精益实战指南【第八期】一小时学习3P精益工厂设计

发布日期:2015-09-02    作者:唐道述    点击:1次

今天分享的主题是3P精益工厂设计,许多企业正在开展精益生产,往往是在现有工作流程上进行改进,是否可以在新工厂的设计阶段,或者是老工厂改造阶段和新产品导入阶段,就能够事先设计出精益的工作流程。即从事后改善型活动到事先精益设计。3P精益工厂设计的方法论就是为了解决这类问题。但是3P精益工厂设计是高级的精益工具,需要企业有相应的精益基础。在后续的文章中尽可能做到深入浅出,让大家可以学习到精益工厂设计知识。


3P精益工厂设计适合三类人员学习,一类是企业的管理人员了解为什么要3P精益工厂设计,以及带给企业什么收益。第二类是精益专业的从业人员,学习和掌握精益工厂设计方法论。第三类是对精益知识有兴趣的专业人士。




文章内容分成九部分,从思想、要素、方法和系统四个层面进行阐述。思想主要讲3P精益设计的核心方法论的思想,包括学习的前提和内容模块。要素研究3P的含义,以及3P设计的目标和直观的印象。方法里面包括3P的方法论、3P的原则以及对3P方法的总结。最后研究3P精益工厂设计的支撑系统,包括精益供应链的流动设计、精益管理系统和整个3P工厂设计参考模型。




3P是高级的精益工具,因为3P精益工厂设计需要大量的精益工具知识,大家对精益方法和工具掌握的越多,对精益工厂设计就越有帮助。最好前期有一定的精益工具实践,通过了解和实践上述精益方法和工具,对后续精益工厂设计奠定良好的基础。具体每个工具的学习目前网络上或企业内部都有大量资料学习,在学习中要注重理论和实际情况相结合。


据不完全统计90%以上的企业在新工厂建设时期,对工厂的整体布局、产线设计、物流配送和过程控制等因素考虑不完善、设计不合理,造成新工厂在投产后出现很多问题,包括设备利用率低、产能和作业效率低下等情况。而这些设计内置的浪费在后续工厂运营中需要花费大量时间和人力进行改进和完善。


如果企业能在工厂初期设计和新建阶段就能考虑到这些问题呢,也就是说在设计和建设阶段导入精益原则。 3P的核心思想即是从事后改善转到事先精益设计,帮助企业一次将事情做对,建立绩效一流和管理完善的行业领先精益工厂。


3P精益设计模块包括三个层次,即目标引领、体系保障和战略协调。在三个层次里有四个核心支柱,3P的精益设计是过程设计方法论,即只有经过3P的设计流程,工厂设计方案才是科学合理的。如果没有经过3P精益设计流程,那得出的工厂方案可能存在在较多的问题。

支撑3P精益设计流程的是精益供应链流动模式的研究,加上精益管理体系和后续的精益系统设计,共有四个支柱。


3P精益设计是整个精益工厂的设计流程,精益流动管理是精益工厂和供应链设计的支撑模块,导入精益管理体系来有效管理日后精益工厂的运营,通过精益运营体系构建形成工厂的精益工作方式。




首先我们研究下3P的含义,即三个英文单词Production Preparation Process的缩写,翻译成中文含义为生产准备流程。3P源自于丰田公司的精益设计的方法,并有大野耐一弟子中尾千寻先生在欧美企业推广而发扬光大。3P将精益设计和改善文化融入到产品设计和制程设计的过程中,形成一套模块化的方法。它不仅仅关注产品和流程的设计,同时关注QDT(即最佳质量、设定的需求量和节拍时间)等精益思想的注入。当然3P还有一个重要的输出,即合适的成本。


3P的方法论是基于团队的工作方法、精益的原则和工具来设计产品和流程。用3P的方法论即可以设计工作的流程,又可以设计优质的产品。输出最佳的品质、最低的成本并按照客户的要求的数量、最快的制造时间。


总结而言,3P的含义是生产准备流程。3P的目标是一击即中,像打篮球一样,在投产的第一天即生产出零缺陷的产品、所有的流程都按照单件流动、并且以安全有效的方式运营。3P的核心思想是希望我们在第一次就把事情做对,哪些事情做对呢,包括产品和流程。




3P的感性的印象是什么,为什么企业一定要应用3P,以及其巨大的效果。3P的效果是突破性性的,属于突破性的改善,其形式采用团队的形式。团队不仅仅包括公司内部跨职能的团队,往往还要融入你的供应商,包括设备供应商和合作伙伴,都会参与到3P的活动中。


