6.7.2 福特的流水线生产

6.7.2 福特的流水线生产

内容提要：流水线生产是一个连续的生产过程，它按照工序流程连续生产来增加产出的速度。流水线生产开创了工业生产理论的先河，它以增加产出速度为目标，以工序之间的空间作为缓冲，当空间被填满后就停止生产来预防局部效率，从而增加产线的产出速度。

流水线生产，指劳动对象按一定的工艺路线和统一的生产速度，连续不断地通过各个工作地，按顺序地进行加工并生产出产品的一种生产组织形式。它是象专业化组织形式的进一步发展，是劳动分工较细、生产效率较高的一种生产组织形式。亨利•福特（Henry Ford）于1913年在密歇根州的高地公园工厂建立了第一条流水线生产系统。

福特应用创新理念和反向思维逻辑提出在汽车组装中，汽车底盘在传送带上以一定速度从一端向另一端前行。前行中，逐步装上发动机、操控系统、车厢、方向盘、仪表、车灯、车窗玻璃和车轮，一辆完整的车组装成了。在手工生产时代，每装配一辆汽车要728个人工小时，而福特简化设计，使用标准部件的T型车把这缩短为12.5个小时。进入汽车行业的第十二年，亨利福特终于实现了他的梦想，他的流水线的生产速度已达到了每分钟一辆车的水平。（如图6-64所示）。

图6-64 福特汽车流水线

流水线是怎样提高速度的？

流水线把生产工序分割成一个个的子过程，每个子过程可以和其他子过程并行运作提高速度。工人间的专业分工更为细致，产品的质量和产量大幅度提高，极大促进了生产工艺过程和产品的标准化。制成品被大量生产出来，尤其是多样的日用品在流水线上变成了标准化商品。福特的流水线不仅把汽车放在流水线上组装，也花费大量精力研究提高劳动生产率。福特把装配汽车的零件装在敞口箱里，放在输送带上，送到技工面前，工人只需站在输送带两边，节省了来往取零件的时间。而且装配底盘时，让工人拖着底盘通过预先排列好的一堆零件，负责装配的工人只需安装，这样装配速度自然加快了。汽车生产流水线以标准化、大批量生产来降低生产成本，提高生产效率的方式适应了美国当时的国情，汽车工业迅速成为美国的一大支柱产业。福特公司在一年之中生产几十万辆汽车，这个新的系统既有效又经济。结果福特把汽车的价格削减了一半，降至每辆260美元，1913年，美国人均收入为5301美元，工人工作一段时间就可以买一辆T型车。

亚当•斯密在《国富论》中阐述了分工理论提高效率的原因：第一，分工专业化是劳动者的劳动技巧或熟练程度日益增进。第二，分工可以减少由一种工作换到另一种工作损失的时间。第三，分工使劳动简单化、专门化，从而为机械的发明和使用创造了条件。

6.7.2.1 流水线生产和负反馈分析

以带字母的方框来代表生产单元，以向左的线来表示物流，向右的线来表示信息流。通过系统框图来分析流水线生产，精益生产和TOC制约理论。

在福特的流水线生产中，产品单一，需求量大，两道工序之间有放置上道工序的空间。福特的流水线是一个大的负反馈系统，目标生产量=客户需求量-已生产量，由于客户需求巨大，客户需求量一直大于生产量，所以目标生产量一直是正值，即生产系统需要一直生产此品种的产品直至到满足客户的需求为止。由于产品单一且需求量大，值得花费金钱和人力为此产品专门建立一条产线（如图6-65所示）。

图6-65 流水线生产框图

两道工序之间的空间用来防止上道工序过量生产，一旦空间被填满就必须停止生产，过量生产会产生不必要的库存，从而增加企业的成本。过量生产也会导致生产线混乱，从而降低企业的产出速度。空间缓冲还能应对扰动，从而使产出速度稳定（如图6-66所示）。

图6-66 流水线系统框图

每道工序也是一个小的负反馈系统，两道工序之间的空间可容纳的数量是上道工序可以生产的最大生产量，当空间被填满，则必须停止生产，因为没有空间放置新产品。所以每道工序需要生产的数量=空间可容纳数量-空间已容纳数量。

流水线生产的空间缓冲类似于管道，使用管道来限制在制品的数量，管道被填满后就停止生产。管道遵循先进先出（First Input First Output）的原则，这样可以防止后进先出而扰乱生产排程。

一个生产流程有注塑、涂装和组装3道工序。在接到客户订单之后，生产管理部门开始排产，并将排产流程下发到注塑工序，注塑工序开始生产，当它之后的管道被填满后便停止生产，防止生产过多的在制品。涂装工序也是相同。当组装工序生产完成品之后，运输部门将成品送给客户，从而完成这个订单（如图6-67所示）。

图6-67 流水线生产的一个案例

6.7.2.2 使用水库模型分析流水线生产

内容提要：流水线生产可以使用物理学中的水库模型进行分析。每一个生产单元都包含1个水库，为成品库。生产人员控制生产阀门的打开和关闭来控制生产的开始和停止。打开生产阀门，生产开始，成品库库存增加；关闭生产阀门，生产停止，成品库存停止增加。生产人员通过控制生产阀门，使得实际库存与目标库存相同。

1）初始状态时，成品库实际库存等于目标库存，生产阀门关闭。在流水线生产中，每一道工序都有一个成品库存，这个成品库存是与下道工序之间的一个空间，这个空间用来放置本工序的成品，被称为空间库存。当此空间不满时，生产阀门打开，生产人员开始生产，使成品库实际库存增加，当实际库存等于目标库存时，生产人员停止生产以防止过量生产。因为下游空间被成品填满，再生产的成品也无处放置，从而确保了防止过量生产（如图6-68所示）。

图6-68 流水线生产的水库模型状态一

2）当下游工序取走本工序部分成品时，成品库实际库存小于目标库存。流水线生产中并不需要领取看板和生产看板，生产人员只根据自己的库存状态决定开始生产和停止生产（如图6-69所示）。

图6-69 流水线生产的水库模型状态二

3）当生产人员发现成品库实际库存小于目标库存时，生产人员打开生产阀门，开始进行生产，成品库实际库存增加。生产的数量=目标库存-实际库存（如图6-70所示）。

图6-70 流水线生产的水库模型状态三

4）当生产的成品使得实际库存等于目标库存时，生产人员关闭阀门，回到初始状态（如图6-71所示）。

图6-71 流水线生产的水库模型状态四

当多个生产单元的水库模型连接到一起，就组成了多工序的流水线生产模型。每个生产单元有一个成品库和一个生产阀门。生产人员通过目标库存和实际库存之差来决定开始生产和结束生产。通过打开和关闭生产阀门来实现生产和结束生产（如图6-72所示）。

图6-72 流水线生产的水库模型

流水线适用条件：产品单一，需求量大的产品。