精益生產(chǎn)方式在挖掘機(jī)裝配線的應(yīng)用

蔡胤華，文 化，趙海軍

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西柳州545007）

精益生產(chǎn)方式是一種消除浪費(fèi)、降低成本、增加企業(yè)利潤(rùn)和增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的一種生產(chǎn)方式。二戰(zhàn)結(jié)束以后，以豐田生產(chǎn)方式為代表的精益生產(chǎn)方式，帶領(lǐng)日本汽車工業(yè)趕上并超越了美國(guó)，取得了驕人的業(yè)績(jī)。從20世紀(jì)80年代起，精益生產(chǎn)方式在汽車行業(yè)已得到了廣泛的運(yùn)用，而在工程機(jī)械行業(yè)用得不多。

2011年是“十二五”的開局年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型正進(jìn)入深化階段，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的投資仍會(huì)繼續(xù)增加。國(guó)家政策在給工程機(jī)械行業(yè)帶來良好發(fā)展契機(jī)的同時(shí)，也帶來了更為激烈的競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)起云涌，國(guó)際巨頭也逐步擠入中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)企想要憑借自身力量與國(guó)際跨國(guó)公司抗衡，并在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，就必須提升企業(yè)管理水平，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 企業(yè)現(xiàn)狀問題分析

柳工挖掘機(jī)事業(yè)部大型機(jī)廠，主要生產(chǎn)15 t以上的挖掘機(jī)，機(jī)型多達(dá)7種，零件大、批量小、品種多是該廠產(chǎn)品的主要特點(diǎn)。自2009年起，挖掘機(jī)市場(chǎng)需求開始增大，需求量最大的CLG205型挖掘機(jī)，日均衡需求由8臺(tái)提升到12臺(tái)，而該廠產(chǎn)能未能跟上市場(chǎng)發(fā)展的需求。為保證滿足銷售需求，通常需要加班才能完成當(dāng)日的訂單計(jì)劃。延長(zhǎng)勞動(dòng)時(shí)間，員工經(jīng)常加班，企業(yè)成本也隨之增加；最終導(dǎo)致員工怨言大，人員流動(dòng)較頻繁，增加了管理的難度，由產(chǎn)能不足問題形成的惡性循環(huán)日益凸顯。

經(jīng)原因查找和問題分析，造成以上狀況的原因主要有：

（1）作業(yè)流程不順暢，作業(yè)分配不均衡。該廠裝配工段共有10個(gè)裝配工位，各工位作業(yè)負(fù)荷不均衡，最高作業(yè)時(shí)間和最低作業(yè)時(shí)間工位差距達(dá)17.5 min，生產(chǎn)線平衡率低，直接致使生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品不能按時(shí)交貨。

（2）缺乏標(biāo)準(zhǔn)操作指導(dǎo)，產(chǎn)品品質(zhì)一致性不高。在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)員工操作的，只有部分機(jī)型的裝配工藝，且工藝不齊全，沒有指導(dǎo)員工作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)書，不同操作員間的作業(yè)方式不一致，使得裝配品質(zhì)差異大。

（3）推式物料供貨，物料流動(dòng)效率低。倉(cāng)庫(kù)物料收發(fā)與生產(chǎn)需求銜接不好，采用計(jì)劃式的推式供貨，一旦出現(xiàn)計(jì)劃調(diào)整或生產(chǎn)異常，大批物料堆積現(xiàn)場(chǎng)，物料流動(dòng)性差，物流響應(yīng)的速度慢，影響生產(chǎn)效率。

（4）缺乏系統(tǒng)管理模式，管理提升緩慢。生產(chǎn)單位的生產(chǎn)管理方法無章可循，提升的目標(biāo)不明確，管理水平提升較慢，支持生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的改善效果不佳。

根據(jù)以上原因，以大型機(jī)廠上線工段CLG205型挖掘機(jī)為研究對(duì)象，運(yùn)用精益生產(chǎn)方式的工具和方法，對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化和改善，解決難題。

2 運(yùn)用生產(chǎn)線平衡的改善方法提高線平衡率

“生產(chǎn)線平衡”即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近。在流水線生產(chǎn)作業(yè)中，決定生產(chǎn)線的作業(yè)周期的工序時(shí)間只有一個(gè)，即最長(zhǎng)工序時(shí)間，也就是瓶頸時(shí)間。當(dāng)一個(gè)流水線上各個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間不一致時(shí)，瓶頸工序以及其他工序就會(huì)產(chǎn)生空閑時(shí)間，即等待。等待除了造成的無謂的工時(shí)損失外，還造成大量的工序在制品堆積，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)的中止，直接影響生產(chǎn)效率。為解決以上問題，就必須對(duì)各工序的作業(yè)時(shí)間平均化，以使生產(chǎn)線能順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1 生產(chǎn)線平衡分析

