基于精益生產(chǎn)的線束產(chǎn)品生產(chǎn)過程改進(jìn)

周娜+舒帆+宓為建

摘要：為降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)精益生產(chǎn)水平，以某企業(yè)線束生產(chǎn)線為研究對象，運用約束理論、ECRS原則等工作研究相關(guān)方法進(jìn)行問題分析.通過調(diào)整工位作業(yè)內(nèi)容，改進(jìn)完成品的運輸方式，取得減少生產(chǎn)區(qū)域人員數(shù)量、縮短操作人員空閑時間、提高綜合人員效率的效果.研究方法對減少員工數(shù)量和提高生產(chǎn)效率具有借鑒作用.

關(guān)鍵詞： 精益生產(chǎn)； 工作研究； 約束理論； 循環(huán)取貨

中圖分類號： F406.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract： In order to reduce production cost of enterprises and improve the level of lean production of enterprises， the wire harness production lines of an enterprise are studied， and the existing problems are analyzed by workstudy methods （e.g.， the theory of constraints and the ECRS principles）. The operated objects of working stations are adjusted and the transport mode of finished products is improved. As a result， the number of operators is reduced in the working area， the idle time of operators is reduced， and the efficiency of the staff is improved. The method can provide reference for reducing the number of employees and improving production efficiency.

Key words： lean production； workstudy； theory of constraint； milk run

0 引 言

在產(chǎn)品多樣化、競爭愈加激烈的大環(huán)境下，我國制造業(yè)的發(fā)展正面臨環(huán)境、物質(zhì)資源、人力資源等諸多因素制約.作為世界制造工廠的中國，只有消化、吸收國外先進(jìn)生產(chǎn)方式，轉(zhuǎn)變我國制造業(yè)的發(fā)展模式，才能保障我國在全球的經(jīng)濟(jì)地位.

精益生產(chǎn)是將生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東西精簡，即消除各種浪費，最終使各方面達(dá)到最好的一種生產(chǎn)管理方式.因此，近年來精益生產(chǎn)受到眾多學(xué)者的關(guān)注.周武靜等[1]基于資源基礎(chǔ)理論探討精益生產(chǎn)組成要素之間的關(guān)系；陳陽波等[2]結(jié)合某游艇公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀，結(jié)合編程軟件與Excel數(shù)據(jù)庫，開發(fā)了精益生產(chǎn)管理系統(tǒng)；牛占文等[34]構(gòu)建了基于精益生產(chǎn)的制造業(yè)企業(yè)管理創(chuàng)新模式、生產(chǎn)系統(tǒng)精益管理導(dǎo)入效果評價指標(biāo)體系和基于時間熵的評價模型；張公一等[5]利用 SERVQUAL方法，建立了基于精益六西格瑪?shù)姆?wù)業(yè)質(zhì)量管理評價指標(biāo)體系；韓曙光等[6]基于電子看板構(gòu)建了總成本最小的可分割式物料配送模型，并利用Lingo編程求解，用于指導(dǎo)倉儲部門進(jìn)行物料的配送；黃鵬鵬等[7]針對染布車間生產(chǎn)流程出現(xiàn)的問題，基于精益生產(chǎn)運用工業(yè)工程常用的改善技術(shù)，提出了對工序、工具、人機(jī)等3個方面的改善意見.

由此可見，對于精益生產(chǎn)的研究大多集中在理論系統(tǒng)方面，相關(guān)理論方法的應(yīng)用研究顯得不足.同時，已有的研究多針對已暴露的問題強(qiáng)調(diào)如何使用精益優(yōu)化方法，然而現(xiàn)實生產(chǎn)中明顯暴露出的問題猶如冰山一角，因此如何挖掘暗藏的問題對提高企業(yè)的精益生產(chǎn)水平顯得非常重要.

本文以D企業(yè)A5工廠的線束生產(chǎn)線為研究對象，對表面上看起來不存在問題的生產(chǎn)過程，以綜合人員效率精益指標(biāo)的影響因素分析為切入點挖掘問題，運用工作研究相關(guān)方法分析現(xiàn)場問題，調(diào)整工位作業(yè)內(nèi)容，改進(jìn)完成品運輸方式，以期取得減少生產(chǎn)區(qū)域人員數(shù)量、縮短操作人員空閑時間、提高綜合人員效率的效果.

1 線束生產(chǎn)精益指標(biāo)的影響因素

A5工廠一直是D企業(yè)精益生產(chǎn)的樣板工廠，經(jīng)過10多年精益生產(chǎn)系統(tǒng)再造和革新，在制品庫存、質(zhì)量、生產(chǎn)效率等方面均有不同程度的改善，是D企業(yè)的其他工廠學(xué)習(xí)的“榜樣”.在這樣的背景下，基于精益生產(chǎn)對A5工廠進(jìn)行問題挖掘，尋找改進(jìn)空間，旨在進(jìn)一步提高精益水平.

