图形完善制造过程

张国耀

图片可以引导我们更好地理解。想想米开朗基罗在西斯廷教堂天花板上所创建的激动人心的图画！其中以大胆的形状和鲜明的颜色清晰地勾勒出了人类创造、堕落和赎罪的重大事件。这些场景不仅仅可以讲述故事。它们还告诉我们，人类灵魂善恶如何争斗以及正义如何终究战胜邪恶。

我们也可以用图片来帮助理解车间要发生的事情。当然，这样的图片看起来一点也不像艺术大师们的作品，但是将它们比作杰作也并非如看上去那般牵强。

制造活动是人类的一种独一无二的能力，通过它，人类在原材料上施加功能设计，通过将普通的图形转换成最终旨在满足某些需求和愿望的对象而创造价值。就像米开朗基罗全神贯注于人类潜意识中的道德斗争一样，制造商们一直在与永无止境的挑战作斗争，从而让制造过程效率和利润更高。这一点意味着要找出并消除浪费。浪费就是隐藏在车间的一个恶魔。

图1. 一个当前典型的状态图看起来有点像图中所示。 该图代表了Stremel原来实施板金制造的早期简图。 即使只瞥一眼，公司规划者也可以看出该过程涉及许 多脱节的步骤，在大多数这样的步骤之间库存会出现 问题。该图还跟踪了信息流（用平滑线段显示来自一 个车间控制系统的纸上消息，用锯齿状的线段表示电 子数据报告）。

有一种采用图片来帮助制造厂家找出并消除浪费的技术叫价值流图。它是一种图形方式，可以分析在物料流经生产过程时，什么地方可以增加价值，什么地方不会。采用一套图符和符号，分析者可以详细说明过程的每步发生了什么，跟踪成品到达客户手中之前物料和信息必须经过的路径。通过采集和表示每个活动的细节，结果示意图可以清晰表明，在什么地方生产时间与加工时间不同步。这种图形可以，例如显示为什么一个原本只需要加工1小时的零件却需要10天才能走完整个车间。

通过绘制新的图形，显示如何重新布置加工工位和活动而避免出现生产过剩、库存过高、不必要的处理和无意义的等候，规划者可以设计出一条更好的路径，在更短的时间内以更少的库存和更少的员工完成客户定单。

往该方向发展是精良制造的根本。价值流图给制造厂家提供了一个“综观图”，其中必须满足降低浪费、连续改善以及其他精良技术要求。没有这种综观图，一个公司可能陷入许多困境，无法实现大量节约而节省成本，或者无法使客户得益并打动和满足他们。价值流图可以组织精良制造经验并赋予它意义。这就是无浪费生产过程背后的艺术。

Stremel制造公司（明尼苏达州Minneapolis）多年来一直在采用价值流图。Stremel是一个板金制造、精密加工部件和组件承包制造商，在给航空、国防和商业客户提供服务方面拥有很长的历史。它的某些工作是长期合同，而另一些工作，主要是CNC加工，由小批量加工组成。尽管没有一个公司可以阐明价值流图所代表或可以完成的全部东西，但Stremel的经验已经深刻揭示了该技术的有用性和灵活性，特别是在一个经典的承包制造案例中。

图2. 在一个全比例价值流图中，某些最常见的在当前 状态图上可以见到的图符看起来会像这里所显示的样品。 这些图符因Mike Rother及John Shook合著的《学会观 察》一书而推广。

看看到底怎样

Stremel的业务开发经理Darin Andries回忆道：“我们于1999年开始精良制造。”那时侯，公司被鼓励参加由其大型公司客户之一赞助的若干精良制造研讨班。Andries先生说：“我们首先学到的东西是，价值流图给我们提供了成为一家精良制造企业的特制的蓝图。它帮助我们明白了自己所处的境地，我们要怎样做以及如何以有序的方式实现这个目标。”他和其他经理们与来自TechSolve（俄亥俄州辛辛那提市）公司的精良制造顾问合作而找出他们的精良制造技巧。