通過生產(chǎn)線平衡分析，可以達(dá)到以下目的：

（1）縮短每道工序的作業(yè)時(shí)間，提高單位時(shí)間的產(chǎn)量；

（2）減少工序之間的預(yù)準(zhǔn)備時(shí)間；

（3）消除生產(chǎn)線中的瓶頸、阻滯和不均衡等現(xiàn)象；

（4）改善制造的方法，使生產(chǎn)具備柔性。改善前大型機(jī)上線工段平衡分布見圖1。

圖1 大型機(jī)廠各工位作業(yè)時(shí)間平衡分布圖

由圖1數(shù)據(jù)可以看出，布線工位的作業(yè)時(shí)間最長(zhǎng)，52.5 min，是瓶頸工位，瓶頸工位決定了此條流水線的CT。所以設(shè)法降低布線工位的時(shí)間，提高該條流水線的平衡率，對(duì)提高整條線的產(chǎn)能有著重要意義。

4 個(gè)工位作業(yè)時(shí)間超出T/T時(shí)間35 min，因此，該條生產(chǎn)線存在較大的改善空間。

2.2 線平衡改善方案的研究及應(yīng)用

對(duì)生產(chǎn)線平衡改善時(shí)，多采用5W1H的提問技術(shù)和ECRS（即Eliminate取消，Combine合并，Rearrange重排，Simplify簡(jiǎn)化）分析原則進(jìn)行作業(yè)改善。

2.2.1 對(duì)于耗時(shí)較長(zhǎng)的工位

對(duì)于耗時(shí)較長(zhǎng)的工位，采取的措施為：

（1）分割作業(yè)，移一部分作業(yè)至耗時(shí)較短的工序；

（2）利用新工藝、工具或機(jī)械，改善作業(yè)縮短工時(shí)；

（3）取消多余的工序、操作和動(dòng)作；

（4）提高設(shè)備運(yùn)行效率；

（5）增加作業(yè)人員；

（6）提高作業(yè)人員的操作效率。

2.2.2 對(duì)于耗時(shí)較短的作業(yè)

對(duì)于耗時(shí)較短的作業(yè)，可以采取的措施為：

（1）分割作業(yè)，填充到其他耗時(shí)短的工序；

（2）耗時(shí)長(zhǎng)的工序移一部分作業(yè)過來；

（3）把耗時(shí)短的工序合并。

采用上述改善方法，對(duì)流水線進(jìn)行了兩次作業(yè)改善。

表1 第一次改善內(nèi)容

第一次改善后各工位時(shí)間平衡分布見圖2。

圖2 第一次改善后的各工位作業(yè)時(shí)間平衡分布圖

線平衡率有所改善，瓶頸工位仍是布線工位；仍有部分工位作業(yè)不飽和，仍有提升空間。

第二次改善內(nèi)容詳見表2。

表2 第二次改善內(nèi)容

第二次改善后各工位時(shí)間平衡分布見圖3。

圖3 第二次改善后的各工位時(shí)間平衡分布圖

經(jīng)過兩次改善，線平衡率由64.84%提升到84.4%，線平衡率比以前提升了31.7%。

班產(chǎn)效率由8臺(tái)提升到12臺(tái)，提升了50%。

3 建立作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化提高產(chǎn)出效率

線平衡分析和改善，是提高整條產(chǎn)線產(chǎn)出效率的有效工具和方法，但要保障改善的產(chǎn)出效率穩(wěn)定，還需要通過建立作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化來穩(wěn)定改善的績(jī)效。只有在標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)穩(wěn)定之后，才能確保改善的效果。任何作業(yè)在尚未制定標(biāo)準(zhǔn)之前，不可能達(dá)到真正的改進(jìn)。標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是持續(xù)改進(jìn)的基線，同時(shí)也是保持流程穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。

（1）標(biāo)準(zhǔn)化的作用，是把企業(yè)內(nèi)的成員所積累的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，通過文件的方式來加以保存，而不會(huì)因?yàn)槿藛T的流動(dòng)，導(dǎo)致技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)的流失。如果企業(yè)在操作上沒有一個(gè)統(tǒng)一的作業(yè)規(guī)定，就導(dǎo)致不同時(shí)段不同操作人員的作業(yè)方式不一樣，從而影響了整體的運(yùn)作效率和運(yùn)作質(zhì)量。有了標(biāo)準(zhǔn)化，每一項(xiàng)工作即使換了不同的人來操作，也不會(huì)因?yàn)椴煌娜?，在效率與制造質(zhì)量上出現(xiàn)太大的差異。

（2）標(biāo)準(zhǔn)化有以下四大目的：技術(shù)儲(chǔ)備，提高效率，防止再發(fā)，教育訓(xùn)練。

（3）采用統(tǒng)一作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)文件：《標(biāo)準(zhǔn)操作單》是將操作者標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)周期時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)裝配順序文件化，并標(biāo)出重要步驟和位移圖，見圖4。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)操作單

