应用看板系统提高物料管理水平
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作者: 赵荣建
摘要 看板管理随着丰田生产方式的推广而受到越来越多的关注。在物料管理过程中引入看板系统，通过设置物料超市。可以有效降低流程时间和库存水平。
关键词 看板系统、超市、物料管理
在日语中，看板的含意是信号或指示器，是生产过程中传递作业信号的工具，自上世纪60年代起在日本丰田汽车公司开始应用。随着丰田生产模式(TPS)的逐渐推广，越来越多的制造企业开始利用看板系统进行物料管理，尤其在汽车制造行业，看板系统更是得到了广泛应用。
看板系统及物料管理
目前，制造业应用的看板通常是指某工序何时需要何数量的某种物料的卡片。看板一般分为两种，即传送看板和生产看板。传送看板用于指挥零件在前后两道工序之间移动，规定了前后道工序之间的运送数量和运送时间。生产看板用于指挥工作地的生产，规定了所生产的零件种类及其数量。图1显示了使用看板发料至产线的简明流程。
1 与看板系统相关的概念
(1)均衡化
对于生产数量和混品种生产而言，均衡化能够使生产持续并且稳定地进行，从而拉动对物料的需求也保持在持续而且稳定的水平。这种持续和稳定不仅体现在数量上，还体现在物料种类上。
(2)超市
超市通常是指一个暂时存储的缓冲区域，该区域的物料一般已经根据看板的标准数量进行了分包装处理，随时可以供应生产线或发运至客户。该区域的库存一般需要根据物料种类定义出最大、最小库存量，通过存储的库位来限制其库存量保证在几个小时需求之内。通过超市方式对物料进行控制，能够充分获得库存目视化管理的效果。
(3)标准化
应用看板系统，需要根据物料的尺寸以及实际消耗的节奏和数量定义出一系列标准的包装数量，该数量与看板的数量必须一致。同时，供料班车(一般称Mdkmn)的站点时间必须进行严格的标准化，这些都是实施看板系统的前提。
2 看板系统的基本规则
(1)客户触发物料拉动流程
在图4中，A过程中客户将产品取走后，马上触发B过程，即产生对该产品超市补货的需求；同时触发的还有要求生产线生产该产品的需求；最后，由B过程触发的c过程将要求供应商补充原材料。这些过程在看板管理系统中都是以看板作为信息载体而进行的。
(2)只有供应链获得看板卡后才可以进行相应的工序
所有的物料移动以及生产相关的供应链活动必须以看板卡为指令，严禁无看板卡就进行操作。
(3)看板与物料一起发送
对一个物料品种而言，它在整个物料循环中的看板总数是固定的。看板在整个物料移动过程中不停地流转，所以在发送物料时，看板需要和物料一起发送。
(4)取料数量必须与生产数量相匹配
看板所对应的物料数量是经过精密计算得出的，必须考虑生产的节奏，并与生产数量相匹配。
(5)没有坏的零件流入到下一道工序(或者进入超市货架)
使用看板系统管理的物料，一般在物料进入超市库存后，其质量要求一定是可用状态。频繁出现质量问题的零件，会严重影响看板系统的节奏和整体效率。
(6)看板卡的数量严禁随意改变
事实上，看板的数量对应的就是库存数量，除非客户的需求出现很大波动，并且当前的看板数量无法满足这种波动，才需要重新计算看板数量。一般情况下，看板的数量是不能随意更改的，否则就意味着每个工序站点的产品库存是不固定的，库存的不固定将带来一系列诸如存储空间、冗余库存的问题。
3 看板系统对物料的控制
在典型的通过拉动来控制物料的看板管理系统(图5)中，看板在整个物料流中起到关键的支配作用。对于拉动系统，一般需要从客户端开始分析，即从客户到供应商来分析物料流是如何在看板的拉动下流转的。
首先，物料从成品超市库存被取出打包发运至客户，这时出货的成品看板会被空出，经过整理后集中送至装配线。
