7.1 精益系统架构图与精益基础
7.1.1 精益系统架构图
当今ERP的制造部分已经包含了精益制造功能，并且成为企业生存的必需的部分。其中，看板计划、生产线设计和看板执行等内容都属于精益制造的范畴。
日本的一位精益专家说过这样的话：“精益管理都是隐性知识，学不来。”这让我们想到了《庄子》对“道”的解释，其中“道不可言”与“道”就是“言”的悖论。精益管理像“道”一样，只可意会不可言传吗？
丰田使用看板按需拉动的生产模式，取得了巨大的成功。但由于当时没有电子信息技术支持而更多采用目视管理的方式，这样的生产模式经常被认为只需要借助目视的方法就完全足够，而不需要信息技术的支持，甚至认为采用电脑系统也是种浪费。
通过对很多精益制造企业的实际情况分析来看，为应对当前快速变化的市场需求，以及全球化的供应链制造环境，在精益生产方式中合理使用电脑系统，非但不是多余，而且是必需的。比如在丰田企业的整个供应链体系中，精益制造广泛应用了电脑系统。
精益制造的成功运行，自然也要有企业文化的配合、人员技术职能的培训、思想观念的转变等，但精益制造本身的执行流程也有内在的规律可循。如果借助精益信息系统，就更能有效保障精益制造思想落实执行，而且可以快速复制。精益之道，并非不可学习。
精益思想电子系统化的优势体现在：
·为学习隐性知识提供可行的手段方法。
·为信息反馈提供基础，将看板与信息系统相连。
·通过互联网技术使得精益生产在供应链上得以实现，为包括异地的工程、合作伙伴、供应商和分销商在内的精益拉动生产体系提供了保障。
·应变性好，在需求变化时，不必增或减看板卡，不存在丢失或放错物料，克服了手工方式下看板管理的缺陷。
·方便在混合模式下工作，在面向库存生产、面向订单装配的生产方式下，同样可以借助精益生产思想与执行体系。
·适应于动态市场条件，比手工看板更为灵敏，在同样利润目标下，保证更低的库存水平。
早期的企业管理信息系统，都构建在大批量生产、充分发挥机器效率的设计理念之上。而精益信息系统，包含了精益思想的理念，如单元生产、小批量多批次生产作业。这样精益系统必然与传统的信息系统有很大的不同；但同时，在处理长期物料计划、财务核算等方面，短期内精益不能完全取代传统模式，这样就往往需要和早期的信息系统协同集成，比如发票处理、财务报表、成本计算、需求管理等方面。本章介绍的精益解决方案，是站在考虑了与传统的信息系统集成的角度来介绍的。
精益系统的完整架构。
主要包含以下几大部分内容：
·看板定义；
·看板执行；
·看板图形；
·数据同步引擎。
看板定义包含了精益制造需要使用到的基础资料定义，这个是构建精益系统的前提条件。看板执行主要处理精益生产的核心部分：客户需求拉动定义、需求均衡计算、看板计算、看板业务流程规划。看板图形则处理精益制造业务的可视化，方便用户使用，快速响应业务需求。数据同步引擎，即精益系统和ERP系统的数据同步集成的功能接口，此部分通过定义好的数据接口，实现数据相互交换。
7.1.2 主要功能模块
典型的精益制造系统，以上的几大部分内容可以划分成以下主要模块。
·基础资料定义模块；
·需求管理模块；
·看板引擎模块；
·车间执行模块；
·采购执行模块；
·看板图形模块。
精益制造软件核心模块覆盖了精益制造的主体内容，着重在于精益制造思想在技术层面的实际运作。精益的数据同步引擎，连接精益生产执行的各个模块与ERP传统的库存等。
基础资料定义模块，包括精益制造对应的产品结构设计功能，以及生产的基本组成单位，“生产单元”的定义，支撑精益业务的规划运行。
需求管理模块，这是精益制造体系看板拉动的前提基础。这部分也是精益拉动与计划管理的接口，即精益制造的拉动需求部分来自于物料需求计划，或主生产计划运算的结果，在这结果之上，通过精益的均衡计划，得到最终的物料需求。
看板引擎模块，是精益制造在离散行业应用中关键部分之一，它的作用犹如MRP需求计划相对于生产管理，是看板执行的核心引擎。
车间执行模块，区别于计划生产模式下的车间模块，是以看板为纽带，实现按需拉动生产体系。
采购执行模块，主要针对外部供应链管理，把拉动生产体系扩充到企业之外，构建供应链的精益制造体系，这其中也同时包括VMI的看板拉动方式。
下面将分别详细阐述以上模块的具体系统设计思路和实现要点。
7.2 精益系统流程
7.2.1 精益执行流程案例
为了更清楚地描述精益执行的流程，下面以一个企业推行精益信息系统的实践为例，完整地展现精益执行的过程。其中涉及的每个步骤对应的精益信息系统的详细功能描述，在后面的章节展开。读者在熟悉整体精益执行流程的基础上，可以更好地理解精益系统的功能设计方案。
这家企业的精益制造主管是赵总，主要负责精益制造在全公司的推广与实施。经过三年多的运行，取得了很好的效益，精益制造的思想在该企业也深入人心。公司在精益生产体系建立后，引入了精益信息系统，巩固了现有的成果，同时为向集团其他企业推广做好准备。
