心工作。“防呆装置 ”对在工序内锁定质量起重要作用。

为了做到这一点， “防呆工装 ”在制作上应对准如下几个目标：

① 工人倒班也不至于影响质量的稳定；

② 自动确认上道工序的质量；

③ 杜绝生产次品；

当加工件的质量不好的话，工件就不会流向下一步。自行流到下一步的工件，就一定是质量过关的工件

“防呆 ”设计的基本原则：

在进行“防呆法”时，有以下４原则可供参考：

1.使作业的动作轻松

不易于观察、难拿、难动等操作会使作业变得更难做，变得更易疲劳而发生失误。区分颜色或放大标示使得容易看，或加上把手使得容易拿，或使用搬运器具使动作轻松。

2．使作业不需要特殊技能与直觉

需要高度技能与直觉的作业，容易发生失误．设计工装或工具，进行机械化，使新进人员或支持人员也能进行不出错的作业。

3.使作业不会有危险

不安全或不安定会给人或产品带来危险，如果加以改善就不会有危险。对易马虎操作或勉强操作的工序，设法安装无法马虎或无法勉强的装置。

4.使作业不依赖感官

依赖像眼睛、耳朵、感触等感官进行作业时，容易发生错误。制作工装或使之机械化，减少用人的感官来判断。对于必须要依赖感官的作业，设法安装使之能做二重三重的判断工装。例：当信号一红即同时有声音出现。

防呆设计的应用原理：

1.断根原理：

将会造成错误的原因从根本上排除掉，使绝不发生错误。

例：借“排除”的方法来达成：

录音带上若录有重要的资料想永久保存时，则可将侧边防再录孔之一小块塑料片剥下，便能防止再录音

2.保险原理：

需要用二个以上的动作共同或依序执行才能完成工作。

例：操作冲床之工作，为预防操作人员不小心被手夹伤，所以设计在工作面外一双手必须同时按操作钮下去，才能执行工作。

3.自动原理

以各种光学、电学、力学、机构学、化学等原理来限制某些动作的执行或不执行，以避免错误之发生。目前这些自动开关非常普遍，也是非常简易的“自动化 ”之应用。

例：以“重量”控制的方式来完成：电梯超载时，门关不上，电梯不能上下，警告钟也鸣起。

4.相符原理

用检验是否相符合的动作，来防止错误的发生。

5.顺序原理

避免工作之顺序或流程前后倒置，可依编号顺序排列，可以减少或避免错误的发生。

例：以 “斜线”方式来完成-许多档案归档在资料柜内，每次拿出来看之后，再放回去时，放错了地方，可用斜线标志的方式来改善这个问题。

6.隔离原理

通过分隔不同区域的方式，来达到保护某些重要部件，使其不能造成危险或错误的现象发生。隔离原理亦称保护原理。

7.复制原理

同一件工作，如需做二次以上，最好采用 “复制”方式来达成，省时又不错误。

8.层别原理

为避免将不同之工作做错，而设法加以区别出来。

9.警告原理

如有不正常的现象发生，能以声光或其它方式显示出各种 “警告 ”的讯号，以避免错误的发生。

10.缓和原理

以防护方法来减少错误发生后所造成的损害，虽然不能完全排除错误的发生，但是可以降低其损害的程度。

四、误动作防止系统和安全装置

为防止不良流出在机器中加入误动作防止系统,当产品不良时不能装卡,不能加工,利用其在工序中发现不良误防装置构造用来满足上述要求的 “误动作防止系统 ”主要有以下几种：

① 操作有失误时，工件就装不到卡具上，零件不良则机器设备不能加工或设备就不转。

② 工件有问题的话，设备不开始加工。

③ 后工序可查验前工序错误，若发现作业有漏步的话，下一个操作就开始不了。

④ 没有按照操作规程或误将身体探入设备检测行程，设备将自动停止。（自动冲床）

五、全数自检机制和全员质量意识的提升

全数自检法：

传统对合格品质标准的要求多使用统计抽样法，但自働化所要求的全数自检法并不能仅仅把焦点放在有关产品抽查检验上，而必须在制造者或制造过程本身，便对品质管制负责。其基础在建立于制造內部自働化的缺点控制。直接受到不良品影响的作业员或制程，必须立即注意到问题，且被赋予责任更正问题。因此其最后的检验便不是为了发现不良品，而是从消费者和管理者的观点来实施