如果你将Andries先生描述成Stremel公司自己的米开朗基罗，那么他会大笑，但是他已经成了该公司主要价值流图艺术家之一。图1和图3是Stremel公司首次应用情景之一的价值流图。由于该生产过程涉及到受客户保密协议保护的产品，所以Andries先生基于真实创造了一个简化的“大概”价值流图以显示价值流图的一些基本概念。

图1是当前状态图。它显示了车间原来如何制造板金部件。图上一些主要的过程是焊接、组装和喷漆。这些都采用标准绘图图符表示，诸如过程方块、数据框和库存三角形等。这些图符和符号依据Mike Rother与John Shook合著并由精良企业研究所（麻塞诸塞州Brookline市，www.lean.org）出版的《学会观察》一书中的约定。该书对价值流图在美国的推广起到了很大作用，但是这些概念在很大程度上是从作者在丰田生产体系中所积累的经验推导出来的。

Andries先生说：“为该过程绘制当前状态图是一个开阔眼界的事情。它给我们就如何制造该零件提供了客观而定性的事实。”绘制这种图需要多次走过车间收集有关该过程的数据。Stremel在早期学到的最重要的教训是描述信息流的重要性。Andries先生回忆道：“我们需要知道物料如何流动，但是我们还需要知道过程如何找出我们下一步应该做什么。价值流图能让人同时看到物料流和信息流，这也是通过它洞悉生产过程的主要途径之一。”
价值流图还可以帮助有关公司绘制一条将生产开发时间与处理时间进行比较的“时间线”。

图3. 一个典型的未来状态图看起来可能像这里所显示的 那样。它具有更少的过程模块，因为某些步骤已经在连续 流程中与其他步骤组合起来。各个步骤之间的库存需求也 已经确定。爆炸星表示需要实施重组的物流和信息流的特 定改善车间（通常称作改善事件）。

图2显示了一个时间线样品。该时间线总结了某过程在零件制作中到底花了多少时间。如果存在偏差，则表示发生了过多的等候时间和过多的库存，损失了利润，并以‘过程中作业’（WIP）的形式资金。

看看应该怎样

图3是Andries先生和他的小组，根据在一个参与该制造线的操作者和监督者参加的研讨班上收集的建议而开发的未来状态图之一。

Andries先生说：“未来状态图是价值流图真正涉及的东西。创建一个未来状态图是一种迫使我们识别出客户真正需要什么，然后帮助我们将客户的期待作为我们执行过程改善计划的指导。”

由于未来状态图将焦点放在满足客户需求上，因此这种图帮助车间将焦点集中在减少浪费、改善总体流程而不仅仅优化单个处理步骤上。正如Andries先生所解释的那样：“未来状态图不仅仅是一个计划。它是一种战略。它帮助我们决定首先应该确定什么，而为证实这一点，这种定位现在正在真正地给我们提供我们曾经所寻求的结果。”

例如，为制造线而开发的未来状态图将若干过程移到一起以创建“连续流程”。在这些点上，每次生产一件工件，并且立即传递给下一步。这样就避免了工件分批以及在不同步骤之间的等候时间。该公司还针对剩余未连接的过程步骤建立了标准的批数量。这种变化既防止了在某些步骤上的生产过剩，同时还防止了在其他过程中来料的短缺，创建了更平稳的生产组合。这一点同时允许在关键点创建一种可见的“推动”系统。应该在过程之间设立一些设计用于容纳一批制造件的木质支架，从而操作员可以看出要生产多少件以维持与下游过程比较一致的物流。

未来状态图将处理步骤从15减少到了9。Andries先生说：“在实施后，我们可以看出WIP库存大大减少。预计的节省量证明，将焊接部搬家以简化工作流程的计划在几个月内就可以为自己赢回有关开支。”（据Andries先生说，在实施了该计划后库存量降低了45%。）这种客观而基于数字的决策，远远超出了车间以前在做这种决定时采取的直觉判断方式。