到了工厂，赵总非常精神地和遇到的每个人打招呼，又快速地到车间召开10分钟的精益生产现场会议。自从实施精益制造的生产体系后，赵总已经习惯了直接到现场开会的形式，而不是通知大家到办公楼的会议室听书面报告。
之后，赵总马上回到办公室，打开电脑，连接到客户的网站，查看客户发布的成品生产计划。
按照惯例，赵总分析每天的物料需求，排定生产计划，计算成品生产看板数量。生产需求稳定的情况下，一般每月或每周调整一次看板数量，取消原有看板或制作发行新增加的看板。
通过精益信息系统的实施，生产执行变得更为简单和高效。生产线的员工，只需要按照看板加工即可，数据即刻汇总到信息系统中。
由于将要马上召开集团内的精益生产考核评比工作，赵总这些天一直在生产现场，考虑还有哪些环节可以改进。眼前的景象是，生产成品单元的操作工，熟练而有序地加工着产品，当得到待加工的生产看板时，操作工扫描看板后开始加工，几分钟时间后，完工再次扫描入库。物流工配送材料的过程，完全由取货看板驱动。拉动生产补充物料需求，逐级传递下去，到半成品的加工，以及原材料的采购。
从生产车间回到办公室的路上，赵总碰到正在搬运原料的供应商，物流工快速地扫描看板条形码收货，车辆停留的时间很短，基本上不需要太多的检验程序。
公司整个看板的运行过程，赵总把它画到了白板上。然后把价值流程图再拿出来好好分析，思考着究竟还有什么地方可以改进。
（1）当后工序加工产品A缺少生产所需材料B时，生产线员工用B的“取货看板”和空容器到前工序领取材料B。在精益制造中，需要像对待外科医生一样对待生产线操作员工。因此，依据价值流分析的情况，配送物料的工作由专门的物流工来完成。
（2）核对B的“领取看板”和B的“生产看板”，并取下B的生产看板放入看板接收箱。
（3）领取实物B附带“领取看板”到后工序，为加工A准备物料。需要说明看板原则之一：物料与看板卡不分离。所以未被使用的物料存放时，看板卡挂在物料容器上。
（4）在后工序，开始加工产品A，当使用到之前取回的物料B时，将B的“领取看板”放入领取看板箱；等到加工A完毕后，则把A的生产看板和实物一起存放，待下游工序领用。
（5）在前工序，每隔一定时间，或者当B物料看板接收箱内的生产看板数量达到开工点数量时，把看板接收箱中的看板放到生产指示看板箱。
（6）当生产指示看板箱的看板达到开工数量时，开始生产物料B，如果还需要领用原材料C，则重复步骤（1）～（5）。
（7）进行加工时，零件B和它的生产看板一起移动；加工完成后，零件B连同生产看板一起存放，待加工A产品的前工序来领取。
重复以上步骤，看板循环使用，指示生产产品，以及物料拉动运送。
借助精益信息系统，上面的业务流程可以找到很多的改善之处。这就需要把业务需求，转换成系统的结构化抽象程序，利用信息系统功能，可事前、事中、事后进一步模拟分析。
7.2.2 精益执行系统数据流程
总结以上的实际业务流程，使用精益制造系统的信息化计算机语言，其业务流程归纳为：
·建立基础资料，包括物料基础资料、生产单元资料、看板环路等。
·通过生成看板功能产生看板卡。
·维护生产、采购、取货看板卡。
·打印和投放看板卡。
·扫描看板卡，生成领料单、产品入库单、采购入库单、销售出库单等单据。
·扫描同时看板状态改变，开始另一个循环。
结合精益信息系统，实现精益生产业务流程，首先需要建立基础资料，这包括看板的物料基础资料、生产单元资料及看板环路等。这是精益制造看板执行体系运行的基础，通过之前介绍的看板计划引擎，得到看板的数量，使用精益系统的“生成看板”的功能，调整维护看板卡资料。
接下来，打印新发行的看板，制作的看板卡同物料一起存放、流转。随着物料加工过程中物料形态的改变，通过扫描动作，反馈信息到精益系统中。触发看板卡状态变化的同时，生成对应的库存单据。
7.2.3 精益系统主要数据流
1.需求管理数据流
需求管理是精益制造拉动体系的重要组成部分，它关系到后面的精益执行体系是否能平稳高效地运行。需求管理首先需要设定计划类型参数，比如月、年、季度计划等。此计划在一些上下游紧密配合的供应链体系中，依据双方达成的协议要求设计，格式固定。
通过网络数据交换平台，或者EDI文档导入功能，获得原始下游客户的需求数据。依据时间段的不同，对应生成ERP系统的预测订单和销售订单，作为物料需求计划的计算依据。精益制造中的物料需求计划，与传统计划没有本质的区别。但针对MRP物料和看板类型物料的处理方式，会有所不同。
此阶段产生的采购材料需求计划，可同时发放给上游供应商。供应商得到资料之后，协同自己的生产计划，提高供应链整体效率。