◆ 管理者与作业人员必須经常遵循各事的預定程序：

＊操作的重新标准化

＊异常状况的察觉

＊原因的调查

＊透过品管圈的改善活动

实现自働化的步骤如下所示：

1、使生产顺畅：为使员工清楚感受到自働化的必要性，应以“工件在流动 ”为主来摆放机器设备。（U形生产线）

2、确立标准作业：当顺畅生产和标准作业得到确立后，作业就会出现零头，比如0.4个人份的工作等，这时就要想办法进行“改善”。

3、进行可视化管理：可视化管理做得比较好的话，工人就不会再被设备束缚住。

4、普通设备要实现自动化则必须要有一个一步一步来的态度。需要对“设备应发挥什么作用，人又该发挥哪些作用”进行思考。一点一点地去使人与设备有机结合起来。

5、把手送工件的动作改成机送工件，并且送到位后就停下来。这样在机器送工件的这段时间里，工人可以去兼顾其它工作。

6、使之复位（让设备来完成），即下工件的自动化：工人的动作就是上下工件和启动机器。

7、一定要安装上遇到异常情况就会自行判断并自动停转的装置。

可视化的案例：

——文具和生产辅料的管理也要遵循“3定”原则。存放处的标牌上应标明场所、编号，并使之与“看板”的记载一致。

——通过容器的设计来防止部件，这样既可以保护部件，重复再利用，也可以确定数量，这样零部件积压过多的话，就不得不摆放到外边，异常便会一目了然。

定位停止系统的案例：

——定位停止的拉绳开关与ANDON相联，这样监督人员就可以根据ANDON来接收异常情况发生的信息

防呆工装的案例：

——开银行保险箱时，须以顾客之钥匙与银行之钥匙，同时插入钥匙孔，才能将保险箱打开

——抽水马桶之水箱内设有浮球，水升至某一高度时，浮球推动拉杆，切断水源。

自働化设备的生产线布置设备原则:

原则1：短而垂直的生产线布置

1、垂直生产线：依产品别工程顺序连接的流线生产线

原则2：复数整流的生产线布置

1、前后工程的机器设备的配置比例是1:1→整流→容易找出不良的源头

原则3:作业容易的生产线布置

1、要使作业人员容易工作：

a.“一笔划”的布置→消除离岛工程

b.“大通铺”的布置→容易改变布置

c.“二字型”的布置→少人化的布置

d.“无障碍”的布置→管线由天而降

e.“有节拍”的布置→明了速度快慢

f.“有警示”的互助区→相互支援容易

原则4：一次生产一个的设备

1、设备的三不原则：

a. 不要高速度 ( =高故障率 )

b. 不要大产能 (=乱流生产 )

c. 不要泛用机 (=价格高昂 )

2、像链条一样能衔接拉动生产:

a. 垂直整流化容易；

b. 一个流动化容易；

c. 全线自働化容易。

原则5：正面狭窄的设备

1、正面窄、纵深长；

2、作业区域尽量紧缩；

3、靠近作业点，作业点高度 = 肚脐、深度= 手腕

4、I/O一致→减少走动

5、步行距离极小化→减少没有附加价值的走动

原则6: 物流容易的设备

1、前工程的出口，即为下工程的入口

2、要能逆时针方向流动

3、机器作业高度要一致

4、控制开关能由个别控制朝向连动控制

原则7: 容易移动的设备

1、不要挖洞“落地生根”

2、不要攀爬“寄人篱下”

3、不要接受“寄生设备”

4、设备要装有滑轮→要像快餐车

5、设备要随处可置→保持地面平坦

原则8：有机动性的设备

1、设备要役于人，不要人役于设备

2、设备的速度不要固定不变→要能依目标时间(TT)调整生产

3、设备产能要有余裕，不要计划100%生产

4、要消除故障及瞬停比率

原则9：能快速开工的设备

1、生产准备要快：

a.生产线要能快速开工（设备要滑轮化、管线要天降化、地面净空化）

b.要麦当劳不要开餐馆

2、要能快速换模 / 换线：

a.三分钟内完成

b.第一次即是良品

c.顺序换线（在周期时间（CT）内完成，仅损失一个产量）

原则10:没有无驮(MUDA)的设备

1、不要切削空气

2、不做木偶动作

3、不做立定的动作

原则11:具专用性的设备

1、随产品而亡的设备不要

2、通用机的专用化

a.馅饼型的设备

b.具有支援性的设备

原则12：不要巨舰大炮的设备

1、不要艺妓式的设备

2、从裸体的设备做起

3、像IC扩充卡的设备

4、套装式的设备

原则13：能够停止的设备

1、有异常及必要时，能够自働停止下来:

