改进生产管理的新途径——时间测量（1）

2006-12-17　　来源：e-works 作者：推石


为了解决诸如插单、库存多等问题，本文介绍了如何通过时间测量来了解生产效果和变化；如何对测量结果做统计处理，以指导编制生产计划。
时间测量和分析，目的在于刻画生产效果及其变化过程，让生产计划能给出准确的完工时间，为生产管理和改进提供明确指示。
生产过程有两个重要参数：数量和时间。时间与数量不同组合，其成本、交货期、库存、设备利用率等结果会有很大差别。
从e-works中《运作方式（1）》一文可以知道，时间的测量和分析用在生产管理中要支持两件事：对生产过程监测；辅助编制生产计划。时间测量的操作过程见F-1。

一、生产过程监测
各式各样的流量图可以刻画生产效果及其变化过程的情况。F-2是基本的流量图。纵坐标为工作量（小时），水平坐标为日期（天）。垂向线段是与日期对应的输入或输出（任务的负荷时间）。这是实际测量结果，不是分析结果。


从基本的流量图中可以直观地看到：生产的输入（绿线）和输出（红线）。通过几何作图，从图中还可以测量出不同日期的在制品量（用负荷时间表示）等数量和关系。F-2中用灰色线段表示。灰色线段到水平坐标轴的距离就是对应日期的库存。这个距离也就是绿线到红线之间的垂直距离。在37天时库存最少，45-47天中库存最多。
基本流量图还可以派生出多种图形，以便从不同的角度观察生产。比如F-3表示了实际生产周期分布情况。从中可以看到生产任务的顺序交换混乱。如果每项任务都是按照顺序进行加工，黑虚线框左端应该与绿线重合。按照图中的情况，则造成20天内（第30到50天）全部生产任务通过这个工作中心的总时间加长，在制品在这个工作中心的积压增多。我这里有一个简单得演示程序，原代码开放，有兴趣的同道可以通过电子邮件免费索取。但请告诉我您的情况。
二、对结果的统计分析
对一个个单独的生产任务，只能见到不规则的变化。而在较长时间里，生产的统计规律可以显现出来，比如生产周期的平均值是有规律的。
这些规律可以从流量图中解读出来，见图F-4。矩形代表生产任务，为简单只画了一个。其高度代表计划工时，长度代表生产周期。当输入输出为两条平行直线时，生产任务的平均通过时间最短（可由排序理论证明）。表示产出的红线，也就是这个工作中心实际发挥的能力。实际中，只要不超过机器能力上限，每天机器实际被用掉的能力是不固定的，即红线的角度C摆动。同样，生产周期长度也是伸缩可变动的。工艺时间在生产周期中只占很小一部分，所以能力供应线在摆动时能自动得到生产周期伸缩波动的配合。注意：伸，库存增加而能力发挥减小；缩，库存减少而能力发挥增大。这个现象的积极意义是：生产中的问题虽然不断，因为有这种内在关系，问题只要不闹出圈，生产就能走下去。消极的意义是：在头绪纷乱的情况下，为了让生产走下去，用缓冲库存来抵消任务断档等担心。《运作方式（1）》中介绍的"负荷帐户"，就有这种潜台词。
不难看出，所介绍的生产控制和改进的方法也是瞄准库存，平均库存，与零库存的理念完全一致。但它更加适合混流，而不仅对一个流有效。
《运作方式（1）》中谈到"折算"、"负荷限"等参数选取问题，目的在于解决库存控制。
平均库存与平均能力的比值等于平均消耗时间，它以库存面积为计算基础。从平均消耗时间可以推算出平均生产周期。在分析中有三个因素要考虑进去：①期初和期末库存量的差值，②交换顺序造成的平通过时间额外加长，③在更长时间里库存量波动与顺序量波动有抵消的趋势。有兴趣的朋友可以参考排序理论和统计分析的内容。实际分析中，这些工作靠专业分析软件来完成，并给出折算、负荷限等各种参数。这个过程可以这样理解：与库存对立的是设备利用率。在任务饱满时，不能为了减少库存而降低设备利用率。尤其机器贵，固定成本也高。所以靠"负荷限"来求得在设备平均利用和平均生产周期之间的平衡。一方面在"推算出开工时间"中，采用平均生产周期。经过折算（考虑最早完工时间和最晚完工时间），将任务负荷添加到负荷帐户里；一方面调整负荷限额，在负荷与能力之间求得平衡。
上述整个工作，也可以认为是试凑，把数据凑出来。这需要对自己工厂的产品、生产、计划有非常精深的理解。我试过，很难。如果用分析软件，也不是三、五个月就能奏效。
从以上分析种，我们还可以得到这样的启示。生产结构化特点强，有内在的严谨。这不是说生产像齿轮传动那样，轮齿对滚过去，速比恒定。人要出问题谁也拦不住。但在生产中，出问题的后果可以预料，不会有什么戏剧性的变化。
以上所说的是单个工作中心的情况。实际工作中，我们关心的是生产系统的情况，而这涉及生产-供应链等。请看下文。
相关链接:
改进生产管理的新途径（序言）
改进生产管理的新途径——运作方式（1）