主计划产生展开的制造计划，传递给看板排程引擎，最终组装计划拉动车间的生产过程，下面分别介绍计划引擎、生产执行、采购执行三大主要体系。
2.看板计划引擎数据流
看板计划引擎是承接物料长期计划，然后将其分解到看板计划的重要环节。
一部分人认为，既然是精益制造，看板拉动则不再需要计划管理。这样的观点是片面的，计划管理主要处理长周期的物料需求安排，和精益制造的按需拉动是相辅相成的。计划与执行的区别用来表示。
我们可以看出，传统的计划侧重于长周期物料的规划，也是其擅长的领域；而精益制造则偏重在执行层面，以快速满足客户需要为目标。这都需要全面质量管理体系的支持，两者是互补而不是排斥的。
看板计划的执行步骤如下：
·维护物料资料和物料清单。
·从需求管理接口，获得下游客户的需求预测和订单信息。
·基于ERP的需求计划引擎（MPS、MRP）计算相关需求和独立需求，包括“看板”控制的物料和“MRP”控制的物料。
·把所有看板控制的物料的独立需求，和带有“看板”控制物料组件的“MRP”控制的物料的相关和独立需求，从ERP同步到精益软件。
·在精益软件里展开看板的需求数量，计算子项的毛需求，不考虑虚拟件。即如果物料是虚拟件，则直接展开至下层物料。
·采购物料的需求，用于供应商预测数据来源。
·在精益软件里下达供应商预测并发布。
·同步供应商预测从精益软件到Web形式看板，供应商可以使用Web查看和下载供应商预测数据。
对于计划展开内部的逻辑，用来详细描述说明，其中（K）表示看板类型物料，其他为MRP类型物料。
·通过MPS、MRP计算所有物料的净需求。
·E、G是看板控制物料，将其MRP控制物料父件A和独立需求的看板控制物料G，同步到Lean模块。
·依据A、G的BOM，计算看板控制物料的毛需求，包括E、H、G、U、T、N的毛需求。
3.生产看板执行数据流
看板计划引擎之后，接下来是生产看板执行数据流。
执行步骤如下：
·建立看板环路，并在看板环路上设定参数（静态参数）。
·依据物料预测，通过看板计算，得出看板数量，并更新到看板环路（动态参数）。·确认看板参数，包括看板时间、看板数量。
·生成看板卡资料，看板初始状态为空，同步到看板排程图形。
·在看板排程图形上，排定看板生产次序，查看生产和采购看板。
·在生产平衡板上，确认并下达看板。
·看板状态变为“下达”，同步到单元线监控板。
·下达的看板代表将要执行，由生产线领班分配到各加工生产线。
·在单元线监控板上显示下达的看板。运作中的看板状态改变为“在制”。
·看板加工完毕后，在单元线监控板中，由生产线员工报告完成，看板状态改变为“完成”。
·在物料消耗后，通过扫描看板卡资料，处理发货，领料，重新启动物料补充过程。
·从精益软件同步生产发料和入库业务到ERP系统。
总结以上几点，生产看板数据流首先设定看板基础参数，然后排定看板的加工计划和次序，下达到生产车间后，由生产线员工报告看板的生产状态。看板完成一个循环后，重新开始物料的生产和补充过程。
有的生产精益制造企业的生产计划业务流程是：市场部门接到客户每月按时下达的生产预测，并用电子邮件传递给精益主管；由生产部门依据生产可用时间、生产单元机器效率等信息，计算本次需要安排的生产看板数量，直接投放最终产成品的生产看板；上游的半成品和原材料看板由产成品看板拉动。
但前期由于缺少精益系统的支持，车间生产状况不能及时反馈，无法与ERP系统集成库存和财务等信息，很多问题不断出现。为此公司高层决定采用精益制造软件系统。事实证明，借助精益看板引擎的快速计划安排与模拟分析，以及精益软件严密的执行过程体系控制，生产线员工实时使用扫描等方式反馈看板物料的加工进度，报告完成数量，大幅提升了生产管理效益。
4.采购看板执行数据流
和生产看板执行并列的采购看板执行，主要处理采购物料从发出订单到接收物料的业务流程。
执行步骤如下：
·建立和维护采购订单，通常是一揽子采购订单或者是采购协议。
·在精益软件里，手工维护修改需要的采购订单。
·如果要产生一次性的采购看板，必须同步销售订单数据，一次性看板概念在后面介绍。
·基于销售订单的数量、日期和BOM，精益软件自动产生一次性父项和子项生产看板和采购看板。
·建立看板环路，产生看板参数，确认看板参数。
·产生采购看板，状态为空，并同步到图形板。
·下达看板，看板状态改变为“释放”。
·供应商查看下达的看板。
·供应商承诺接收到看板，看板状态为“在制”。
·扫描看板并发货，产生发货明细，看板状态为“发运”。
·E-看板同步到精益软件，查看看板发货明细。
·在精益软件里登记和确认物料接收，看板状态改变为“可用”。
·在物料消耗后，扫描看板，使其状态转变为空，重新开始采购过程。
采购看板的执行流程，涉及两个重要的角色，供应商和购买方。区别于通常的采购订单订货模式，精益生产的采购是由生产需求拉动的，采用小批量采购看板和年度的一揽子采购计划模式，从角色分工的角度来描述作业内容。