線束產(chǎn)品進(jìn)入批量生產(chǎn)階段之后，整個生產(chǎn)流程被細(xì)化成多個工序以提高作業(yè)效率.然而，工序的拆分是否恰當(dāng)、人員的安排是否合適、場地的布置是否合理等問題往往都需要根據(jù)經(jīng)驗判斷，很難定量地描述一條生產(chǎn)線是否達(dá)到了精益狀態(tài).為此，本文提出用綜合人員效率衡量一條生產(chǎn)線的精益水平.綜合人員效率的計算公式為

式中：To為在一個生產(chǎn)過程中因走動、等待和其他原因而浪費的時間.

因此，縮短生產(chǎn)一個完成品所需要的實際時間最有效的方法就是減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各種時間浪費.走動浪費和等待浪費是生產(chǎn)過程中存在的兩大主要時間浪費.走動浪費出現(xiàn)的主要原因在于生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)各工作點之間距離不恰當(dāng)，作業(yè)員需要長距離地往返于幾個工作點之間.等待浪費出現(xiàn)的主要原因在于生產(chǎn)線上各工序的作業(yè)時間不均衡，部分工序操作人員需要等待其他工序完成作業(yè).

綜上所述，提高生產(chǎn)線的精益程度要從提高綜合人員效率出發(fā)，而提高綜合人員效率的有效方法是減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的走動和等待浪費.

2 甄別線束生產(chǎn)中的浪費

甄別生產(chǎn)現(xiàn)場的浪費可利用的方法有：工作抽樣法、連續(xù)觀測法和預(yù)定動作時間標(biāo)準(zhǔn)法.本文研究對象（線束）已批量生產(chǎn)，用工作抽樣法耗時短，且可以清楚地辨識出每個作業(yè)員在生產(chǎn)過程中的實際情況，因此采用工作抽樣法對一條線束生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析.為充分挖掘生產(chǎn)現(xiàn)場浪費根源，將作業(yè)員在線束生產(chǎn)過程中的動作進(jìn)行分類，見圖1.

根據(jù)動作分類，對一條線束生產(chǎn)線進(jìn)行為期5 d的抽樣觀察.在第1天進(jìn)行試抽樣，得到生產(chǎn)線的實際作業(yè)率P為76.37%，取精確度E=3%（即在假設(shè)抽樣結(jié)果的置信區(qū)間為95%的條件下，抽樣結(jié)果的誤差為±3%），將其代入n=4p（1-p）/E2計算出抽樣次數(shù)n=200.

在統(tǒng)計完隨后4 d的抽樣結(jié)果后，通過E=2（p（1-p）/n）1/2得到抽樣結(jié)果的實際誤差E=1.6%.統(tǒng)計得到各類動作在生產(chǎn)過程中的時間分布，見圖2.

由圖2可知，等待浪費占整個生產(chǎn)過程中動作時間的4.99%，走動浪費占0.99%.由此可見，線束生產(chǎn)過程中占比最大的浪費來源于等待.為解決這個問題，需要對生產(chǎn)現(xiàn)場各工位的作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行平衡，使作業(yè)時間均衡化.

3 線束生產(chǎn)線時間

A5工廠共有17條線束裝配生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線有28個作業(yè)員（見表1），其中：SUB1～SUB11負(fù)責(zé)線束預(yù)裝工作；ABGKIT1和ABGALRO負(fù)責(zé)線束某一重要部件的單獨生產(chǎn)、檢測工作；FA1～FA12負(fù)責(zé)線束總裝工作；ALRO1，ALRO2和ALRO3負(fù)責(zé)線束完成品檢測工作.對每個作業(yè)員在一個生產(chǎn)周期內(nèi)的作業(yè)、等待情況重復(fù)測量15次，計算測量結(jié)果的離散度.由圖3可得，測量結(jié)果的可信度為5%，即測量結(jié)果可以覆蓋95%的實際生產(chǎn)情況.

線束生產(chǎn)線上各作業(yè)員平均單位作業(yè)時間和等待時間見表1.

根據(jù)表1可得線束生產(chǎn)過程的平衡墻，見圖4.

由圖4可知，線束生產(chǎn)裝配節(jié)拍為120 s，前25個工位的作業(yè)時間相差不大，等待集中在生產(chǎn)裝配線的最后3個作業(yè)員ALRO1，ALRO2和ALRO3.ALRO1和ALRO2在同一個工位上工作，ALRO3所在工位是ALRO1和ALRO2的復(fù)制工位，這兩個工位在1個循環(huán)周期內(nèi)可完成1.5個產(chǎn)品.這3個作業(yè)員的工作是對裝配完成下線后的線束進(jìn)行檢驗，根據(jù)檢驗速度與裝配節(jié)拍的差距，3個作業(yè)員的平均等待時間之和為139 s.