除了3P需要团队成员的多元化之外,更重要的是其创新性。3P是精益创新的重要工具,创新在什么地方,包括对产品设计、流程设计和服务设计。体现在设计的思路上,3P要求你设计的方案至少要有七种方案,如果你的产品、流程或服务设计方案只有一种的话,往往这样的设计方案不是最优方案。通过七种设计让团队开阔思路,然后收缩思路选择最佳方案,设计出来的产品、流程或服务才具有合理性和科学性。


3P还具有实践性,需要团队具备12岁小孩的心态,即永远不满足、具有好奇心、不断尝试。在亲自动手的过程中,要求团队快速的实施和验证方案,即快速PDCA反馈迭代改进。大家对3P的印象上包括多元化的团队、创新性的设计和注重实践的PDCA循环。


下面我们一起研究下3P特有的方法,第一是3P的七种设计,像一个喇叭口一样从放到收的过程。我们简称7-3-1,即任何的产品、流程或服务的设计需要七种方案,在这个七种方案中选择其中的三种进行模拟,通过对三种优秀方案的模拟选择出最佳的一种方案。


3P第二个特有的方法是它的设计过程从大自然中获取灵感来获取解决方案,比如汽车、手机外形设计和工具的开发都可以从大自然的实例中获取灵感,因为自然界生物已有数百万年的时间进行功能的进化,足以满足我们想要开发的功能的需要。我们可以从蛇身上借鉴如何游动、从螃蟹身上学习夹的功能、从老鹰身上学习如何抓的动作。在流程或产品设计中的七种方案都可以从大自然的例子中获取设计灵感。


在设计中最重要的是3P精益设计的16条军规,也是3P设计中的指南针。例如第5条军规是“使设备便于移动”,是不是我们在设计产线中的设备都是可以移动的?为什么要设备便于移动呢?随着市场变化,工厂产线和布局可能需要随之调整,如果设备是生根设备不能移动的话,会给后期布局调整带来难度,所以在3P设计阶段就需要考虑设备的可移动性。

3P精益设计的16条军规是在设计流程中起主导作用,需要团队提前对精益工具有较深的了解,如第13条采用内置快速切换的设备,当进行产线混线生产时,需要产线内的设备要求快速切换的能力,如果团队对精益原理和工具不熟悉的话,就会存在设计障碍。


3P第三种特有的方法是Moonshine(月光工作室 ) 。这个名词起源于一次在90年代初的3P改善活动, 当时新技术中尾千寻位于美国南卡罗来纳州的丹纳赫捷克波斯夹头公司进行3P生产准备过程项目辅导。 其设备维修经理讲了本州法律禁止酿私酒,他们在夜里月光下利用简陋的工具私自酿酒的故事,中尾先生很快意识到这种快速低成本的实践精神与3P非常契合,于是精益生产里面Moonshine这个模块就产生了。  

Moonshine是"以智取胜"和 "行甚于言"改善理念在生产设备或设施设计上的实际应用,使我们能够快速的试验或实现我们的想法。它的特点是突破性的思维,快速而自力更生的行动(学习和模拟,以及变通和改装)和较少的费用。


例如使用旧机床改造出能生产出质量稳定的现代产品,那就不要去买那种不实用的高科技,又贵又复杂的设备,尤其是“全自动”设备要特别谨慎,因为“全自动”往往就代表要“大量”才划算,往往也就代表“无弹性”“无法经常换线”。  Moonshine是一种高级改善方法,它秉承的原则是:我需要,我设计,我制造,我使用。它有两大支柱:头脑风暴(brain storming) 和 尝试风暴(try storming).


一般在下列情况下可以采用3P精益设计流程,包括新工厂设计、新产品导入、老工厂改造、资本性投入等活动。导入3P精益设计的时间节点越早越好,最好是在设备购买之前,将设备供应商也融入到3P设计团队中,这样采购的设备不仅仅考虑其采购成本,其设备尺寸、柔性(切换)、移动性、叠加性和可维护性等综合性能更符合流程的要求。


3P精益设计方法论不仅仅可以用于制造业的工厂流程和产品的设计中,在国外也已大量应用于服务行业,包括医疗服务机构。下面是美国某医院采用3P精益设计流程来设计其医院的医疗服务流程。


3P是高级精益工具需要大家进行大量的前期学习和实践,希望3P工具可以帮助大家开展精益从事后改善转化到事先设计模式。