《工作要素單》是對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)操作單》中的關(guān)鍵動(dòng)作步驟的解釋說明，將品質(zhì)控制要求、工藝要求和安全操作要求與員工的操作步驟相結(jié)合，采用圖文并茂的文件方式，重點(diǎn)描述了關(guān)鍵步驟的作業(yè)要點(diǎn)和原因，進(jìn)一步指導(dǎo)作業(yè)員的作業(yè)，見圖5。

圖5 工作要素單

標(biāo)準(zhǔn)化文件是持續(xù)改進(jìn)的基礎(chǔ)，通過對(duì)員工開展標(biāo)準(zhǔn)操作訓(xùn)練，CLG205型挖掘機(jī)的生產(chǎn)效率穩(wěn)定在12臺(tái)/班，同時(shí)，產(chǎn)品品質(zhì)也得到了提高，單臺(tái)產(chǎn)品缺陷數(shù)6/臺(tái)下降到4/臺(tái)，一次交檢合格率≥95%。

4 建立物流拉動(dòng)系統(tǒng)，提高物流拉動(dòng)效率

物流作為連接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的紐帶，物流系統(tǒng)的效率，間接影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的效率。

推式配送是根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行配送的物流方案，物料投放的信息，來源于預(yù)先設(shè)定的生產(chǎn)計(jì)劃（推式配送信息圖，見圖6）。

圖6 推式信息圖

拉式配送是根據(jù)下工序物料消耗的信息，轉(zhuǎn)化成物料配送信息，是一種源于客戶需求的配送方式（拉式信息傳遞圖，見圖7）。

圖7 拉式配送信息圖

推式系統(tǒng)由于工序之間與倉(cāng)庫(kù)之間缺乏及時(shí)響應(yīng)，生產(chǎn)物流流轉(zhuǎn)不暢，導(dǎo)致在制品庫(kù)存積累增加，大量浪費(fèi)存在生產(chǎn)流程中，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

拉式系統(tǒng)由于是從后工序向前工序適時(shí)地提出物料需求的配送模式，能減少在制品的堆積，提高了生產(chǎn)響應(yīng)，減少浪費(fèi)。

將大型機(jī)廠的物料按配送頻次和物料特性進(jìn)行分類，A類物料為產(chǎn)品價(jià)值高、配送頻次高、體積大的零件；B類物料為產(chǎn)品價(jià)值不高，可按批次配送，體積不大的零件；C類物料為產(chǎn)品價(jià)值低，配送頻次低，體積小的零件。

由于B、C類物料，多為標(biāo)準(zhǔn)件和外協(xié)件，可按批次進(jìn)行配送，故可采用看板卡拉動(dòng)的方式?？窗蹇ㄉ嫌涗浻辛慵Q、圖號(hào)、配送數(shù)量、容器等信息，當(dāng)物料使用到約定的最小量時(shí)，操作工將物料需求的看板投遞到看板收集盒，配送人員定時(shí)回收看板卡，實(shí)現(xiàn)物料及時(shí)配送。

對(duì)于大件A類物料，采用定置拉動(dòng)的方式，配送人員按現(xiàn)場(chǎng)定置的最大、最小量實(shí)施配送，配送人員巡線時(shí)發(fā)現(xiàn)物料小于最小量時(shí)，即開始啟動(dòng)配送，達(dá)到最大量時(shí)則停止配送。用目視化的物料需求看板傳遞配送指令，取代以前依靠口頭傳遞信息的方式，縮短了信息傳遞的和處理的時(shí)間，物料配送及時(shí)率由原45%提升至98%，物料供給變得更高效，現(xiàn)場(chǎng)在制品存量減少50%。

5 結(jié)束語(yǔ)

精益生產(chǎn)的基石是持續(xù)改善。在完成生產(chǎn)線平衡改善、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、物流優(yōu)化等精益改善后，企業(yè)精益化水平已有顯著提升。若想促使精益成果固化及精益管理的提升持續(xù)提升，后續(xù)的關(guān)鍵是建立一套完善的精益生產(chǎn)評(píng)估體系和檢查機(jī)制，才能確保精益化水平不斷提升。

精益生產(chǎn)模式是一種適應(yīng)市場(chǎng)靈活變化的現(xiàn)代管理理念和管理方法，其核心思想是消除一切浪費(fèi)，提倡資源合理有效地配置和使用。經(jīng)過實(shí)踐證明，精益生產(chǎn)模式能有效提升工程機(jī)械企業(yè)生產(chǎn)效率，降低企業(yè)成本，提高利潤(rùn)，其必將成為工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)對(duì)日趨激烈的全球化競(jìng)爭(zhēng)，及少量多樣、快速變化的市場(chǎng)需求的必經(jīng)之路。

[1]孫建華，高廣章，蔣志強(qiáng).生產(chǎn)線平衡的手段與方法研究[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2004，21(4)：34-36.

[2]（美）杰弗瑞萊克，戴維梅爾.豐田汽車：精益模式的實(shí)踐[M].李芳齡，譯.北京：中國(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社，2006.

[3]（美）沃麥克，等.豐田精益生產(chǎn)方式[M].沈希瑾，等譯.北京：中信出版社，2008.