当然，一旦发生变化和进行有关改善，未来状态图就变成了当前状态图。Andries先生说：“能够返回去制作一个新的未来状态图。是价值流图的优点之一。最终，它将你的整个机构都置于‘未来变成现在’的循环中，保持客户最大的满意度。”

未来状态图采用自己的一套图符，其中大部分代表“推 动”生产系统的各方面。信号（诸如看板卡）可以将各 个过程链接起来，从而仅生产下个过程所需要的数量， 就像由客户需求所拉动一样。

价值流思维方式

Andries先生继续说：“价值流图使我们意识到了精良制造的概念和原理。价值流图帮助我们开始将精良看成一种习惯。”

这种“价值流思维方式”已经对Stremel的小批量合同加工产生了特别的好处。Andries先生解释说：“对某个事情，我们创建一组通用价值流，强调连续流程而不是分批制造的机会。因此，在对工件估价和报价时，我们会考虑来自于精良制造的节省。”

然后进行价值流图比较特定而正式的应用，以便在赢得合同时精确调节过程计划。Andries先生说：“我们先创建一个过程计划，然后把它当作一个现有过程的当前状态图而仔细检查。接着，我们针对该过程开发一个未来状态图，并让它更精良。”

例如，价值流图中一个关键概念是节拍时间。节拍时间指的是，对一个整体的过程来说，为了满足客户需求，它在可用的工作时间里要多频繁地生产某成品。理想情况下，最靠近客户发货的下游过程的循环时间应该接近节拍时间。该过程（通常称作“定步速者”）可以设置定步速过程从而拉动作业的上游过程的步速。

Darin Andries（右）， 在看由Don Albrecht 操作的Stremel的一 台卧式加工中心上加 工铝件的情形。公司 新加工厂房跨度很宽， 允许在机床旁边直接 放下以预定方式上料 的托盘。

Andries先生说：“节拍时间可以帮助我们确定某过程是否有效。我们可以检查某零件的过程计划，并就采用哪台机床、可以接受多长的交换时间，以及允许多少次交换等做出稳妥的决策。”

Andries先生认为，价值流思维方式可以防止一种高生产心理 — 一种传统的想法：认为采用最小的更换在最少的时间内加工尽可能多的零件是加工零件成本效益最高的方式。事实上，围绕价值流考虑可能会揭示出，采用一台小而慢、操作成本低廉的机床就足够了。同时，随着定单数量增加，可以设想不同的未来状态，以改变生产策略，满足特定需要。

价值流思维方式还可能会鼓励Stremel的规划者寻找整合非CNC加工操作的机遇。例如，通过将装配、检测、打标或精加工操作都在公司内部完成，该公司在利用连续流程创造共享节省的同时，还给客户提供了附加值。同样，价值流思维方式可以帮助将焦点集中在供应商如何为减少浪费而作贡献上。例如，Stremel始终寻求让供应商可以将物料直接发送到某工位处的途径。当公司在2003年为其扩展的CNC加工操作而新添40,000平方英尺的厂房时，在每台机床旁边都设置了指定的区域用于停放来料以及成品工件，使得供应商预先装好的托盘可以直接放到机床旁边。

资本投资的管理也从这种盛行的价值流思维方式中受益。Andries先生说：“有一个待签合同让我们急需安装一台大型卧式机床 — 我们看到在现有设备上可以更有效地让零件流水线化后，发现现在还不需要这台卧式加工中心。”

最后，Andries先生指出价值流思维方式不需要绘制成熟的当前和未来状态图。他通常用自己笔记本上的一个电子对照表应用程序来绘制简单的过程步骤清单，及开发与过程时间相对应的时间线。他说：“价值流图本身不是终点，它只是在某过程组建之前，找出用来寻找浪费的‘精良工具箱’中许多工具当中的一把。”

永远不要停止观察

Stremel制造公司任何人都不会说该公司已经成了图形完美制造的典范。每个人都明白，精良制造是从每个生产过程中剔除浪费、永远没有尽头的努力。然而公司已经踏上保持足够长时间精良的旅程，从而前进动作会自动保持。价值流图切切实实描绘了要遵循的正确路径，并让公司走上了正轨