精益生產(chǎn)在多品種小批量生產(chǎn)方式中的應(yīng)用分析

王春弟

摘要：本課題基于精益生產(chǎn)理論，通過研究蝸輪這種多品種小批量零件的生產(chǎn)模式，分析原有生產(chǎn)模式所帶來的弊端。最后嘗試用精益生產(chǎn)理論對原有的生產(chǎn)模式進(jìn)行改善，以探索出一條高效、低成本的精益生產(chǎn)模式。

關(guān)鍵詞：精益生產(chǎn)；多品種；小批量；蝸輪；改善

引言

當(dāng)今的消費市場，消費者都十分看重商品的質(zhì)量、價格、交貨期，期待自己所購買的商品質(zhì)量好、價格便宜、及時購入。精益生產(chǎn)方式正是研究如何以低成本生產(chǎn)出及時的好產(chǎn)品的一門管理技術(shù)。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式往往只關(guān)注單個工位的生產(chǎn)情況，零件從原料至成品的生產(chǎn)過程中缺乏緊密的關(guān)聯(lián)，造成產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、計劃管理困難、生產(chǎn)現(xiàn)場混亂、庫存堆積等問題。

本課題基于生產(chǎn)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，運用精益生產(chǎn)手法，對生產(chǎn)節(jié)拍、工位布置、均衡化生產(chǎn)等改善點進(jìn)行分析和優(yōu)化，探索出一條合適的精益生產(chǎn)模式，提高了蝸輪零件的生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本，增強(qiáng)了產(chǎn)品的競爭力。

一、蝸輪生產(chǎn)模式現(xiàn)狀

蝸輪是蝸桿減速機(jī)的核心零件，我司的蝸桿減速機(jī)約有10種蝸輪（如RV50、RV63等等），每種蝸輪約有13個速比（如RV50-7.5、RV50-10等等），故蝸桿減速機(jī)約有130個蝸輪品種。根據(jù)生產(chǎn)計劃，常用蝸輪約100至200件/批次，不常用蝸輪小至5件/批次，故蝸輪在我司屬典型的多品種小批量零件。

蝸輪的生產(chǎn)工序如下：精車一、精車二、磨外圓、滾齒形。如圖1.1，大致可劃分為半成品加工區(qū)和滾齒區(qū)

從毛坯至成品的生產(chǎn)模式簡介如下：如圖1.1，在半成品加工區(qū)，A工位取毛坯件（單一速比的毛坯，如RV50-7.5毛坯），完成精車一的裝夾，同--時拆卸精車一的半成品，開動機(jī)床，進(jìn)行精車一工序加工；轉(zhuǎn)向精車二，完成精車二的裝夾，同時取出精車二的半成品，開動機(jī)床，進(jìn)行精車T序加工；B接收精車二的半成品后進(jìn)行外圓磨裝夾，同時取出外圓磨的半成品，放置在半成品框。半成品由轉(zhuǎn)運工運至滾齒區(qū)，c取出轉(zhuǎn)運完成的半成品，完成滾齒的裝夾，加工完成后放入成品框。

取RV30、RV40、RV50、RV63蝸輪型號作為研究對象。根據(jù)不同型號，蝸輪生產(chǎn)模式有兩種：1）、RV30、RV40方案；2）、RV50、RV63方案。生產(chǎn)節(jié)拍、工位配置如下表1.1（單位：s）

二、蝸輪生產(chǎn)模式現(xiàn)狀分析

前文已將蝸輪的生產(chǎn)模式進(jìn)行簡要說明，分析如下

由表2.1可總結(jié)出蝸輪生產(chǎn)模式存在以下幾個問題：

1、操作人員設(shè)置不合理

以RV50-10數(shù)據(jù)為例，精車一、精車二雖然已是一人雙機(jī)，但是這兩道工序的機(jī)加時間較長（最長98s），裝夾時間較短（兩次裝夾約35s），即分別完成兩道工序的手動裝夾后還有時間（約40，剔除部分檢驗等其他時間）是等待的。

磨外圓為一人單機(jī)，該工序的機(jī)加時間較長（110s），手動時間較短（25s），即分別完成該工序的手動裝夾后還有時間（約50s，剔除部分檢驗等其他時間）是等待的，故此處人員配置不合理（等待浪費）。

