精益生产之价值流动

一、生产过程的“河流”

对于一条河流来说，只有同时满足河道和水流的存在，才能成为一条真正的河流。我们描述一条河流的特征的时候会使用流量、径流量、流速等概念。流量是指单位时间内通过河流某一断面的水量；径流量是指一定时段内通过河流某一断面的水量；流速是指河水的流动速度。



如果我们将企业的生产过程比作一条河流，那么河道就是原材料到产成品的移动路径，其中流动的河水便是用于加工的物料。在不考虑供应商和客户的情况下，这条河流的总长度就是从原材料库到成品库，如图1所示。



在图1中，我们可以看到在“生产河流”的河道上布满了大大小小的“水库”，这些水库就是生产过程中的库存和在制品。其中原材料库和成品库是最大的“水库”，其次是线边库存和为待入库成品；生产加工段中也存在工序与工序直的小型“水库”，即工序间的在制品。“水库”的大小表明了库存容量。“水库”其实是指相对静止的物料。“水库”与“水库”之间的细长的“河道”则表示流动中的物料。粗而短的“河道”表示流量大但流速慢，细而长的“河道”表示流量小但流速快。他们径流量应该是相等的，否则一定会有某个“水库”的容量就会不断增加，另一个的容量会不断的减小。



换句话说，“生产河流”中的“水库”形成的原因主要是由于其前后的物料流得流速和流量异化造成的。由于“水库”前后的物料流的径流量相等，但是其流速不同，因此造成流量不等，这就需要有一个“水库”来缓冲流量峰值。“水库”形成的另一个原因是由于我们担心河流断流，因此设置“水库”来应对“旱情”。



仓库是大容量的“水库”，而工序间的在制品是小容量的“水库”。其原因是由于仓库的入库流速和出库流速不同，使得入库流量和出库流量显著的差异，因此造成了如此巨大的容量。而工序之间的在制品的流速的差异较小，使得其流量的差异较小，因此“水库”的容量也就小了许多。



二、生产过程的“河水”

有了“河流”，但不一定有“河水”。那什么是“生产河流”中的“河水”呢？是物料流，是信息流还是工艺流？都是，又都不是。因为这“河水”是价值流。价值是一个从客户角度出发的概念，体现在生产当中，价值流就是一个混合了物料流，信息流和工艺流等的混合流质。



在改善价值流动之前，我们首先要澄清几个概念和问题。什么价值流，它与物料流、信息流的区别？



顾名思义，价值流，其流动的基本要素应该是价值，而非单纯的物料和信息。那么价值是什么？价值是由具有价格和时间属性的产品满足客户需求的表现。具体来说，价值应该是由特定功能、质量和服务构成的产品的一种客户端的属性。简单来说，就是客户愿意花钱购买的一个产品中的所有要素。任何客户不愿支付的产品要素都不属于价值定义的范畴。



因此我们在进行价值流图分析的时候，首先要明确哪些商品要素是顾客认可的，具有价值的要素，而不是简单的绘制物料流和信息流。同样的道理，价值流图中的流动的基本要素是客户价值，而不是物料和信息。物料和信息只是负荷客户价值的一种形式。在工作系统中，有效的流程可分为增值和非增值的，比如加工作业属于增值的流程，而搬运，检验等作业都属于非增值的流程（相对于有效的流程，在工作系统中还存在许多的无效流程，比如故障，返工）。因此价值流的本质是一个叫做“物料”容器流经所有工序，收集每个工序添加到这个容器中的价值，形成一个连同容器在内的价值总成。



综上所述，信息流是用来引导物料流的，而物料流是用来收集价值的。就服务领域中的价值流而言，其负荷价值的载体是信息或者服务。



由于客户价值并不是包含增值时间，也就是说增值时间的长短与客户价值的多少没有必然的联系。其实客户在下达订单的时候，已经将确定了需求的价值。我们需要做的只是以最合适的时间将这些价值附加到产品中，然后交付给客户。



当然从企业自身改善的角度可以考虑生产过程中是否存在非增值的活动以评估流程中的浪费情况。但是过多的考虑过程中增值与非增值的时间并没有多大的意义。首先，不管是否增值的时间还是非增值的时间，只要是生产过程中的时间，都应该设法减少。甚至降低增值时间的意义更大，因为往往是增值活动的时间决定了生产能力。



此外，有些公司在VSM中计算增值时间与Lead time的比值，我们暂时称之为增值率或者流动率。其实这样的计算也没有什么意义。因为这个比值的增加和减小都不能反映过是进步了还是退步了。例如，当我们人为的给装配作业增加一些无用的作业，使得他的作业时间变长，那么增值率也提高了，但是其实过程是变差了。另外当优化了装配作业时，装配作业的时间变短了，因此在VSM中的增值时间也变短了，因此增值率变小了。但是过程却是被优化了。



当一个指标的变化不能反映过程的趋势，那么这个指标就没有什么意义了。VSM应该是一种宏观的思维过程，而不应该是一个微观的改善工具。它只能反映宏观的流动情况，而不能也不应该用来反映具体问题。问题一定是发现于现场。换句话说，VSM反映的只是问题的表现，而非问题的本质。它只能告诉我们过程的好与不好及其程度。



三、价值流动的改善

一条河流中流动的水量和其中水库中静止的水量之和就是这条河流的总水量。那么在“生产的河流”中，从头到尾的物料总量便是其库存总量，它包括仓库中的物料及成品和流动中的物料及成品。



物料流速只是物料流动的速度。在离散型制造过程中，物料的流动是离散的，分批次进行的。因此，物料流速可以计算为单位时间内在生产线上移动的物料数量，单位记作：数量或者次数/时间单位。因此物料流速可以理解为物料的移动频率。例如，原材料仓库一天发料2次，那么其物料流速便是2次/天。



物料流量是指每次物料移动的批量。例如，原材料仓库一天发料2次，每次50套零部件。那么其物料流量就是50套/次。一段时间内最大的一次物料流量就称为这段时间内的流量峰值。



众所周知，在一条水管里，水的流速越快，其内部的水压就越小。同样的道理，在“生产河流”里，如果价值的流动越快，那么其内部 “压力”也会越小。水管里的流动情况可以用水的流速和压力来表示。那么“生产河流”的流动情况也可以用“水”的流速和压力表示吗？



在相同温度下，水压与单位长度水管里的水分子的数量成正比，水分子数越多水压越大，水分子数越少水压越小。因此，“生产河流”的压力也可以等价的理解为生产环节里的库存量。各生产环节中的库存量越大，其“压力”也就越大。



库存总量，物料流速和物料流量这三个重要指标可用来评价生产系统中价值的流动水平。但是，为了方便使用，我们将以上三个指标转换成库存周转时间和通过时间。



库存周转时间，即库存总量与日生产需求量的比值。在生产加工环节，也可以直接使用WIP的数量来表示。通过时间，即从原材料进入工厂到成品发货过程所用的全部时间。那么所谓流动水平良好的企业应该是那些库存周转时间短和通过时间短的企业。



最优的价值流动是一种快速流动方式。物料从头到尾没有任何停止的状态。生产过程中没有任何库存和在制品。物料单件的流入，单件的流出。如图2所示。最佳的价值流动就是这么一条细细的没有一个“水库”的“河流”。



价值流动改善的结果便是降低库存周转时间和通过时间。最简单的方式是降低库存，减小批量，实施连续单件流。