針對傳統(tǒng)看板方式不適用于多品種、小批量訂單生產的諸多問題，提出了一種新的、基于可視化電子看板技術的解決方案，使得準時化生產方式能成功運用于多品種、小批量訂單的市場環(huán)境。以電子產品的生產場景為例，采用過程分析的方法，進行了新看板運行流程的設計，提出了可視化電子看板系統(tǒng)的結構、關鍵技術和適用環(huán)境條件。
針對傳統(tǒng)看板方式不適用于多品種、小批量訂單生產的諸多問題，提出了一種新的、基于可視化電子看板技術的解決方案，使得準時化生產方式能成功運用于多品種、小批量訂單的市場環(huán)境。以電子產品的生產場景為例，采用過程分析的方法，進行了新看板運行流程的設計，提出了可視化電子看板系統(tǒng)的結構、關鍵技術和適用環(huán)境條件。
在競爭日益激烈的市場環(huán)境下，準時化生產(Just In Time，JIT)的理念已為國內外眾多企業(yè)普遍接受和倡導。然而，傳統(tǒng)的JIT方式是從豐田汽車公司規(guī)模生產的實踐中總結出來的，其理想的生產環(huán)境是大批量、重復性生產，與目前多品種、小批量的市場環(huán)境大不相同，直接套用顯然不適宜，也不可能取得成功。
要使先進的管理理念成功運用于新的市場環(huán)境，必須進行“創(chuàng)新的應用”。將看板技術與信息系統(tǒng)相結合，是目前國內研究和應用的新熱點，國外研究者也對JIT生產方式中的看板技術進行了大量研究；豐田生產方式不適合于多品種小批量生產。但在這些文獻研究中鮮有對多品種、小批量看板方式的深入研究。
1、傳統(tǒng)看板用于多品種、小批量生產的弊端
傳統(tǒng)JIT生產方式是從豐田汽車公司規(guī)模生產的實踐中總結出來的，以紙質看板為手段、以需求為驅動的“拉動”式生產方式，用于多品種、小批量產品的生產，存在諸多弊端。
1)傳統(tǒng)看板手段的落后，不利于信息管理。傳統(tǒng)看板采用紙質看板，其數(shù)據(jù)無法直接傳遞給計算機信息系統(tǒng)，不利于信息的處理，導致計劃與預測能力不足。
2)對小批量生產，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)的拉動方式。由于批量小、工序周期短，末道工序尚未開始生產，首道工序已完成整個批量的生產，因此現(xiàn)場若無同品種的上批次在制品保留，則無法形成“需求拉動”式的生產。
若要用傳統(tǒng)看板方式實現(xiàn)小批量的“連續(xù)的”拉動生產，就必須在生產現(xiàn)場保留各個品種產品的物料和在制品，這樣就造成了大量堆積。故大多數(shù)企業(yè)的小批量訂單式生產，仍主要采用推式生產方式，即生產指令下達到每道工序，但如此又無法實現(xiàn)及時的按需生產。
3)多品種頻繁交替生產時，傳統(tǒng)看板頻繁切換容易出錯，并且看板的保管也是個問題。對于有些產品，生產一次后間隔很長時間才會再次生產，看板的保管和使用比較麻煩。
4)缺乏對全局看板信息的掌握，無法提供全面的、實時的生產現(xiàn)場看板流程和各工序看板狀態(tài)的整體描述，在品種、批次頻繁切換的生產環(huán)境下容易出現(xiàn)混亂。
2、實現(xiàn)多品種、小批量JIT生產的解決方案
2.1 可視化看板系統(tǒng)的應用場景
可視化看板系統(tǒng)由信息系統(tǒng)、電子看板和條形碼掃描輸入終端組成。其中的信息系統(tǒng)是融合了精益生產方式的ERP系統(tǒng)，在此基礎上新增了可視化看板模塊。
2.2 可視化看板系統(tǒng)運行流程
適用于多品種、小批量訂單生產的可視化看板系統(tǒng)的運行流程如圖2所示，圖中陰影部分為ERP系統(tǒng)中的MRPⅡ投產順序計劃模塊。
以圖1中SMT工序的電子看板為例，其運行流程如下。
