02-CurrentStateValueStreamMapping1194.pptx

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1、卡特彼勒卡特彼勒生产体系生产体系(CPS)CPS 黑带黑带卡特彼勒：绿色机密级别当前状态价值流图当前状态价值流图 5/14/2023CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别定义定义消除浪费在所有流程中持续不懈地消除浪费，与安全和质量相关的浪费优先处理。卡特彼勒生产体系手册1CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别目的目的本单元结束时，您即能够：本单元结束时，您即能够：描述价值流图(VSM)及其益处 确定价值流图的要素价值流图的四个区域材料和信息流图标计算和价值流图代表数据 利用 10 步流程创建当前状态价值流图2CPS 黑带黑带让我们行动起来

2、让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别什么是价值流图什么是价值流图(VSM)？价值流价值流使产品从概念到推出，从订单到交付需要的所有行为包括处理客户信息的行为和按照客户需求转化产品的行为。价值流图价值流图使产品从订单到交付需要的物流和信息流中包括的每个步骤的简单图表。当前状态价值流图按照产品从订单到交付的过程确定当前的状况。未来状态价值流图实施在当前状态价值流图中确定的改进机会，以在将来实现更高的绩效。虽然价值流可在产品级进行广义定义，也可在流程级进行狭义定义，但制造部门是价值流的基本组成部分。CPS 要求价值流定义与制造部门定义一致。3CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色

3、机密级别价值流图价值流图 CPS 指导原则指导原则“消除浪费消除浪费”帮助确定浪费及其根源“创建价值流创建价值流”提供测量方法以显示改进领域“从客户的角度出发从客户的角度出发”提供首尾相连的价值流观点（产品、服务或业务流程），始于客户、止于客户“可视化管理可视化管理”提供用于创建共同理念的图形表示4CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别流程流程标准的价值流图布局标准的价值流图布局 突出显示流程断开的地方 演示材料与信息流之间的相互作用 突出浪费之处和可能的改进机会供应商供应商生产控制生产控制客户客户材料流材料流信息流信息流浪费浪费废料处理废料处理5CPS 黑带黑带让

4、我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别由始至终地关注一个产品、流程或服务。选择一个产品系列选择一个产品系列培养对当前情况的理解。信息材料相互作用绘制当前状态绘制当前状态 设计一个精益价值流，以：制定您想成为什么/您想达到什么目标的蓝图促成实施设计未来状态设计未来状态制定实施计划，以实现未来状态设计。计划与实施计划与实施关键步骤关键步骤6CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别收集您自己的数据：验证其他人提供的数据：切勿再细化价值流图，因为您需要了解活动的始末绘制准确的价值流图绘制准确的价值流图自己动手自己动手绘制流动的草图即时修改侧重流动和相互关系，而不是美

5、观使用铅笔使用铅笔查看价值流，了解其流动和顺序快速回顾快速回顾进行详细进行详细分析分析查看从客户需求倒推到输入的流程（例如，从运输码头到原材料）同时找到所有相关的流程数据和可见浪费周期时间、流程时间、设置和随着时间推移进行的更改库存材料和信息流人员数、班次数、可用时间设备综合效率（OEE）7CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别直观的图标直观的图标 流程和材料流程和材料装配装配 卡车移动卡车移动推进箭头推进箭头货物向客户移动货物向客户移动 商店库存（受控库存）商店库存（受控库存）物理拉动物理拉动先进先出顺序先进先出顺序操作员操作员制造流程制造流程外部来源外部来源数据

6、框数据框库存（不受控）库存（不受控）公司名称公司名称C/T=_C/O=_班次班次 _B#S#8CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别故障故障 区域区域手动信息流手动信息流电子信息流电子信息流信息来源信息来源计算机生成的报告计算机生成的报告数据库数据库改进解决方案改进解决方案当前状态的当前状态的积极方面积极方面计划表计划表换型换型C/O 1 小时小时 2 分钟分钟频繁的小批次频繁的小批次生产看板生产看板取料看板取料看板信号看板信号看板看板箱看板箱直观的图标直观的图标 信息和其他信息和其他209CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别创建价值流

