基于價值流圖析技術(shù)的精益改善

李 坤 周 秋 陳 春（惠州市金百澤電路科技有限公司，廣東 惠州 516083）（深圳市金百澤電子科技股份有限公司，廣東 深圳 518000）

基于價值流圖析技術(shù)的精益改善

Paper Code: S-047

李 坤 周 秋 陳 春
（惠州市金百澤電路科技有限公司，廣東 惠州 516083）
（深圳市金百澤電子科技股份有限公司，廣東 深圳 518000）

面對日益激烈的市場競爭,精益生產(chǎn)作為一種提高質(zhì)量降低成本的管理方法正受

精益生產(chǎn)；價值流圖；改善

1 前言

精益改善是利用現(xiàn)有的設(shè)備、人員、材料，通過對現(xiàn)場布局、作業(yè)方式、物流配送的優(yōu)化，以達到提高效率、降低勞動強度、提升產(chǎn)品品質(zhì)的目的。精益改善是精益生產(chǎn)在微觀生產(chǎn)領(lǐng)域里行之有效的辦法。只有在生產(chǎn)過程中的每一環(huán)節(jié)做到最優(yōu)、最簡，才能使整個生產(chǎn)系統(tǒng)形成精益生產(chǎn)模式。

近年來，隨著國內(nèi)印制電路板（PCB）行業(yè)的迅猛發(fā)展，公司的生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模也得到了很大的提高和改善，企業(yè)產(chǎn)值連年攀升，但公司利潤并未見同步增長，為了提升企業(yè)在市場中的競爭力，公司決定引入精益生產(chǎn)理念，運用價值流圖析技術(shù)對其中的某些生產(chǎn)系統(tǒng)進行精益改善，從而減少浪費、提高效益，增強其競爭優(yōu)勢。

價值流圖析是將現(xiàn)場觀察到的生產(chǎn)流中物料和信息的流動情況用簡圖描繪下來， 圖中用增值時間和周期時間表示時間線片段，用于生產(chǎn)過程中的時間分析，增值時間是指產(chǎn)品處于加工狀態(tài)的時間，周期時間是指該工序的總時間，從來料至交付。通過對其進行分析找出不增值的原因，進而提出改進方案。價值流分析注重在一個產(chǎn)品的價值增值過程 ，剔除不創(chuàng)造價值的過程，避免時間、人員和物料等資源的浪費。價值流管理就是先繪制價值流圖，通過對價值流圖分析來發(fā)現(xiàn)并消除浪費、降低成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。

2 工藝流程分析

工藝流程分析是為了弄清產(chǎn)品的整個生產(chǎn)加工過程，也是實施精益改善的基本前提。通過對公司整個生產(chǎn)流程進行分析，我們可以得到如圖1的高階價值流圖。

圖1 部分生產(chǎn)線高階價值流圖

根據(jù)圖1的高階價值流圖，可繪制出各工序的周期時間柱狀圖，見下圖2，圖2中橫軸是工序名稱，縱軸代表周期時間，單位為分鐘。

從圖1可知，層壓工序的周期時間明顯比其他工序周期時間長很多，因此需要展開流程的梳理。

3 層壓工序價值流圖分析與改善

3.1 層壓工序價值流現(xiàn)狀分析

價值流圖析是將現(xiàn)場觀察到的生產(chǎn)流中物料和信息的流動情況用簡圖描繪下來，并對其進行分析找出不增值的原因，進而提出改進方案。價值流分析注重在一個產(chǎn)品的價值增值過程 ，剔除不創(chuàng)造價值的過程，避免時間、人員和物料等資源的浪費。

層壓工序主要是將銅箔（Copper Foil）， PP膠片（Prepreg）與棕化處理（Oxidation）后的內(nèi)層線路板，通過熱壓的方式壓合成多層板，壓合后再鉆孔沉銅，就能實現(xiàn)層與層之間的電氣互連。層壓工序的加工過程從來料接收、棕化檢板、PP開料、沖孔、疊板、熱熔鉚合、開銅箔、排版、回流線、熱壓、冷壓、拆板撕邊、測板厚、打靶等多道工序，每道工序都有嚴格的工藝要求。

首先對該工序進行詳細的觀察和測量，測出層壓工序各操作單元的加工時間。

按公司的實際情況，繪制出層壓工序的價值流現(xiàn)狀圖，如下圖2。各工位間的右向箭頭表示推動生產(chǎn)，兩種信息流用不同方式的細線 箭頭表示（直線表示人工信息流，折線表示電子信息流）。