通過進(jìn)一步測量可知，ALRO1，ALRO2和ALRO3實際等待時間為157 s，這是由其后續(xù)的TR作業(yè)（打包、裝箱、運輸）操作時間長造成的.TR作業(yè)是將通過檢驗的線束進(jìn)行打包裝箱，裝滿4箱（每箱12件）后用托盤將其運送到完成品倉庫，全程由1人操作.打包裝箱1件完成品平均耗時113 s，運輸1托盤完成品平均耗時620 s，因此1件完成品TR作業(yè)平均時間為（620+12×4×113）/（12×4）≈126 s.

由于TR作業(yè)時間大于線束裝配節(jié)拍，所以從檢測工位流出的線束產(chǎn)品漸漸堆滿了完成品暫存區(qū)，導(dǎo)致檢測工位無法繼續(xù)工作，進(jìn)而影響前面的裝配作業(yè)，以至影響整條生產(chǎn)線的效率.其他16條線束生產(chǎn)線打包點也存在同樣的問題.由此可見，TR作業(yè)成為提高線束生產(chǎn)效率的瓶頸，因此生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)綜合人員效率可以通過改善TR作業(yè)過程得以提升.

4 線束完成品TR作業(yè)改進(jìn)

4.1 改進(jìn)措施

（1）調(diào)整TR作業(yè)內(nèi)容.

主要依據(jù)“ECRS”四大原則[8]進(jìn)行改進(jìn).“ECRS”指：Eliminate（取消不必要的動作）、Combine（合并）、Rearrange（重新排列）、Simplify（簡化復(fù)雜動作）.

TR作業(yè)主要由打包、裝箱、運輸?shù)?個相互獨立的部分組成，通過重新排列將打包和裝箱作業(yè)安排給前面的檢測工位完成.

（2）TR運輸方式改為循環(huán)取貨.

將線束完成品的打包和裝箱作業(yè)安排檢測工位后只剩下搬運工作，所需作業(yè)時間大大減少.因此，線束產(chǎn)品的搬運工作可以改由專門的物流人員負(fù)責(zé)，實行循環(huán)取貨（見圖5），即每名搬運人員不再只負(fù)責(zé)1條生產(chǎn)線，而是按從1#生產(chǎn)線到17#生產(chǎn)線的順序取貨，裝滿1托盤（4箱）后運送到完成品放置區(qū)，再進(jìn)行循環(huán)取貨.

設(shè)計1名合格工人模擬循環(huán)取貨過程10次，可得10次平均循環(huán)時間為960 s，根據(jù)裝配線的節(jié)拍120 s，需要物流人員2.83（960÷（4×12）÷（120÷17））人，即3人.

通過上述調(diào)整，TR作業(yè)不再是提高生產(chǎn)效率的瓶頸，每條生產(chǎn)線取消了1個作業(yè)員（17條線共17人），增加了3位專門負(fù)責(zé)運輸?shù)奈锪魅藛T，整體上減少了14人.

4.2 改進(jìn)效果分析

生產(chǎn)線的節(jié)拍是120 s，通過調(diào)整TR作業(yè)內(nèi)容以及采用完成品循環(huán)取貨的物流模式，17條生產(chǎn)線只需要3位物流人員，比改進(jìn)前減少了14人，對應(yīng)的車輛也減少了14輛，A5車間線束生產(chǎn)線優(yōu)化后綜合人員效率提升了2.92%，見表2.

根據(jù)D企業(yè)財務(wù)計算得到2014年平均每位作業(yè)員的用工成本為9.6萬元，減少14人共節(jié)省134.4萬元.

5 結(jié)束語

以D企業(yè)A5工廠線束生產(chǎn)線為研究對象，以綜合人員效率精益指標(biāo)影響因素分析為切入點，通過運用平衡墻、工作抽樣調(diào)查法、ECRS原則等工作研究相關(guān)方法分析問題，調(diào)整工位作業(yè)內(nèi)容，利用循環(huán)取貨對完成品的物流運輸方式進(jìn)行改進(jìn)，取得減少生產(chǎn)區(qū)域人員數(shù)量、縮短操作人員空閑時間、提高綜合人員效率的效果.本文的研究方法對企業(yè)實施精益生產(chǎn)、減少員工數(shù)量、提高生產(chǎn)效率具有借鑒作用.

參考文獻(xiàn)：

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（編輯 賈裙平）