5.一次性看板（MTO生产模式）的数据流
一次性看板，主要针对按单生产的业务场景。每个客户订单对应一个生产看板，同时下级物料的看板被关联产生。在这样的情况下，每个看板资料上都记录着销售订单编号，通过严格的订单关联，可以方便地查到相关的所有生产和采购看板执行情况，看板取代了传统计划模式下的订单，同样具有追溯生产执行情况的功能。这样在精益制造生产模式下，通过新的系统设计方法，看板的功能不仅仅限于作为循环补充物料信号。执行步骤如下：
·在系统中录入“看板控制”物料的销售订单。
·同步销售订单到精益模块。
·依据BOM清单，生成销售订单涉及的所有一次性看板，不包括虚拟件。看板状态初始为空。
·同步一次性看板的相关数据到图形展示界面，浏览看板状态和相互之间的关联性。
·下达空看板，执行生产和采购看板流程，看板状态变为“下达”。
·执行生产和采购看板流程。（同生产、采购看板数据流。）
·依据可用库存，在ERP中处理销售订单的发运和出库流程。
本节通过精益执行流程案例，介绍了主要的精益执行数据流，给读者描述了一个完整的精益制造系统流程。接下来介绍精益生产的发动机——看板引擎，在介绍看板引擎的内容之前，首先了解看板运行需要的基础资料定义。
7.3 电子看板引擎的设计
7.3.1 看板定义
看板是一个信号，有人把它形容为人的神经系统。通过它下游向上游发出消耗及预计消耗的补充指令，拉动上游生产及采购的执行，其主要特征是目视化及准时化。对于看板的分类，没有明确的标准和称呼，往往分为两种：一种是生产看板，是指示生产开始的信号，如果是批量加工看板，即等看板达到一定数量后一起加工，称为信号加工看板；另一种是补充看板，是指示领用材料的信号，如果领用是采购物料，称为采购看板。根据作用看板有以下几种。
·生产看板。如果是产成品，它是在成品库及产成品单元线间的拉动指令，销售出库后生产看板置为空，传递到产品加工单元线。如果是半成品，它是在半成品库（可能是线边库）及半成品单元线间的拉动指令，半成品被领用后生产看板置为空，传递到半成品加工单元线。
·信号看板。也叫三角看板。它是空生产看板累积到临界点下达生产指令的信号，相当于再订货点。
·取货看板。它是单元线及原材料（半成品）库间的补充指令，当物料（半成品）消耗完，取货看板置为空，把补充信号传递给仓库。
·采购看板。它是原材料库与供应商拉动的补充指令，当物料被领用，采购看板置为空时，把补充信号传递给供应商（可以通过网络传递）。
看板也是信号的传递工具，代表着拉动生产方式。实施拉动看板，首先要进行数据收集，根据生产的节拍计算看板的数量，设计看板运行规则，指定看板的物料、供应源、目的地、看板张数、补充货时间、运输时间等信息。在精益系统中，这些信息需要在看板环路上定义。在此基础上产生看板基础资料，包含了生产、取货和采购三个类型。
7.3.2 物料与物料清单定义
在精益制造系统中，物料资料是基本的加工对象，其属性在原来物料基础上，需要增加相应精益内容。列举了一部分重要的设置内容。
使用精益制造系统的企业，必然存在从计划管理到精益管理的转型时期，物料类型需要不同的控制策略来管理，这在物料属性上定义，以适应不同的环境要求。把物料分类为“看板”控制的物料和“MRP”控制的物料。
中的“控制策略”的属性，可以用来区别不同看板种类的看板，如动态看板、多箱看板等。
在精益制造环境下的物料清单（BOM），具有扁平化特征，即BOM层次少。产品结构扁平化可以减少中间的在制品，为快速响应市场需求创造了条件。同时，BOM层次少，也是实现精益生产的必备条件之一。我们知道，BOM层级太多，意味存在过多的中间库存，生产节拍距离一个流的生产方式的要求就会很大，这是必须在精益制造规划时考虑的。通常需要改进设计和加工工艺，达到BOM扁平化的要求，实现精益制造。在ERP可以用虚拟项的技术来扁平化BOM。
7.3.3 看板环路编号定义
环路编号标识一套看板，同一套看板具有相同的物料、仓库、供应源和看板类型。看板环路编号和序号两项唯一标识一张具体的看板。为一套看板定义统一的编号规则，可以方便系统的识别及看板的正常运转，这是下一步建立看板环路资料的必要前提。
看板分为生产看板、采购看板、取货看板。每种看板按用途又可分为：循环看板、一次性看板。为这几种看板类型组合定义好编号规则，这样看板编号就可以由系统按编号规则自动生成，并保证看板编号不出现重复的情况。
7.3.4 看板环路定义
对很多人来说，看板环路可能是一个新名词，即使对于亲自实施过精益业务的人来说，可能也是如此。因为现实场景中，没有与之对应的实物，它是精益软件的逻辑抽象。