從圖2中不難發(fā)現(xiàn)，層壓工序的增值時間為22080s，而該工序的周期時間為33060s，增值時間僅約占全部時間的66.79%。如果只是從是否增值的角度考察企業(yè)的生產(chǎn)過程，很顯然這樣的增值比例表明企業(yè)習(xí)以為常的運營方式中存在一定的浪費。除此之外，由層壓工序的價值流現(xiàn)狀圖還可以看出，公司的生產(chǎn)線是典型的推動式生產(chǎn)線，其生產(chǎn)過程勢必存在等待、在制品庫存過大和迂回搬運等浪費活動。層壓工序價值流現(xiàn)狀圖中所暴露出來的問題，很大程度上影響到了公司的市場競爭力，并成為其精益生產(chǎn)道路上的主要障礙。因此，層壓工序的精益改善勢在必行。

圖2 層壓工序的價值流現(xiàn)狀圖

3.2 層壓工序改善方案

由層壓工序的工藝流程及價值流現(xiàn)狀圖的分析可以看出，層壓工序主要存在些問題：（1）棕化前的待產(chǎn)比較多；（2）棕化與PP開料串聯(lián)影響周期時間；（3）FMEA項目不足；（4）疊板效率沒有標準；（5）拼板搭配有待提升；（6）排板用的鋼板數(shù)量不足；（7）層壓設(shè)備利用不足；（8）出勤未與產(chǎn)出掛鉤。

根據(jù)層壓工序存在的問題，應(yīng)用精益生產(chǎn)有關(guān)理論和方法，提出具體的改善方案。

3.2.1 棕化流程分析與改善

棕化的目的主要是增強內(nèi)層銅箔表面的粗化度，進而提高環(huán)氧樹脂與內(nèi)層銅箔之間的結(jié)合力。另一方面，通過在裸銅表面產(chǎn)生一層致密的鈍化銅層，以減少層壓時高溫高壓條件下液態(tài)樹脂中胺類對銅面造成的不良氧化或其它污染。 棕化流程又分為七個作業(yè)單元：（1）看計劃、確認進度，工序時間為300s；（2）尋板件，工序時間為60s；（3）拉板件，工序時間為60s；（4）放板件，工序時間為1200s；（5）棕化工序時間為420s；（6）接板工序時間為1200s；（7）搬運工序時間30s。

其中，1-4作業(yè)單元會影響棕化前等待放板時間，為此，可通過目視化管理，貼上交期標識，根據(jù)不同交期將板料放在指定區(qū)域，由班長做規(guī)劃，放板人員執(zhí)行，放板人員根據(jù)交期拉板件放板，這樣可以減少看計劃、確認進度、尋板件時間，以降低棕化前等待放板時間；對放板和接板作業(yè)單元，我們可以指定作業(yè)指導(dǎo)書，使其時間標準化。在搬運作業(yè)單元，由于L型車與接板處存在高度差，員工彎腰多，需調(diào)整L型車高度，使其成直角布局。

3.2.2 疊板流程分析與改善

疊板流程主要是將PP片與電路板對位固定，可劃分成八個作業(yè)單元：（1）拉料，工序時間為60s；（2）看流程卡工序時間為30s；（3）拉料工序時間為90s；（4）疊板工序時間為2340s；（5）搬運工序時間為30s；（6）鉚合、熱熔工序時間為1800s；（7）預(yù)疊工序時間為1200s；（8）搬運工序時間為60s。在拉料部分，棕化與PP是開料串聯(lián)的，這樣會影響周期，可改善為PP開料后拉板，串聯(lián)改為并聯(lián)，可使等待時間降低0.5h；疊板由于看檔案號信息時間久，建議將檔案號調(diào)大；鉚合、熱熔可調(diào)成多批次轉(zhuǎn)工，加快流程，以降低等待時間；在預(yù)疊部分，疊板暫存超1H需內(nèi)部調(diào)整人力及管理人工效率，指出需由后工位發(fā)出。

3.2.3 排板流程分析與改善

排板是將已疊好的板，排板可劃分為五個作業(yè)單元：（1）拉料，工序時間為30s；（2）開銅箔，工序時間為180s；（3）準備底盤、鋼板、牛皮紙，工序時間為60s；（4）排板，工序時間為4320s；（5）出板，工序時間為720s。拉料時，可加快轉(zhuǎn)工頻率，以提升整體流速；疊板時與開銅箔同時進行，可降低等待時間；鋼板數(shù)量的不足，會影響到排板，進而增加設(shè)備的閑置時間，對鋼板數(shù)量進行評估，確定合理的鋼板數(shù)量，降低鋼板不足的設(shè)備閑置。在排板和出板部分，制定出操作標準，張貼工位上，并對員工進行培訓(xùn)，在就餐時間時進行連續(xù)作業(yè)增加儲料架庫存，提升壓機利用率。