装配线接收到出货的成品看板后，开始触发补货生产的需求，即从焊接后超市库存和预装配后超市库存取半成品进行装配，同时，这些被取走的半成品对应的看板被送至焊接和预装配线进行拉动生产，以补充这些半成品
的超市库存。
整个物料流通过看板系统遵循上述的逻辑进行不停的拉动，直至到达外部供应商。
看板系统的实施
在看板系统的实施过程中，有几个关键步骤需要给予特别关注，在看板系统实施之前，必须进行详细的计算和规划。
1 选择采用的看板－零件
在使用看板系统之前，首先需要考虑的是具有哪些特质的产品或零件是可以使用看板系统进行管理的。
图6中列出了零件的一些特质。一般来说，比较适合使用看板系统进行控制的物料，需要具有预测稳定且波动较小，同时该物料的成本居于中高等的特性。当然，有时还需要考虑零件的尺寸及体积等其他因素。
2 确定周转箱中的标准零件数量
零件的标准数量即SQP(Standard Quantityof Parts)。原材料方面，需要综合考虑供应商的原始包装数量，生产线消耗的批次大小以及数量。在产成品方面，需要考虑客户对包装方式以及数量方面的需求。
3 确定超市中零件的数量
确定超市中零件的数量至关重要，它直接决定了超市库存容积的大小、补充超市库存的频率等重要元素。在这方面需要考虑的因素比较多。
(1)客户或生产的需求量DR
通常指客户或生产线每天、每班或每小时平准化生产的数量。
(2)补货时间RT
补货时间即重新装满超市货架的时间(图8)，用来反映系统的机动性，包括：
信息传送时间t1：指生产线或出货组把看板卡从实物上取下、收集并放到看板盒里，然后Milkrun司机从看板盒里取下看板卡并送入前道开始库存拉动这个过程的平均时间；
等待生产时间tw：从实物上取下看板卡直到开始为这批产品进行生产这个过程的平均时间；
产品生产时间tp：完成某产品一张看板卡(一个批次)生产的平均时间；
产品搬运时间td：一批产品生产结束后到被搬运到超市的过程的平均时间。
(3)安全系数a
安全系数用来表示系统中的浪费，该系数主要用于短期内的和有限度的波动、生产之外的变动(批量工艺)和不稳定的供应链三个方面。实际上，该系数是对这些不可绝对控制因素通过增加库存的方式进行的补偿。
(4)计算流通中的看板卡数量
看板卡数量KBQ(KanBan Quantity)可通过下述公式进行计算：
KBQ=DR*RT*(1+a)／NC
其中，NC指周转箱的装载量，即单个周转箱内可以装载的零件数量(lot size)。
(5)计算库存水平
超市的库存水平可通过下述公式进行计算：
超市库存水平=KBQ*NC=DR*RT*(1+a)
4 持续改进
在计算看板卡数量的过程中，引进安全系数a以应对不可控制的变化，因此，在整个看板系统中，需要定期审查该系数值的变化，通过对其不断优化以达到持续改进的目的。
同时，在相关看板卡数量计算过程中所考虑的因素一旦发生变化，也需要重新计算并不断进行优化改进。
看板管理系统展望
看板作为一种工具和信息的载体，其主要作用是信息的传递，在可视化、库存控制以及物料移动方面发挥了重要作用。随着计算机技术的发展，电子看板逐渐出现并得到推广，它弥补了传统看板卡易丢失、易污损、不易追溯的缺陷。更为重要的是，电子看板实施成本不高，操作简便，有逐渐替代传统看板卡的趋势。
另外，伴随着RF(Radio Frequency)技术的出现，未来有可能将RF技术应用于看板系统，但目前，其实施成本还相对较高，暂时仅适用于对价值较高物料进行管理。此外，随着语音技术的出现，未来的看板系统有可能与该技术整合而形成语音看板系统，但由于目前语音技术差错率还相对较高，这种技术整合趋势将会等待一定时期才能显现。
总之，看板系统作为一种物料管理的思想，会逐渐发展和完善，未来将得到大力推广和使用。
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