7、图创建价值流图 9 个步骤个步骤定义客户需求定义客户需求1.确定流程步骤，按库存分开确定流程步骤，按库存分开2.收集流程数据收集流程数据3.收集库存数据收集库存数据4.确定外部材料流确定外部材料流5.确定信息驱动流和内部材料流确定信息驱动流和内部材料流6.创建必需的响应时间表创建必需的响应时间表9计算总周期时间和绘制总周期时间图计算总周期时间和绘制总周期时间图7.绘制生产节拍绘制生产节拍/周期时间柱状图周期时间柱状图8.来源：学习观察系列 提高价值并消除浪费的价值流图，Mike Rother、John Shook 和卡特彼勒公司著（CPS 价值流转化方法第 8 至 10 步）10CPS 黑带黑

8、带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 1 步：定义客户要求步：定义客户要求定义定义图图在图中加入客户在图中加入客户添加客户数据框，例如，添加客户数据框，例如，按型号或零件号的需求订单大小（最小、最大、平均）包装大小发货安排订单调整订单调整在图中加入信息流动涉及的公司和相关部门铺管机客户铺管机型号 572当前需求：每周 1 台将来需求：每周 2 台11CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 1 步：定义客户需求步：定义客户需求 生产节拍生产节拍生产节拍是根据销售速度，为满足客户需求，生产一个零件或产品的限定时间。它是用每班可用时间（以秒计）*除

9、以每班的客户需求（以数量计）计算得到的。生产节拍用于使生产速度与销售速度同步。它是一个参考数字，相关人员可据此了解每个流程所需的生产速度。*可用时间总班次时间减去规定的休息时间（午餐、上午和下午的工间休息、班前会议等）每班的客户需求率每班的客户需求率生产节拍生产节拍 =*每班的可用时间每班的可用时间=510 分钟分钟（2 x 10 分钟休息时间）分钟休息时间）30 分钟午餐时间分钟午餐时间（0.2 台机器台机器/班）班）=2300 分钟分钟460 分钟分钟 0.2=12CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 2 步：确定流程步骤步：确定流程步骤图图流程与部门/职

10、能部门不同。流程是一种材料可存在于任意一侧的活动。平行的流程要画在彼此上方。可用一个框圈住部门内的各个流程。用多个数据框区别一条生产线上的工位。I2Frame GroupStall Build#of Oper.1CT960 minC/O10 minAvail460 minOEE80%13CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 3 步步：收集流程数据：收集流程数据流程数据包括：可用时间计算方式为用计划的时间减去午餐时间、休息时间和定期安排的固定时间周期时间（观察到的生产流程完成一个零件/批次的时间）周期时间单件（周期时间/批量）流程时间（完成所有工作要素的时间）换

11、型时间班次数（与其他价值流）共用的或专用的流程批量操作员人数14CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 3 步：收集流程数据步：收集流程数据（续）（续）收集其他必要的价值流具体数据：安全指标 包装数量 手动与机器周期时间 生产间隔（每天/周/月每个零件）设备综合效率要素（%要素）-质量（缺陷率或一次通过合格率）-可用率（占计划时间的百分比；计划的停机时间和维护时间未计入总计划时间）-绩效（实际产量比计划产量）15CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 3 步：收集流程数据步：收集流程数据（示例）（示例）16CPS 黑带黑带让我们行

12、动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 4 步：收集库存数据步：收集库存数据统计价值流内的库存数量（利用有代表性的零部件或机器）：从码头到码头（自始至终）流程间在返工和修理区包括标准库存（流程内维持周转的库存）包括未发货的成品17CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 4 步：收集库存数据步：收集库存数据（续）（续）记录其他必要的价值流具体数据。根据以下标准对库存进行分类：缓冲 安全 循环不受控（无控制规则）目的原材料 购买的成品在制品成品位置18CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 4 步：收集库存数据步：收集库存数据

13、（示例）（示例）19CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别进场材料流示例第第 5 步：确定外部材料流和绘制步：确定外部材料流和绘制外部材料流图外部材料流图 客户和供应商客户和供应商20CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 6 步：确定信息流和材料流步：确定信息流和材料流包括：订单 预测 生产控制（计划）信息流分为推动或拉动推动式生产：推动式生产：供应流程按计划、而不是客户流程的实际需要生产。拉动式生产：拉动式生产：供应流程只生产客户流程实际用掉的部分。材料流21CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第

14、6 步：确定信息流和材料流步：确定信息流和材料流（示例）（示例）示例示例 1示例示例 222CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别（加工时间）（加工时间）960 分钟分钟（库存或等（库存或等待时间）待时间）在价值流图的底部创建一个梯形图在价值流图的底部创建一个梯形图对于每个梯级和流程框：对于每个梯级和流程框：根据当前状态客户需求率（生产节拍）将库存（操作内和操作间）转换为天数。示例：两台在制机器除以 0.2 台机器/每天10 天。用流程数据框流程时间代表近似的增值时间。示例：假定此例中的周期时间流程时间。流程时间960 分钟。第第 7 步：计算总周期时间和绘制总周期