看板环路是一个抽象的名词，代表看板流动的路径，定义了看板类型和拉动路径，以及看板流动过程中的参数。生产看板，拉动路径在生产线和仓库之间；取货看板，拉动路径在生产线的线边库和仓库之间；采购看板：拉动路径在供应商和仓库（或线边库）之间。通常看板环路具有如下属性。
在精益制造执行系统中，需要为进行看板管理的每个物料建立看板环路。在物料的补充过程中，通过看板技术驱动生产采购供应，保证物料快速地响应客户需求，按需求拉动。
7.3.5 生产单元定义
生产单元，引用APCIS字典标准的定义：由不同类型的机器组成生产单位，在这个生产单位中制造相似工艺的产品。而我们通常接触到的工作中心的概念，一般由相似产能的机器或人员组成，通常是能力计划和细能力排程的一个单位。
生产单元可以是一个车间，也可以是几台机器或人员，我们经常听到的U型单元就是指生产单元。生产单元是精益生产的最基本的生产单位，一般来说每个生产单元生产同类工艺的产品。在这个过程中，有可能会有不同的工序，但工序之间的加工时间是可以平衡的，目的是使加工产品能流动起来，而减少在制品。
通常把生产单元抽象成两类：混线单元和换模单元。混线单元指当一个工作单元加工相似工艺的不同产品时，有相似的准备时间和客户需求时间，在加工不同产品时，之间的换模时间可以忽略不计。而换模单元则对于每个产品的准备时间和客户需求时间都有较大的差异，并且需要考虑换模时间。
生产单元和生产组织有什么关系呢？是否上下级的生产单元越少越好？答案是肯定的。因为上下级的生产单元意味着产品的加工还无法做到一个流的方式，还不能连续拉动而必须分割出生产单元以存放库存做缓冲。往往一个精益专家以通过改进工艺流程和设备，减少了生产单元的层级而自豪，这意味着生产流程中浪费的减少和生产管理技术的改进。所以，实施精益生产的企业，BOM的层级是很少的，否则可以说明加工流程有很大的改善空间。
另外一个问题，生产单元和我们通常听说的看板有什么联系？是否一个生产单元只会有一个生产看板？还是一个生产单元内可以有多个看板，即每个工序都会有看板来指示生产？
实际上，看板与生产的物料种类相关，而与生产单元没有直接的关系。可以这么认为，一般一个产品物料对应一个看板，如果一个生产单元加工多个产品，则在一个生产单元内可以同时存在多个看板。而只加工一个产品时，则只有一个看板，而不是每个工序都需要一个看板。当然也有例外，对于某些加工顺序确定、加工开始时间不确定的业务类型，通过一定的技术手段，这样的看板都可以省略，也就是在生产单元内无生产看板。
最后，不妨思考一下生产单元如此规划，相比于传统的工作中心方式，给生产组织带来的好处。
在精益信息系统中，典型的生产单元定义。
在生产单元基础上，同时扩充设定以下参数。
·生产单元能力定义：员工数、日能力、换模频次、计划停机时间、OEE设备总效率%。
·单元生产线排程数据定义：Tatk Time， Cycle Time等参数。
·单元生产线时间调整：换模时间，分内置换模和外置换模，以及加班和故障停机时间。·单元生产线的物料定义：指定生产单元生产对应的物料。
这些内容，将被精益执行系统的后续业务作业流程引用。
7.3.6 看板策略的选择
企业使用传统的纸张看板，当需求变动或者生产线生产能力变动而需要快速地调整看板数量时，分析看板执行过程，这点往往很难实现。所以很多实行了精益生产但没有借助精益信息系统的企业，不能及时地调整看板数量以快速地响应需求变动，只能每隔一两月甚至半年的时间对生产看板分析调整。
那精益制造的信息系统，又是如何实现快速分析看板需求，迅速调整看板数量，优化看板执行的呢？下面展开看板引擎设计的重要内容之一：看板计算。首先介绍有关看板计算的前提条件——看板补充策略。
1.看板补充策略
前面提到，物料可以分为“看板”控制的物料和“MRP”控制的物料。这是考虑到传统企业在向精益制造转变的过程中，必然出现两个补充策略都存在的情况，即部分物料使用精益生产的模式，部分物料使用传统计划生产的方式。对于“看板”控制的物料，可以再细分为多箱看板、双箱看板、动态看板等。
2.不带MRP的看板物料
在物料结构中，如果都是“看板”控制的物料，其中C物料存在独立需求，而且C、D、E都为看板控制类物料，则在计算看板过程中，从C的独立需求计算C的看板数量，通过BOM的用量设定，同时计算D和E的看板数量。
3.带MRP的看板物料
当产品结构中有“MRP”控制的物料，也有“看板”控制的物料时，看板计算之前，需要有MRP计划运算的过程。C为“看板”控制类物料，同时是A的相关需求，这时候在计算C的看板数量时，需要运行MRP或者MPS计划得到C的相关需求。
需要注意到，采购物料D、E一般也是“看板”控制类物料，企业客户和供应商之间通常会签订长期采购协议。在运行MPSMRP之后，给出D、E的采购预测给供应商生产备料，每天D、E的交货是由采购看板拉动的。
7.3.7 需求管理
