利特尔定律和制造业 WIP
制造设施与超市、邮局和无线网络有什么共同之处?它们都涉及排队等待,无论是等待连接到公共 Wi-Fi 的计算机、排队在杂货店结账的客户,还是等待车间机床开放的进行中 (WIP) - 无论涉及何种业务或活动,没有人喜欢等待。因此,对所谓的“排队理论”进行了大量研究,即对这些类型系统的研究,该研究领域的一个关键定理被称为“利特尔定律”,这是一个简单的公式,可以对车间的生产力产生重大影响。
利特尔定律由 John Little 于 1961 年提出,总结为方程 L=lW。项目中项目的平均到达率 l 乘以项目在系统中花费的平均时间 W 。结果是系统中的平均项目数 L。然而,就像 Einstein 著名的 E=MC2 一样,该公式的简单性掩盖了它在排队领域的重要性——以及制造业的盈利能力。
在超市中,排队系统中的“物品”是人,但在机械车间,它是零件。制造商可以将利特尔定律视为理解交货时间 (W)、吞吐量 (l) 和 WIP (L) 之间关系的一种方式。也许最重要的收获来自于扭转公式:W=L/l。换句话说,随着系统中 WIP 数量的增加和吞吐量的降低,交货时间会急剧增加。
对于许多制造商来说,这一结果似乎有悖常理,但它是在多品种/小批量 (HMLV) 生产环境中取得成功的关键因素。设想这一点的一个好方法是将超市与过山车进行比较。在超市,顾客想什么时候来就什么时候来,一到就进店;如果它变得更加拥挤,越来越多的人挡住彼此的路,则需要更长的时间才能穿过商店并结账。过山车从来没有这个问题,因为在任何给定时间只允许一定数量的人乘坐,因此虽然乘坐过山车所需的时间各不相同,但乘坐本身的长度永远不会受到影响。
大多数车间的运作方式都像超市一样;一旦客户订购了零件,作业订单就会直接进入生产。就像购物者挤在杂货店的过道上一样,WIP 堆积在各种机床上,在 HMLV 车间中,每个部件可能需要完全不同的设置。因此,制造过程任何阶段的任何错误以及作员选择以意外顺序执行作业所造成的任何混乱,都将影响队列中该点后面的所有内容的交货时间。当您的交货时间不确定时,您将失去对客户做出和信守承诺的能力。
相反,制造商应该让他们的流程像坐过山车一样。限制 WIP 通过消除中间流程瓶颈来创造非常可预测的交货时间,这反过来又有助于提高吞吐量。然而,这不能通过用于过山车队列的蜿蜒迷宫般的走廊来实现。无论广告怎么说,都没有软件解决方案可以为您完成所有这些艰苦的工作。
虽然第一步是通过仅在队列中有空间时才将新工作投入生产来限制前台的 WIP,但车间中的每个操作员都必须致力于这种做法。向机械师提供有关关键绩效指标的实时反馈的可视化计划是实现这一目标的好方法;例如,车间可以向操作员显示零件在队列中等待了多长时间,并要求他们将零件保留不超过两天,而不是简单地测量零件数量。
许多企业(包括制造业)的盈利能力取决于信守对客户的承诺。如果客户认为交货时间太长,他们会去另一家车间;如果车间承诺快速周转但延迟交付零件,他们永远不会回来购买其他零件。实现利润最大化需要尽可能减少和标准化交货时间——多亏了 John Little 的工作,我们有数学证明,在制造业中做到这一点的最佳方法是限制 WIP。