2、装设警示灯系统

3、要有自动检查的防错机构

原则14：保全容易的设备

1、占用空间要小，可以轻易移动的设备；

2、可以轻易取下门及装上门的设备；

3、套装式结构

自働化丰田成功的精髓

大野认为要彻底地实现准时化生产，首先必须改变思考方法。经过苦思冥想反复对比之后，大野借鉴超级市场的经营模式和原理，想出了后道工序去前道工序提取零件的方法，将以往的推进式系统进行了180度的大转弯，改为拉动式系统。

为了明确后道工序应提取什么以及多少数量的零部件，设置了提取看板，只要零部件用完了，就将它取下，按图索骥去前道工序领取。同样，在前道工序设置了生产指令看板，零部件被提取完毕后就取下该看板。这样只要生产被取下的部分就行了。这就是准时化生产的基本形态。当然，要实施这种转折，必须要得到现场的理解和认同，由于原有和即存惯性的抵触，出现了许多摩擦与困难。

于是，大野带头奔赴生产一线，耐心地进行讲解，同时通过有的放矢的指导，培养了一大批TPS骨干。十分理解大野的丰田英二，给与了他十分强有力的支持。不懈的努力终于结出了硕果，以准时化生产和自働化为中心的新生产体系被冠名为丰田生产方式，并逐渐由机加工工厂扩大到组装工厂及外协件工厂。经过不断的实践和充实，丰田生产方式终于演变成了具有普遍意义的经营生产方法。

在丰田的各个生产线上，每个工位都设置了可随时停线的“按灯”拉绳装置，除此之外，在生产现场上还安装了诸如省力坐椅、防呆预警器、10分钟换模法等很多防止操作失误及体现了人本理念的劳动保护装置及设施。“好的产品源于好的创意”、“绝对不生产次品”、“人人都是质量检验员”等一系列由创始人丰田佐吉所提出的理念，已进化成了丰田人的一种自然而然的习惯，自働化思想已经渗透到了工序的每一个层次和环节。

1973年因石油危机，引发了世界经济大萧条，但是丰田却出人意料地获得了盈利。于是，日本式的经营，特别是丰田的经营理念及生产方式引起了全世界的注目。石油危机以后，世界汽车市场逐渐开始看好小型车，世界最大的汽车制造商——通用公司向丰田提出了合资开发的请求，1984年在美国成立了日美合资企业——努米公司。在语言和文化背景完全不同的地方，丰田生产方式同样获得了很大的成功，努米公司荣获了全美质量第一的桂冠。马萨诸塞工科大学的迈纳克教授在他的报告书中，将丰田企业文化及生产方式称为精益生产方式，并向全世界做了宣传介绍。

丰田公司的经营管理层认为，随着时代的发展，“自我张扬，自我实现”已成为了新一代的价值取向，而正是这种强调自我的宣泄意识汇集成了企业须更加注重团结协作的推进器。如果一个个体没有足够的精力和能力去充分满足另一个个体，这就需要组织来为其营造和提供更具有人性化的归属感，即所谓企业文化。然而，需要强调的是，团队精神的养成绝不是只是绞尽脑汁撰写几句振奋人心的口号，它是团队中各成员达成的一个共同愿景。这个愿景不是一方强行要求另一方被动记忆的字句，而是每个成员发自内心认同的共识。它是建立在一种公平合理的激励约束机制上的经过长期的磨合而最终形成的一种自律行为，并将最终超越被动而养成的一种习惯。当然，它是动态的过程，随着时间的推移，时代的发展，需要不断地加入新鲜的元素。另外由于企业的特质和所处环境及发展阶段的不同，没有一种文化是放之四海皆可行的，所以企业要做的是寻找自身文化与所处行业的契合点。

半个世纪以来，许许多多的公司都在学习和模仿丰田的成功之道，但往往都只是停留在皮毛上，其实“自働化”才是丰田生产方式的精髓所在，它是一种哲学，是丰田承传不辍的文化根基。丰田由个体手工作坊发展成为国际化顶尖级企业的历史证明了这一点。

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