精益生产把生产线的计划指令生产模式，转变成拉动模式。在使用看板一段时间后，可以看到生产效率得到了很大提升，但一段时间之后，生产效率很可能就不再提高，甚至下降了。主要原因是，没有使用精益软件系统的拉动生产体系，这在看板管理方面存在诸多困难，如看板的有效跟踪，看板拉动与波动需求的协同，以及拉动生产多级传递到供应商的管理方式，这些往往是传统精益生产方式无法做好的。
精益软件如何处理波动需求与看板拉动之间的关系呢？在讨论这个问题之前，首先简单说明在精益系统中，对物料需求管理的处理方式。通过运算得到看板数量，这是使用看板拉动生产体系执行的基础。
通过前面物料补充策略的介绍，无论看板物料来自独立需求或者相关需求，都可以借助类似MRP的运算功能得到看板物料的每日需求。但MRP的运算逻辑，是通过已知完成日期，以及物料上设定的提前周期，推算每个物料在具体每个日期的生产数量，这个最终计算得到的数量，也往往是非均衡的需求。
所以，在MRP技术的基础上，需要通过精益制造软件的生产排程的均衡优化处理MRP的运算结果，得到平滑独立需求或相关需求，比如数量平均法、多品种小批量排程等。在实际的精益制造业务中，使用成组技术、工序并行技术来均衡生产过程。
物料的需求计算，可以使用如下公式得到：
Q=U×T（1+X%）+S
式中Q——物料需求数量；
U——下游单元的消耗速率；
T——补充时间周期；
X——安全时间；
S——安全库存。
这个公式对于所有物料的需求都适用，再除以看板容量，便是看板数量：
N=Q/C
式中N——看板数量；
C——看板容量。
把物料需求公式代入，得到看板数量的通用计算公式：
N={U×T（1+X%）+S}/C
后面介绍的各类型看板数量的计算，都可以从这个公式推导出来。
7.3.8 生产看板的计算
在生产单元加工的自制属性的物料，计算其生产看板的数量，同样使用以上公式。公式中每个因子的实际含义如何理解呢？针对物料的生产看板，我们首先用一个实例来举例计算看板的数量。读者可清楚地了解看板计算的过程，并了解到精益制造系统看板计算的实现方式。
N={U×T（1+X%）+S}/C
在上面公式中，U指物料的消耗速率，对于销售的成品物料来说，就是客户的需求速率。比如客户要求某一款产品需要10天以后交货5000 PCS。那么日需求量便是5000/10=500PCS/天，这就得到了物料每日需求。当企业使用了带有计划功能的信息系统时，每日需求也可以从长期计划系统运算结果中获得，通过精益规则引擎的排程，得到每日的需求。
把每日需求换算成工作单位时间，时耗用量=日需求量/每日工作时数。接上面的例子，假定工作时间为8小时，则时耗用量=500/8=62.5PCS/小时
T代表补货的周期，比如这个物料需要放置4小时的库存，X=0，安全库存S=6个，每个看板容器装载物料的数量是6个，那么：
N={62. 5×4（1+0）+6}/6=42.67
即需要43个看板。
需要说明的是，T是依据生产布局及物料本身的加工周期确定的，合理地设定T值，可以保证生产过程连续不中断，也不积压库存。X可以看成是看板拉动的时间缓冲库存，S是直接设定的安全库存数量。
看板生产开始点是生产看板计算过程中，另外一个专有名词，或者叫开工点、投注点。其代表的含义是，当积累到多少看板时开始加工物料。它的计算公式和看板数量计算公式类似，只是不考虑安全库存因素。所以开工点必然是小于物料计算所得的看板数量。接上面的例子，不考虑安全库存的看板数量，开工点N’=42。
对于多品种换模的生产看板的计算，在N={U×T（1+X%）+S}/C公式中，补充周期T的计算公式是：
T=CN/CO
式中CN——切换需要时间；
CO——可用切换时间。
CO=可用工作时间-生产时间
=出勤时间-停产时间-生产时间
=出勤时间-停产时间-日需求×CT
CT， Cycle Time的缩写，为物料的生产加工周期，由物料的加工工艺决定。安全时间X，部分场合也被称为缓冲时间，计算公式如下：
X=最小运输批量的加工时间+换装时间+运输时间+安全时间
=最小运输批量×CT+换装时间+运输时间+安全时间
安全库存S，有些场合也被称为缓冲库存，计算公式如下：
S=缓冲时间×调整后的每单位时间的需求
从以上的公式推导中，可引出另外两个主要计算参数：
最小库存MINV=缓冲库存S
最大库存MAXV=看板数量N×看板容量
在精益系统设计过程中，除日需求通过计划排程引擎得到外，以上大部分参数在看板环路中定义。
7.3.9 采购看板的计算
采购看板的计算，也是同样使用生产看板的计算公式，但由于采购看板自身的特性，又衍生出很多不同形式的计算规则。下面的公式在企业的实务运行中，经常使用到。
N=U×[A×（1+D）/B+α]/C
式中N——采购看板张数；
U——每日的需求数量；