1)由MRP-Ⅱ生成自制件(PWBA板)的“投產順序計劃”，安排1周的多品種投產順序和數(shù)量。
2)采用可視化看板技術，進行該工序的看板排程，安排工序作業(yè)順序。
3)生成新的“空”生產看板(Production Kanban，PK)，通過電子看板下達到工序現(xiàn)場；掃描主件PCB條形碼，開始生產，此時看板狀態(tài)為“在制”。
4)當規(guī)定數(shù)量的制品生產完成，掃描條形碼，則該枚看板的狀態(tài)變?yōu)?ldquo;滿”。
5)當“滿”看板枚數(shù)達到規(guī)定數(shù)量時，該看板的生產暫停，直到有新的、補充“空”看板下達才再次起動該看板的生產。與傳統(tǒng)看板不同的是，此時系統(tǒng)可以根據(jù)看板排程的順序，接著下達另一訂單的“空”看板，起動其生產。
6)當后道工序“取走”物料，此時若該訂單的總量尚未完成，則自動發(fā)行補充數(shù)量的新“空”看板；若已完成，則該生產看板的循環(huán)全部“結束”，接下來按照排程下達另一訂單的新“空”看板。
7)若后道工序出現(xiàn)異常情況導致對物料的消耗暫停時，看板狀態(tài)始終為“滿”，則不會有該物料的新“空”生產看板下達，生產暫停，從而避免了現(xiàn)場在制品的堆積。
工序間取料看板(Withdrawing Kanban，WK)的主要作用是領用補充物料時指示取貨的地點和數(shù)量。它通?？梢员环磸褪褂茫⑶胰×线^程可以不占用工序內時間，因此，可視化看板系統(tǒng)中取料看板的形式仍可以采用打印的、帶條形碼的紙質看板，按照傳統(tǒng)方式運行流轉。當然也可以采用基于RFID的電子看板。
2.3 可視化看板系統(tǒng)的關鍵技術
所謂可視化看板，是采用可視化技術，能實現(xiàn)電子看板的可視化排程管理和看板狀態(tài)管理的“信息化”看板，并可以通過看板的狀態(tài)直觀地看到零部件和產品的庫存量?？梢暬窗鍖⒕嫔a管理與ERP信息系統(tǒng)融合起來，利用圖形技術實現(xiàn)“可視的”看板流轉過程。
1)可視化看板子系統(tǒng)的結構組成。
由基礎數(shù)據(jù)設置、看板計算和生成、生產看板排程和看板狀態(tài)圖等主要模塊組成，并且與ERP系統(tǒng)中的MRP-Ⅱ投產順序計劃模塊相連接獲取數(shù)據(jù)。
2)可視化看板的排程。
可視化看板的排程，主要是以圖形展示生產單元的生產看板排隊順序和日程安排等情況，并能實現(xiàn)人機交互，方便管理人員根據(jù)生產現(xiàn)場的實際情況手動進行排程。例如，圖4中所示某生產單元WD02工作日的生產看板排程圖，該單元輪番生產2個看板環(huán)路的產品，上午安排了訂單S001的4個看板的生產(其中已完成3個看板，1個看板在制)，下午安排了訂單S002的4個看板的生產。
當需要調整看板排程時，管理人員可以通過拖動圖標方便地改變看板的順序；也可以通過點擊下方的圖例按鈕，改變當前位置處的看板狀態(tài)。
3)可視化看板的發(fā)行與狀態(tài)管理。
生產看板以電子看板的形式發(fā)布、傳達到各工序，并且根據(jù)看板的執(zhí)行情況，及時變更可視化看板系統(tǒng)中的看板狀態(tài)。
可視化系統(tǒng)中的看板狀態(tài)分為3種，分別是空、在制和滿。其中“空”表示新需求的產生，“在制”表示生產單元已啟動生產，“滿”表示看板生產已完成，相當于傳統(tǒng)看板已“掛”在了產品上。
看板狀態(tài)的改變，是由生產現(xiàn)場的條形碼掃描裝置來觸發(fā)。當制程開始，掃描條形碼，數(shù)據(jù)反饋到排程模塊，看板狀態(tài)變?yōu)?ldquo;在制”；制程結束，再次掃描，看板狀態(tài)變成了“滿”；產品被取走，掃描條碼，看板1次循環(huán)結束，完成品數(shù)量相應增加。