3.2.4 層壓工序分析與改善

層壓工序主要是將銅箔（Copper Foil），PP膠片（Prepreg）與棕化處理（Oxidation）后的內(nèi)層線路板，通過熱壓的方式壓合成多層板，該工序可劃分為六個作業(yè)單元：（1）調(diào)程序，工序時間為60s；（2）拉料工序時間為180s；（3）進爐工序時間為120s；（4）壓合工序時間為10800s；（5）拉料工序時間為180s；（6）板子回流工序時間為1800s。在壓合部分，無料待機時間久，導(dǎo)致設(shè)備閑置，鋼板數(shù)量的不足也使得待機時間久，應(yīng)提升排板疊板人工效率，并對鋼板數(shù)量進行評估，使儲料架上有銅板上壓機。

3.2.5 X-RAY工序分析與改善

X-RAY工序可劃分為六個作業(yè)單元：（1）板件暫存區(qū)，工序時間為1200s；（2）拉料，工序時間為30s；（3）校正，工序時間為120s；（4）輸入數(shù)據(jù)，工序時間為60s；（5）打靶，工序時間為1200s；（6）轉(zhuǎn)序工序時間為120s。在板件暫存區(qū)，將板件按優(yōu)先順序擺放，并貼上標簽；在拉料時均衡轉(zhuǎn)工，嚴禁卸料批量轉(zhuǎn)工；打靶作業(yè)制定作業(yè)操作標準（拿板、調(diào)程序等動作），張貼工位上，并培訓(xùn)工人。

3.3 層壓工序價值流未來狀態(tài)圖分析

經(jīng)過一系列的改善后，層壓工序的未來價值流圖如圖3所示。

將改善的問題點和改善方案進行匯總，可以得到如下表1的優(yōu)化檢討結(jié)果。

圖3 層壓工序未來價值流圖

4 改善效果

通過前期全面的調(diào)研以及對各個方面進行的分析、討論，最終確立了改善的方案。在各相關(guān)崗位和改善區(qū)員工的配合下改善，方案得到了很好的實施，最終取得了良好效果。

對比價值流現(xiàn)狀圖和未來狀態(tài)圖，可以看出，經(jīng)過一系列措施，改善前后的對比數(shù)據(jù)如表4.1所示。其中，增值比=增值時間/周期時間×100%，則：改善前增值比=22080/33060×100%=66.79%；改善后增值比=23180/28180× 100%=82.26%。

從表2看出，整個生產(chǎn)周期都有了明顯的改善，增值比提升了15.47%。

5 結(jié)論

實現(xiàn)精益生產(chǎn)管理，最基本的一條就是消除浪費，本文利用價值流圖找出層壓工序中存在的問題，繼而應(yīng)用精益生產(chǎn)的有關(guān)理論和方法進行改善，最終使層壓工序的生產(chǎn)得到優(yōu)化，整個生產(chǎn)線變得順暢而緊湊，生產(chǎn)

表1 層壓流程優(yōu)化檢討結(jié)果

表2 改善前后對比

精益改善作為在微觀領(lǐng)域內(nèi)推行精益生產(chǎn)一種的方式，是從現(xiàn)場實際出發(fā)，應(yīng)用一些專業(yè)工具和方法對一些不合理、不方便、不必要的問題或現(xiàn)象進行改善。改善的目的就是降低成本、提高效率、縮短生產(chǎn)周期，在工序內(nèi)保證品質(zhì)并降低一線作業(yè)員的勞動強度。本次精益改善活動對推行精益生產(chǎn)具有一定借鑒和指導(dǎo)意義。

[1]邁克·魯斯,約翰·舒克. 價值流圖析[M]. 人民交通出版社, 1999.

[2]劉勝軍. 精益生產(chǎn)——現(xiàn)代IE[M]. 海天出版社, 2003.

[3]王建罡. 精益生產(chǎn)在制造企業(yè)中的實施研究[J]. 華中科技大學(xué)工商管理系, 2008.

[4]李文杰,徐克林. 基于價值流圖析的精益生產(chǎn)研究[J]. 機電設(shè)備, 2009(1).

李坤，精益革新部主管，多年P(guān)CB精益管理經(jīng)驗。

Lean improvement based on value stream mapping

LI Kun ZHOU Qiu CHEN Chun

In face of increasingly fierce market competition, as a better quality, lower cost management method, lean production draws more and more attention. This paper mainly uses the value stream mapping technique to analyze the PCB laminating production lines, in order to effectively improve the production cycle, work in process inventory and value-added time etc., so as to eliminate waste, reduce costs, optimize allocation of resources, improve level of operation management purposes.

Lean Production; Value Stream Mapping; Improvement

TN41

A

1009-0096（2015）03-0224-05

到越來越廣泛的關(guān)注。本文運用價值流圖析技術(shù)對PCB印刷電路板層壓工序生產(chǎn)線進行分析研究,使該產(chǎn)品在生產(chǎn)周期、在制品庫存及增值時間等方面得到有效改善,從而達到消除浪費、降低成本、優(yōu)化資源配置、提高運作管理水平的目的。