15、时间图步：计算总周期时间和绘制总周期时间图10 天天24CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别周期效率周期效率(CE)计算：计算：总计流程时间除以总生产周期时间，用百分数表示梯级底部总和除以梯级顶部总和第第 7 步：计算总周期时间和绘制总周期时步：计算总周期时间和绘制总周期时间图（续）间图（续）TCTP27600 分钟分钟总流程时间总流程时间1500 分钟分钟CE(1500*100)/276005.4%进行梯形图计算：进行梯形图计算：合计梯形的梯级顶部，得出总生产周期时间(TCTP)合计梯形的梯级底部，得出总流程时间（近似的 VA）计算周期效率(CE)公式公式用于计

16、算周期效率的公式为：周期效率总流程时间/TCTP0 铺管机0 铺管机0 铺管机0 铺管机12 铺管机0.0 分钟 0.0 min 0.0 min 0.0 min 27,600.0 min 480.0 分钟 630.0 分钟 240.0 分钟 120.0 分钟 30.0 分钟喷漆黑铁准备和模板装箱和包装装载推土机25CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 7 步：计算总周期时间和绘制总周期时间图（续）步：计算总周期时间和绘制总周期时间图（续）0 铺管机0 铺管机0 铺管机0 铺管机12 铺管机0.0 分钟 0.0分钟 0.0 分钟 0.0 分钟 27,600.0

17、分钟 480.0 分钟 630.0 分钟 240.0 分钟 120.0 分钟 30.0 分钟喷漆黑铁准备和模板装箱和包装装载推土机Pipelayer CustomerPipelayer Model 572Current Demand:1 per weekFuture Demand:2 per weekSupplier WWinchMachineAssemblerMaterial HandlerPipelayer Inc.WarehousePLIPipelayer materials are not stored together in the same area and stored thro

18、ughout the warehouse.5 machines-worth of productWarehousePLI Offsite WarehousePipelayerPartsForemanForemanTelephoneTelephoneStall Built Machine1 Operator&3 Trainees3 of 4 Stalls in useAll times represent the 572collected using interviews and demonstrated production timescollected by PLI in 19994 typ

19、es of blocks10 X 15396873 X 1K5741Misc Parts5 finished4 ready for blast4 to be fabricatedNo complete sets of hoses 3 Full winches andpiece parts2 Machine6 Complete frames and piece parts2 Bumpers2 Cylinders1 H framew/weightsfound outsideLimited to 1 fixture,1 blast shop,shared resource with inspecti

20、on,material handlers,and a change over for steps prior to the weld1 Ladder9 StepsRejected ladder piece partsTelephoneCat JolietCylindersSupplier XBoom TubePipelayer OrderTrack Type TractorPLI Order SchedulingEPS/MRPTTT OperationsGroupPipelayer/Attachment MSO via FaxFRACS-Factory Rptg&Ctrl Sys.Demand

21、DemandDemandCall for Bill of LadingCenter Frame Fabricated by PLI triggered via Firm Order/Pipelayer MSO(3.5 Weeks)DemandPLI Production ControlOrder from MSOPLI SuppliersMaterial HandlerForemanForemanAssemblerS&OPIf parts are not available on second shift,the assembler must fetch them from the wareh

22、ouseWilsons onlyI0TestStall Build#of Oper.0CT60 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0BumperStall Build#of Oper.0CT20 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0LadderStall Build#of Oper.0CT165 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0Draw Bar HitchStall Build#of Oper.0CT150 minC/O20 minAvail460 minUptime100%I0Co

23、ver GroupStall Build#of Oper.0CT150 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0Wash&DryFinish&Ship#of Oper.1CT360 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0PaintFinish&Ship#of Oper.1CT480 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0Black IronFinish&Ship#of Oper.1CT630 minC/O30 minAvail460 minUptime100%I0Prep&StencilFini

24、sh&Ship#of Oper.1CT240 minC/O15 minAvail460 minUptime100%I0Box&PackFinish&Ship#of Oper.1CT120 minC/O0 minAvail460 minUptime100%Customer Demando S&OP process feeds Executive Production Scheduleo EPS maintains a rolling 4 to 6 month of material acquisition demand(4 for each model).o Scheduled Machine