2.4 可視化看板系統(tǒng)的環(huán)境條件
可視化看板系統(tǒng)不僅適用于重復性、穩(wěn)定性的環(huán)境條件下的大批量生產，而且適用于以下環(huán)境條件下的多品種、小批量的訂單生產。以電子產品為例，其適用的環(huán)境條件如下。
1)產品系列化程度較高。例如某企業(yè)生產電話機、交換機、HuB和電腦終端等多種系列的通信類產品。
2)同一系列的電子產品，其工藝路線大同小異。不同系列的電子產品，其工藝的主要差異體現(xiàn)在性能測試和整機的組裝工序，電路板的裝配(PWBA，Printed Wire Board Assembly)工序差異不太大。
3)為縮短生產周期、保持生產的流暢性，生產系統(tǒng)主要采用制造單元的組織形式。對于結構形式差異較大的產品，設置專用的單元進行生產。
4)以產品為導向的制造單元增多，會使設備的重復投入也增多?？梢酝ㄟ^關鍵設備的快速移動和接入，來實現(xiàn)同一臺設備在不同單元中的使用。
5)通過增加正式訂單前的“預訂”環(huán)節(jié)加強需求管理，以應對波動較大的需求。對于極不規(guī)則的“插隊”訂單，可采用分批交貨的方式，先視物料庫存和采購情況生產“應急批量”，而后再有計劃地分批交貨，否則實施需求拉動式生產就存在潛在的困難。
3、可視化看板系統(tǒng)的特點
與傳統(tǒng)看板方式相比較，可視化看板系統(tǒng)具有以下特點。
1)能適應產品品種頻繁更替的訂單生產環(huán)境。
可視化看板系統(tǒng)借助信息系統(tǒng)，能根據(jù)訂單要求快速定義新的看板環(huán)路，計算出看板數(shù)量，發(fā)布電子看板，徹底改變了使用傳統(tǒng)看板時因種類繁多、頻繁變更而難以管理的現(xiàn)象。
2)能實現(xiàn)小批量的拉動式輪番生產。
可視化看板系統(tǒng)可通過排程，“提前”安排和下達物料的需求指令，實現(xiàn)批次交替時物料的連續(xù)供應，避免了在制品和物料的過度堆積；同時又可以通過看板的功能，根據(jù)需求調整生產的節(jié)奏，例如后工序出現(xiàn)異常，沒有及時“取走”制品時，本工序看板始終為“滿”，系統(tǒng)將不會下達新看板，生產暫停。
3)與信息系統(tǒng)相結合，具備模擬和預測功能，提高了計劃能力。
可視化看板與信息系統(tǒng)緊密結合，采用電子看板發(fā)布、條碼掃描反饋，數(shù)據(jù)直接與信息系統(tǒng)相關聯(lián)，通過信息系統(tǒng)中的模型，能進行預測、計劃、模擬、統(tǒng)計和全面的分析。
4)看板流程和狀態(tài)的透明化、直觀化。
可視化看板采用圖形技術，可以全面、實時地顯示各工序看板的實際狀態(tài)；當現(xiàn)場發(fā)生變化時，可以通過良好的人機交互界面，調整看板排程，提高應對的有效性。
4、結論
通過上述分析，可以得出以下結論。
1)可視化看板系統(tǒng)通過電子看板、信息系統(tǒng)、條形碼掃描裝置的支持，可以實現(xiàn)看板的快速變換、傳遞、狀態(tài)的跟蹤和物料的及時供應，改變了傳統(tǒng)看板難以應對多品種小批量生產的弊?。?/span>
2)可視化看板系統(tǒng)采用圖形技術實現(xiàn)看板排程和看板狀態(tài)的可視化，使得看板流轉過程透明化、直觀化，實現(xiàn)了對全局看板信息的掌控；
3)可視化看板系統(tǒng)將看板管理技術與ERP信息系統(tǒng)相融合，實現(xiàn)了看板數(shù)據(jù)的信息化，因而能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、預測、模擬等，克服了紙質看板無法與信息系統(tǒng)相結合的一大缺點。