在JIT(准时化生产)系统中,工序间看板是实现“拉动式”生产的核心工具,它像一张“可视化的指令”,精确地控制着生产流程中相邻工序之间的物料流动和生产节奏,确保只在需要的时候、按需要的数量、生产需要的产品。

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以下详细解释工序间看板的运作原理、类型、流程和关键要素:
核心目标与原理
- 拉动式生产: 看板的核心思想是后工序拉动前工序,下游工序(后工序)根据实际消耗(或计划需求)向上游工序(前工序)发出生产或取货指令,上游工序只根据看板指令进行生产或补充物料。
- 消除浪费: 通过严格控制物料流动和生产节奏,看板旨在消除七大浪费中的过量生产和库存浪费,没有看板指令,就不生产、不搬运。
- 可视化与暴露问题: 看板是可视化的,看板卡片(或电子信号)本身、看板运行状态(如是否在流转、是否堆积)都能清晰地展示生产流程的状态,使问题(如瓶颈、延迟、质量缺陷)暴露无遗,便于快速响应和解决。
- 均衡化生产: 看板系统要求生产过程相对均衡,如果需求波动剧烈,看板系统会难以应对,导致缺货或积压,看板与生产均衡化(Heijunka)紧密配合。
工序间看板的主要类型
在相邻工序之间,通常使用两种类型的看板协同工作:
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取货看板:
- 作用: 授权后工序向前工序领取(搬运)物料。
- 触发: 当后工序开始消耗其工序内库存(通常是标准容器内的物料)时,取货看板被释放。
- 信息: 通常包含:
- 物料名称/编号
- 容器容量(标准装载数量)
- 前工序(供应方)名称/位置
- 后工序(需求方)名称/位置
- 存储位置(前工序的成品超市或后工序的消耗点)
- 有时包含条形码/二维码用于追踪。
- 形象比喻: 就像后工序向前工序下的“取货订单”。
-
生产看板:
(图片来源网络,侵删)- 作用: 授权前工序生产指定数量的物料。
- 触发: 当前工序收到后工序送来的空容器(附有取货看板)时,将取货看板取下,放入生产看板收集盒(或挂板),同时将一张生产看板放入空容器(或挂起),作为生产指令。
- 信息: 通常包含:
- 物料名称/编号
- 生产数量(通常等于容器容量)
- 前工序名称/位置
- 后工序名称/位置
- 所需原材料/零件信息(有时)
- 存储位置(前工序的成品超市)
- 有时包含条形码/二维码。
- 形象比喻: 就像前工序收到的“生产工单”。
工序间看板的典型运作流程(双看板系统)
假设有工序A(前工序)和工序B(后工序):
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初始状态:
- 工序A的成品超市存放着装有已完工物料的标准容器,每个容器上附有一张生产看板。
- 工序B的消耗点存放着装有从工序A取来的物料的标准容器,每个容器上附有一张取货看板。
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工序B开始消耗:
- 工序B的操作员开始使用其消耗点容器内的物料进行加工。
- 当一个容器内的物料完全用完时,操作员将该空容器连同附在上面的取货看板一起取下。
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触发取货:
(图片来源网络,侵删)- 操作员将空容器和取货看板送回工序A的成品超市(或指定的取货点)。
- 在成品超市,操作员:
- 找到一个装有相同物料、附有生产看板的满容器。
- 将取货看板从空容器上取下,放入工序A的生产看板收集盒(或挂板),这相当于向工序A发出了“需要补充物料”的信号。
- 将空容器留在成品超市(或放入空容器回收区)。
- 将满容器(上面仍然附有生产看板)运回工序B的消耗点,用于后续生产。
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触发生产:
- 工序A的操作员定期(或根据信号)检查生产看板收集盒(或挂板)。
- 当发现收集盒中有取货看板时(代表工序B取走了一个满容器),这表明工序A需要生产一个新容器量的物料来补充。
- 操作员从收集盒中取走一张取货看板(作为生产指令的确认),同时从成品超市或空容器回收区取一个空容器。
- 操作员将一张生产看板放入该空容器(或挂在容器上),作为生产指令。
- 操作员将该空容器(附有生产看板) 送到工序A的工位。
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工序A进行生产:
- 工序A的操作员看到工位上带有生产看板的空容器,这就是明确的生产指令。
- 操作员按照生产看板上的信息(物料、数量)进行生产加工。
- 生产完成后,将加工好的物料装入该空容器中,使其成为满容器。
- 将满容器(附有生产看板) 送回工序A的成品超市,等待工序B的取货。
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循环往复:
工序B再次消耗完一个容器,重复步骤2-5,形成一个持续的、由后工序需求驱动的拉动循环。
看板数量的计算(关键参数)
看板系统的核心是控制在制品库存,而看板数量直接决定了在制品库存水平,计算看板数量需要考虑以下因素:
- D: 后工序在单位时间内的平均需求量(件/小时、件/天)。
- T: 生产提前期(Lead Time),指从前工序收到生产指令(取货看板触发)到将完工产品放入成品超市所需的时间,包括:等待时间、加工时间、搬运时间、检验时间等,单位与需求量一致(小时、天)。
- C: 每个标准容器的容量(件/容器)。
- S: 安全系数(Safety Stock),用于应对需求波动、生产异常(设备故障、质量问题、物料延迟等),通常取0.1到1.0之间,根据流程稳定性调整,越不稳定,S越大。
基本公式:
看板数量 (N) = (D * T * (1 + S)) / C
解释:
D * T: 表示在提前期T内,后工序的平均需求量,这是理论上需要准备的最小库存量。(1 + S): 乘以安全系数,增加缓冲以应对不确定性。/ C: 将总需求件数除以每个容器的容量,得到需要的容器数量(即看板数量)。
重要说明:
- 初始设定: 公式提供初始估算值,实际运行中需要根据观察到的实际情况(如是否经常缺货、看板是否堆积、异常频率)进行调整。
- 持续改进: JIT的目标是持续减少浪费,通过缩短提前期(T)、提高流程稳定性(降低S)、优化容器大小(C),可以逐步减少看板数量(N),从而降低在制品库存。
- 均衡化: 公式中的D应是相对均衡的需求,如果需求波动大,需要结合生产均衡化(Heijunka)来平滑需求,否则看板系统会失效。
实施工序间看板的关键步骤
- 流程分析与稳定化: 确保生产流程相对稳定,质量合格,设备可靠,看板不能解决根本的流程问题,它只是暴露问题。
- 定义工序与超市: 清晰划分前后工序,设立明确的成品超市位置。
- 标准化:
- 标准化容器: 确定所有物料使用的标准容器及其容量(C),容器大小应适中,便于搬运且能代表一个合理的生产/搬运批量。
- 标准化看板: 设计清晰、信息完整的取货看板和生产看板卡片(或电子信号),统一格式。
- 计算初始看板数量: 使用上述公式计算初始的看板数量。
- 设计看板流转规则: 明确定义看板如何触发、传递、收集、使用(如上述典型流程)。
- 培训: 对所有相关操作员、班组长、管理人员进行看板原理、规则、操作的培训,确保理解一致。
- 设定初始库存: 在成品超市和消耗点放置计算好数量的满容器(附生产看板)和空容器(附取货看板)。
- 试点运行: 选择一个相对稳定的区域进行试点,观察运行情况。
- 监控与调整:
- 监控指标: 在制品库存水平、看板周转速度、缺货次数、异常响应时间、生产达成率。
- 调整: 根据监控数据和暴露的问题,调整看板数量(N)、安全系数(S)、容器大小(C)、甚至流程本身(缩短T)。
- 推广与持续改进: 在试点成功的基础上,逐步推广到其他工序,持续进行改善活动,追求更少的看板、更低的库存、更快的响应。
常见问题与挑战
- 看板丢失或损坏: 建立看板管理制度,明确责任人,定期清点,使用更耐用的材料或电子看板。
- 看板数量不当: 过多导致库存积压,过少导致频繁缺货,需要持续监控和计算调整。
- 生产不均衡: 需求波动大时,看板系统难以应对,必须与生产均衡化(Heijunka)结合。
- 流程不稳定: 设备故障、质量问题、物料延迟等异常会破坏看板运行,需要加强基础管理(TPM, 质量管理)。
- 员工不遵守规则: 培训不到位、理解不深、习惯于“推动”思维,需要持续培训、监督、建立遵守规则的文化。
- 供应商问题: 如果涉及外部供应商,供应商的响应能力和可靠性至关重要,需要建立紧密的合作关系。
工序间看板是JIT生产中连接上下游工序的“神经系统”,它通过取货看板和生产看板的协同运作,实现了后工序拉动前工序的精确控制,有效消除过量生产和库存浪费,可视化流程状态并暴露问题,成功实施看板系统需要稳定的流程、标准化的容器与看板、精确计算的看板数量、严格的执行规则、持续的监控调整以及与生产均衡化的紧密结合,它不仅仅是一种工具,更是一种精益思想和持续改进文化的体现。