25、Shipping Orders are used to firm up demando No action taken by PLI until MSO is receivedo Annual Business Plan shows 110 unit demando Current production is 1 unit per week with ramp up to 2 per week in the future state oCurrent customer demand is 1 unit per week with ramp up to 2 per week for the 57

26、2 model in the future stateo Customer response time is 10 business days(2 weeks)o Demand can increase machine over normal demand 25%of the time(historical last 12 months)*Note:Data herein has been modified to illustrate the Value Stream Mapping process.PCI-Takt/Cycle Bar Chart0.0500.01000.01500.0200

27、0.02500.03000.0FrameLadderBlocksBloomFrame GroupWinchHydraulics Counter weightTestBumperLadderDraw Bar HitchCover GroupWash&DryPaintBlack IronPrep&StencilBox&PackLoad TractorCycle Takt=2,300.0 0.2 Per DayTakt=1,150.0 0.4 Per DayTakt=766.7 0.6 Per DayTakt=575.0 0.8 Per Day 1.Assembler often does not

28、have parts needed,requiring the assembler to go into the warehouses and fetch parts 2.Inventory is disorganized causing confusion and excessive motion 3.Boom and cover designs require major rework 4.Assembler,painter,and blaster often unable to locate a forklift,so they are forced to go and look for

29、 one 5.Welders are required to leave stations to reload wire 6.All work coordinated by foreman except for piplayer assembly 7.Assemblers tools and diagrams are on the floor,but his work is primarily on top of the pipelayer,so he spends a lot of time on the ladder.Process Issues and Observations:Ther

30、e is a misalignment of lead times.Cycle times are listed per operation;the number of operators listed are required to complete the work within the stated CT.I0BoomFab&Assembly#of Oper.2CT567 minC/O150 minAvail460 minUptime100%I0BlocksFab&Assembly#of Oper.1CT930 minC/O805 minAvail460 minUptime100%I0L

31、adderFab&Assembly#of Oper.1CT347 minC/O135 minAvail460 minUptime100%I0FrameFab&Assembly#of Oper.3CT1,067 minC/O960 minAvail460 minUptime100%I12Load TractorFinish&Ship#of Oper.1CT30 minC/O0 minAvail460 minUptime100%12 Pipelayers in FGI were found outside as part of final processI2Frame GroupStall Bui

32、ld#of Oper.1CT960 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0WinchStall Build#of Oper.1CT60 minC/O10 minAvail460 minUptime100%I0Hydraulics Stall Build#of Oper.1CT1,770 minC/O30 minAvail460 minUptime100%I0Counter weightStall Build#of Oper.1CT60 minC/O10 minAvail460 minUptime100%WIP0 Pipelayer0.0 min VA 1,06

33、6.7 minFrame2 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer4,600.0 min 0.0 min 0.0 min 0.0 min 0.0 min 960.0 min 60.0 min 1,770.0 min 60.0 min 60.0 minFrame GroupWinchHydraulics Counter weightTest0 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer0 Pipelayer12 Pipelayer0.0 min 0.0 min 0.

34、0 min 0.0 min 0.0 min 0.0 min 27,600.0 min 150.0 min 360.0 min 480.0 min 630.0 min 240.0 min 120.0 min 30.0 minCover GroupWash&DryPaintBlack IronPrep&StencilBox&PackLoad TractorTotal Cycle Time=70.0 daysValue Add Time=13.0 daysPipelayer-VSM StatisticsTakt Time=2300.00min Exit Rate=1.00 Unitper 2300.

35、00 minWIP=14.00 Units=32200.0 minTCT=32200.00min=536.7hrsVA=5986.67min=99.8hrsCE=18.6%#Operators=17.00Fabrication&AssemblyCenter Frame Fabricated by PLI triggered via Firm Order/Pipelayer MSO(3.5 Weeks)Supplyo PLI action requires an MSO.o Disconnect between PLI and Cat as to when authorized to procu

36、re materials.o Cat provides a revised forecast with a 4-6 months window.o PLI requires 8-months lead time for material procurement on select parts.o Deeper PLI BOM lead time analysis shows PLI has 31 parts that fall outside 40-day acquisition time.o Track-Type Tractors are delivered weekly to PLIo R