A——运输的天数；
B——运输的次数；
C——看板容量；
D——运输的间隔；
α——安全系数。
A、B、D是看板的周转情况，取决于搬运量和搬运车的载运量。通常在采购看板的收集箱子上使用如下的格式标示：A-B-D。按期采购看板的规则。
代表1天交货的频率是6次，错后4车运输。即本次运输的物料是前4次采购看板的需求拉动。采购看板的数量与交货频率相关。
在精益系统设计时，针对每个供应商定义交货频率，结合看板计算公式，得出采购看板数量。
7.3.10 取货看板的计算
对于生产单元之间使用的取货看板，通过通用看板计算公式N={U×T（1+X%）+S}/C推导。大部分情况，不考虑X和S，取货看板计算公式可以简化成：
取货看板数量=U×T/C
其中，T=领取间隔/可用时间。
上面介绍了三种类型的看板的计算公式，在精益制造生产系统中，可以使用同样的公式定义。
7.3.11 生产线平衡定拍排程
生产线平衡是精益生产体系重要的组成部分，也是看板拉动生产方式的重要前提之一。在均衡计划生产的基础上，流水线的小批量生产，以及按需拉动的柔性生产才有可能实现。
我们经常需要选择一个价值流的“定拍工序”，来消除许多混淆的信息，以期最终能让每个人都按照“定拍工序”的节拍时间作业。将节拍生产与看板相结合，就能够按顾客的需求顺畅地在价值流中拉动物料。
在选择“定拍工序”时，遵循的原则如下：
·在补充拉动系统里，组装单元往往是“定拍工序”。
·在顺序拉动的生产系统里，“定拍工序”通常是价值流开始的第一个工序。
·应该考虑将定拍工序放在下游，即生产库存之前的那个工序。
这样可以使用一个主生产计划，通过唯一的计划点来拉动组装生产，简化过去使用多个信息指令的生产管理方式。定拍工序实施均衡拉动，主要是通过实施标准化，建立连续流单元，按节拍时间来实现的。以前不规律的产出被“每班固定产量”所取代。生产单元在任何时间都能按一个相同的速度生产，只有当顾客的长期需求发生变化导致节拍时间改变时才进行变更。现在需要减小生产批量并按不同的型号来均衡生产，以满足客户每天的真实需求。
定拍工序批量应该尽可能地减小而不是增大，但能否实施取决于下面三个因素：不同产品之间工作内容的差异；不同型号之间的换模时间；单位制造时间的间隔。根据需求节拍TT来平衡单元生产线的机器和人员数。当工作内容的差异与换模不是减小批量的障碍时，单位制造时间决定了定拍工序均衡拉动的最大单位数量。单位制造时间是一个精益的概念。它的计算公式是：
单位制造时间=节拍时间×单位包装数量
单位制造时间是连接顾客要求的包装数量和节拍时间的桥梁，当导入均衡拉动系统时，减小包装数量应该是一个明智的措施。
采用单位制造时间，并及时取货补料的目的是帮助建立生产的节拍意识。如果你希望能有效地实施拉动与流动，单位制造时间以不高于10分钟为佳。
单位制造时间的另一个目的是监控整个班次的产出量与计划数是否一致。过程中的看板能自动地管理生产，可以避免过量生产。如果装配单元不能按时完成生产指令，生产小组长有一个单位制造时间来解决问题，并决定能否达成生产任务。如果经常不能按时完成看板指令，可以建立一个可视化管理的方法，例如，一个红灯或将卡片堆积在看板架里，或结合计算机可视化技术，丰田称之为“信号灯”等许多不同的形式。这样，用单位制造时间作为一个目视工具，管理层可以了解生产状况，及时对问题做出反应。可视化均衡排序。
大部分公司都无法做到每10分钟探测一次生产状况。如果你的单位制造时间在10分钟左右，你应该权衡一下收益与风险。对大部分公司而言，单位制造时间在15～30分钟之间会比较恰当。一旦长于30分钟就太长了，如1小时或半天，就不可能及时发现现场的问题，并及时处理。
为了实现产量均衡与产品均衡，可以借助一种实用的工具，即前面章节介绍的电子均衡柜。利用电子均衡柜，可以更好地可视化管理生产操作的节奏。利用计算机控制物料提取的节奏，使供应商生产和组装线的节拍时间紧密连接起来。在分析单元物料生产工序时，依据生产单元线的平衡作业重新组合，如原焊接、装配、油漆三个工序，通过分析重新组合成五道工序，以适应生产线平衡定拍要求。
7.3.12 DKP动态看板大小逻辑
现在，许多ERP软件中都将精益生产的实现作为其中重要的组成部分，如用APS计划替代MRP，用动态看板计划实现JIT的双箱看板生产等。利用这些先进的计划和排产方法，使制造业的计划更真实地、快速地反映市场的客观变化和需求，从而提高企业的应变柔性能力。
精益动态看板计划（Dynamic Kanban Plans）是指看板的数量和每个看板的大小不固定，以满足需求变化的需要。它可以达到生产与Takt时间（客户需求速率）同步、物料的连续流动与平衡的生产运作。固定看板和动态看板的区。