2、工序間生產(chǎn)節(jié)拍不平衡，中間半成品庫存掩蓋問題

由表可知，滾齒工序的加工時間相比于其他工序要長（瓶頸工序），這會導(dǎo)致個工序之間節(jié)拍差異較大（如RV050-10生產(chǎn)節(jié)拍A：B：C=1：1：1.6）。需技術(shù)人員設(shè)計工裝夾具縮短機(jī)加時間，讓滾齒與其他工序之間節(jié)拍相近

以RV50-10數(shù)據(jù)為例，A加工16件、B加工16件、C加工10件，那么A、C每做16件就會有6件會作為庫存堆積在滾齒工序的前面，所以滾齒前必定會有中間庫存。

3、單個速比生產(chǎn)周期長

由于單次生產(chǎn)僅加工一種速比的蝸輪，單個速比生產(chǎn)周期長，造成蝸輪生產(chǎn)計劃存在波峰波谷，無法靈活應(yīng)對客戶需求，僅能通過制造成品庫存（萬惡之源），以響應(yīng)貨期的需求。

三、精益生產(chǎn)在蝸輪生產(chǎn)的應(yīng)用分析

針對以上問題，分別提出改善對策：

1、“多能工、少人化”布置

由于滾齒工序是生產(chǎn)線上的瓶頸工序，一天所生產(chǎn)蝸輪的件數(shù)則由滾齒工序決定。那么，如果能將A、B操作者用一人代替，即1人開車一、車二、數(shù)磨，雖然加工時間會加長，但始終小于滾齒的加工時間，也就是說，合并調(diào)整后不是生產(chǎn)線的瓶頸，所以，理論上是不會對生產(chǎn)造成大的影響，但是卻能通過“多能工、少人化”降低生產(chǎn)成本。

2、均衡化生產(chǎn)

均衡化生產(chǎn)就是將要生產(chǎn)的產(chǎn)品的種類和數(shù)量從總體上進(jìn)行平均化。是一種靈活應(yīng)對市場需求，降低庫存，降低成本的生產(chǎn)方式。

針對RV50、RV63方案，可以通過解決精車工序的調(diào)機(jī)問題，令其生產(chǎn)出不同速比的蝸輪，如圖3.1，通過修改精車一、精車二的程序，同時優(yōu)化裝夾工裝，令A(yù)工位上一件加工RV50-10，下一件加工RV50-15，這樣流轉(zhuǎn)至滾齒的蝸輪則有兩個品種，B工位可用兩臺滾齒機(jī)加工兩種蝸輪，故單一速比的蝸輪可縮短一半的生產(chǎn)周期。具體方案如下表：

D、方案簡述

3.1蝸輪線均衡化生產(chǎn)方案簡圖

2）、方案分析

以上方案已完成試行，原來三人組成的生產(chǎn)線改為兩人，生產(chǎn)節(jié)拍趨于平衡，操作者的工作也比較緊湊。

另外，均衡化方案減少了中間庫存（本方案趨于單件流），減少了維護(hù)這些庫存的管理工作，同時容易暴露不良狀況，迫使管理人員及時解決問題，而不是靠庫存去掩蓋問題。

對于RV50、RV63均衡化方案，能同時加工兩種速比，縮短了蝸輪的生產(chǎn)周期，可快速響應(yīng)多品種小批量的市場需求。

3、持續(xù)改善。減少瓶頸工序的時間

瓶頸工序決定了蝸輪的生產(chǎn)周期和產(chǎn)量，故集中技術(shù)力量對這個工序進(jìn)行工藝優(yōu)化，對加強(qiáng)產(chǎn)品競爭力有重要意義。滾齒工序內(nèi)容分為：打字碼、裝夾工件、手動去毛刺、滾齒。

可通過工裝夾具的改善來減少瓶頸工序的時間。例如：通過自動去毛刺工裝減少去毛刺時間。如圖，通過設(shè)計自動去毛刺工裝，在滾削蝸輪的同時，自動清除將被滾削出來的毛刺。

4、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)

新的生產(chǎn)模式要求A工位進(jìn)行多個復(fù)雜的工位內(nèi)容，這對員工技能要求偏高，且工位復(fù)雜易出現(xiàn)生產(chǎn)異常。故可考慮將一些復(fù)雜的動作，如調(diào)機(jī)、試加工等技能要求較高的工位內(nèi)容劃分出來，搭建專人調(diào)機(jī)的生產(chǎn)模式，A工位只需負(fù)責(zé)拆裝工件，完成簡單的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。這樣既可節(jié)省人工成本，又能減少生產(chǎn)異常，使品質(zhì)趨于穩(wěn)定。