37、aw materials are supplied by Suppiler W(Winch),X(boom tubes),Cat Joliet(cylinders)and miscellaneous PLI suppliers.Delivery is on a weekly basis.40 Days Pipelayer Material Acquisition160908580757065605550Longest Lead Time Item OrderedMSO ScheduledOrder Firmed/PLI notified20 Days Material in Progress1

38、4 Days Firm454035302520151050Center Frame Fabrication StartsMachine at PLIRTSOrder Firmed/PLI notifiedPipelayer Fabrication StartsTTT Assembly Start26CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 8 步：生产节拍步：生产节拍/周期时间柱状图周期时间柱状图问题问题与生产节拍相比，我们的生产能力如何？我们工作的均衡程度如何？我们价值流的流动情况如何？在图中包括有效周期时间在图中包括有效周期时间CTEFF周期时间/OEE%有效

39、周期时间表示浪费的长期影响PLI 生产节拍生产节拍/周期时间柱状图周期时间柱状图（注：（注：OEE 范围是范围是 65%-100%，具体值取决于流程步骤），具体值取决于流程步骤）05001000150020002500机架梯子缸体动臂机架总成绞盘液压装置配重测试减震器梯子牵引杆铰接件盖总成清洗和干燥喷漆黑铁准备和模板装箱和包装装载推土机周期时间 有效周期时间生产节拍=2,300.0，每天 0.2 台生产节拍=1,150.0，每天 0.4 台 生产节拍=766.7，每天 0.6 台 生产节拍=575.0，每天 0.8 台27CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第

40、9 步：创建必需的响应时间表步：创建必需的响应时间表只显示了一部分时间表要素只显示了一部分时间表要素收到订单后，确定流程能否达到客户对响应时间的期望。制造交付周期制造交付周期10客户回应要求10在 PCI 加工15开始装配 TTT 32开始制作中心机架40开始制作铺管机59确认订单/通知 PCI60安排 MSO160最长交付周期（铸件）MRP 客户交付周期客户交付周期14“确定期”天数20 加工材料的天数40 购置铺管机材料的天数90 S&OP 确定期28CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别第第 9 步：创建必需的响应时间表步：创建必需的响应时间表购置铺管机材料需

41、要 40 天加工材料需要 20 天确定期为 14 天605550454035302520151050安排 MSO开始制作中心机架在 PLI 加工RTS确认订单/通知 PLI开始制作铺管机开始装配 TTT29CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别制定时间表制定时间表收集时间表要素，制定直观的时间表。使内部处理时间要求与客户要求一致。使外部/供应商要求与客户要求和提供的预测一致。流程分析流程分析问 如何满足客户的订单交付要求。响应时间的目标是确定供应流程和消耗流程之间在哪里断开。可从流程中除去哪些非增值步骤？库存是否可满足客户的响应时间要求？可否调整库存量，使其更好地满

42、足客户要求？第第 9 步：创建必需的响应时间表步：创建必需的响应时间表30CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别练习练习在您分配的小组内：绘制梯形图计算总周期时间和周期效率绘制生产节拍/周期时间柱状图作业时间：需要 30 分钟31CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别挑战与限制挑战与限制处理多个客户的可变需求 量和组合大量产品品种 300 种零件详略得当：包括或不包括什么数据不存在或不准确第第 1 步步客户需求第第 2 步步流程第第 3 步步收集数据32CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别挑战与限制挑战与限制

43、使用 MRP 数据（或许；但是至少要了解）库存计数准确第第 4 步步库存数据规定最低订单数量的供应商引起变动的客户和供应商第第 5 步步来料/成品交付定义推动和拉动第第 6 步步推动还是拉动？可变需求第第 7 步步进行数学运算33CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别什么是价值流？什么是价值流图？价值流图的益处是什么？创建价值流图的 10 个步骤是什么？价值流图运用的 4 个指导原则是什么？在价值流图上，什么符号代表不受控库存？怎样计算生产节拍？课后掌握课后掌握34CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别问题？问题？35CPS 黑带黑带让我

44、们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别 丰田之路 学习观察 价值流管理额外的资源额外的资源36CPS 黑带黑带让我们行动起来让我们行动起来卡特彼勒：绿色机密级别Exercise Racecar SimulationIn your assigned small groups:Review Race Car Simulation informationDraw a current state value stream map following the steps on slide 11Calculate Takt timeDraw the ladder chartCalculate Total Cycle Time and Cycle EfficiencyCreate a Takt Time/Cycle Time bar chart(Response time timeline will be created later)Working time:1 hour3737