当很多人想把信息系统引入看板系统时，自然而然地就产生了看板家族中的一个新分类动态看板。与其说是新分类，还不如说是对原先各类看板的一种新发展。其“动态”主要集中在对触发数量和看板数量的确定方面。
在未出现动态看板之前，我们一般根据一段历史数据对未来做一定预测，并考虑到一个较宽松的需求变化范围，计算出触发数量和看板数量，制定出容器、卡片等一系列看板元素。一般来说，其使用期较长，不会经常改变。而动态看板可根据上述提到的数据进行定期（定时）地更新，使触发数量和看板数量与未来一段时间的实际情况比较吻合，减少浪费。这一点可以说是把信息系统引入看板系统后一个重大革命，真正体现了精益生产的精髓，不断减少浪费。举个最简单的例子，若触发数量是动态设定的，则原先直线的触发线变成了一条贴近未来需求的折线。
DKP动态看板计划的参数如下。
·需求量：每期用量（日、周、月）。
·提前期：从下达通知到得到的时间。
·补充时间：隔多久补充一次（日、周、月）。
·触发数量：提前期内的总需求量。
公式：TQ=Sum（D1+D2+……+Dn）
提前期LT=n
·看板数量：下次补充时间内的总需求。
公式：KQ=Sum（Dn+1+Dn+2+……+Dn+r）
补充时间RT=r
触发数量和看板数量的计算。
看板系统里有两个关键的数量需要确定：触发数量和看板数量。我们以下都按日触发为例。
情况一：此物料的供应点不是瓶颈，其物料补充周期与物料数量无关。
触发数量=下道日消耗数量×物料补充周期
看板数量=触发数量
情况二：此物料的供应点不是瓶颈，其物料补充周期与物料数量有关（近似成正比）。
触发数量=下道日消耗数量
看板数量=触发数量
注意：这里假设此物料的日供应数量大于下道日消耗数量，若此物料的日供应数量小于下道日消耗数量，则其供应点就是瓶颈了。
DKP动态看板计划对整个供应链具有可见性，精益生产的特点之一就是可追溯性，工序中正在加工的每件产品都能与最终的客户订单联系起来，这是由拉式生产方式所决定的。这样能更好地提供客户服务，例如，某道工序由于故障需要维修，就很容易知道将会影响哪些客户订单，从而提前与客户沟通协商解决。这种生产过程的需求和供应的互相可见性在单个工厂内部是不难做到的，但在整个供应链环境中实现起来就需要更多的考虑。
DKP动态看板计划具有快速反应能力。客户订单的ATP可以实时分析动态看板计划趋势，简化了物料约束分析，因为客户订单的需求数量已经按照Takt的需求节拍分解为日需求或时需求。在精益生产环境下，物料是以快速补充的方式供应的。
在单个工厂内部，客户订单和生产线的变化都是通过看板信号反映到上游工序的。上游工序只有等到看板信号到达时才知道下游的变化情况，也就是说，信息流的到达和物流的产生是同时的。这种做法在单个工厂内部是可行的，并能很好地控制WIP。但是，在供应链环境中，这种做法将会造成计划延误。例如，客户订单发生变化时，这种变化逐级向上游反映，当反映到上游供应商时，已经造成了很多的时间浪费。所以，在供应链环境中，当客户订单和生产线的变化而造成计划变更时，要在第一时间让供应链中的所有参与者知道，这样可以极大地提高供应链的反应能力。利用动态电子看板技术，信息流完全可以和物流分开，进行独立的控制和处理，从而达到上述目的。
DKP动态看板计划的有限能力分析，客户订单的CTP可以分析工作单元的流水线最大能力节拍，简化了按一道一道工序来分析可用能力的传统做法。
精益生产的另一个特点是，每道工序都严格按照其下游工序的能力需求产出，也就是按节拍的一个流产出，尽量避免造成生产线上的库存积压，这也是拉式生产的实质所在。要做到这一点，就要求供应链中的每个参与者都必须以有限能力执行计划，任何以无限能力为假设的计划系统，如MRP都是不合适的，它必然会造成整个供应链环节上的库存积压，增加了供应链的成本，反过来也降低了供应链的反应能力。
DKP动态看板计划采购以动态批量的形式适应波动的需求环境，可视化的看板是穿过整个供应链管理需求的脉冲通信信号，可以处理虚拟零件超市和缓冲库存的管理。在精益生产环境下，MRP实际上回到了初衷，只是计划采购提前期较长的物料。
在供应链范围内，每个参与者都面临着更多的选择，即选择上游供应商。利用基于消耗的动态补充看板可以和供应链上的供应商进行可视化互动。
7.3.13 看板预警和看板调整建议
当前端需求变动，而引起看板数量变化时，比如超过设定的看板最大库存或者低于安全库存时，精益制造系统产生看板预警信息。这对于精益生产停留在使用手工制作看板、传统的目视化管理的模式，是很难做到的。
同时，使用精益计算引擎的信息系统，生产看板的调整建议可以即刻产生，而不需要到月底时再计算核对。日需求量调整后，重算本次张数，并记录本次看板数量及本次调整张数，上次看板计算的数量也将保留，供后面分析决策使用。
当确认看板调整建议后，自动产生或者删除对应看板数量。
