基于價值流的熱縮管生產(chǎn)線精益改善*

王津申 周炳海

（同濟大學(xué) 機械與能源工程學(xué)院 上海201804）

熱縮管最早是由美國上世紀(jì) 50年代發(fā)明出來的一種革新性高分子材料，可以為電線、電纜和電線端子提供絕緣保護，具有高溫收縮、柔軟阻燃、絕緣防蝕等特性，廣泛應(yīng)用于各種線束、焊點、電感的絕緣保護和金屬管、棒的防銹、防蝕等。經(jīng)過五十多年的發(fā)展，目前熱縮管已衍生出多種多樣的型材，能夠滿足不同領(lǐng)域的產(chǎn)品需求。

1 工廠現(xiàn)狀

首先，T公司熱縮管生產(chǎn)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，高品質(zhì)的產(chǎn)品自然吸引更多的客戶，因此市場對于該產(chǎn)品的需求量也有了更高的要求。目前工廠產(chǎn)能已不能滿足市場需求，加班趕工為工廠現(xiàn)階段的生產(chǎn)常態(tài)。無序生產(chǎn)極易造成供應(yīng)商無法及時供貨，原有生產(chǎn)計劃經(jīng)常被打亂，從而導(dǎo)致無法及時交貨甚至訂單不得不被取消，最終給客戶及企業(yè)自身帶來不必要的損失。其次，由于產(chǎn)品主要面向歐美，日本等主要發(fā)達國家汽車行業(yè)客戶，產(chǎn)品更替快，其對工廠提出了縮短交貨期的需求。再次，競爭對手產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)能的提升，加之國內(nèi)物價及人力成本的上升，使得熱縮管產(chǎn)品的利潤空間被進一步壓縮，企業(yè)的效益逐年下滑。

為了更有力的應(yīng)對客戶的需求，提高企業(yè)競爭力，工廠需對現(xiàn)有熱縮管生產(chǎn)線進行分析并改善，消除生產(chǎn)環(huán)節(jié)的浪費，提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)能，縮短生產(chǎn)周期，提高人員利用率，大幅降低制造成本并滿足客戶需求，使得企業(yè)可以在激烈的市場競爭中立于不敗之地[1]。

熱縮管生產(chǎn)線主要涉及擠出、輻照、擴張、切割、成型、人工檢測、包裝等工序，如圖1所示。

圖1 熱縮管生產(chǎn)示意圖

2 現(xiàn)場分析

T公司的熱縮管生產(chǎn)車間與其他產(chǎn)品車間共享，目前分布于公司一、二層廠房內(nèi)。公司使用SAP系統(tǒng)對物料和生產(chǎn)計劃進行管理，實行按訂單計劃生產(chǎn)(Make to Order)的形式組織生產(chǎn)。

計劃員按照每周訂單情況下達工作令，各部門每日按工作令實施領(lǐng)料，投料及計劃生產(chǎn)任務(wù)。原料由外協(xié)采購，供貨周期為30天，每月備貨一次，備貨庫存量需滿足一個月的生產(chǎn)。每日從工廠發(fā)貨兩次至中轉(zhuǎn)倉，中轉(zhuǎn)倉每周發(fā)貨兩次至海外客戶。

2.1 節(jié)拍時間T/T及產(chǎn)線平衡率

以2016年上半年為基準(zhǔn)，熱縮管最高月需求長度880 000米，每月以工作21.75天計，即每日需求長度40 500米 (熱縮管生產(chǎn)線以盤作為流轉(zhuǎn)單位，每盤熱縮管長度5000米)。生產(chǎn)線每日3班，每班16人，每班工作時間為480分鐘。用餐時間20分鐘，班前5分鐘生產(chǎn)會議，中間休息時間5分鐘。則實際工作時間：T0=480-20-5-5=450分鐘，每日三班總生產(chǎn)時間：T1=450×3=1350分鐘。每米需要的時間：T2=(1350×60)/40500 = 2秒/米

當(dāng)前生產(chǎn)線共計8個工位，52道工序，根據(jù)各工位實際生產(chǎn)情況，利用作業(yè)測定的方法測量計算出每道工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間，并且查找和測定其他各項目的實際情況，例如半成品停滯數(shù)量，搬運距離等[2]。把這些數(shù)據(jù)信息記錄到熱縮管生產(chǎn)線工序流程程序分析表（改善前）中，見表1。

表1 熱縮管生產(chǎn)線工序流程程序分析表(改善前)

當(dāng)前產(chǎn)線平衡率計算[3]：

平衡率=(各工序時間總和/(工作站數(shù)×瓶頸工序時間)) ×100%，即：

n=14.5/ (8×2.44) ×100%=74.28%

當(dāng)前工序工位的不合理組合安排，不適當(dāng)?shù)奈锪髀窂?，造成了?dāng)前產(chǎn)線平衡性較差以及過多的存儲等待時間，進而加大了在制品庫存量并導(dǎo)致較長的生產(chǎn)周期，使得生產(chǎn)線生產(chǎn)效率低下，無法按時完成客戶訂單。生產(chǎn)線當(dāng)前的節(jié)拍時間與周期時間如圖2所示。

圖2 節(jié)拍時間與周期時間(改善前)

2.2 價值流圖析

價值流圖析是指分析產(chǎn)品的主要流程所需要經(jīng)過的所有行動（包括增加價值的行動和不增加價值的行動），按照客戶的需求來定義價值，消除所有不增加價值的行動，按客戶需求拉動價值流，按照價值流重新組織全部生產(chǎn)經(jīng)營活動，并使價值流持續(xù)朝下流動，以實現(xiàn)精益化經(jīng)營[4]。

針對目前熱縮管生產(chǎn)線現(xiàn)狀，收集相關(guān)人員、設(shè)備、物料、加工方法、環(huán)境因素等信息，結(jié)合流程程序分析的結(jié)果及物料流路徑，對各相關(guān)因素進行綜合分析，利用價值流圖析技術(shù)，繪制目前價值流圖，識別生產(chǎn)過程中的浪費，找到可改善點并制定改善方案，如圖3所示。

2.3 目前問題

根據(jù)以上圖表和數(shù)據(jù)，可以看到目前生產(chǎn)線存在以下幾方面的問題：

1）瓶頸工序

生產(chǎn)線現(xiàn)有的產(chǎn)能不能完成月最高訂單量。P03/P04/P07工序的周期時間大于節(jié)拍時間，需要進一步降低以提高產(chǎn)能，應(yīng)對日益增長的客戶需求。

2）在制品庫存

由于P03/P07工位生產(chǎn)周期時間長，因此在P02及 P06工位造成半成品積壓，存在過量生產(chǎn)情況。另外各工序獨立生產(chǎn)，均存在在制品庫存，考慮縮小庫存量的可能性。

3）產(chǎn)線不平衡

通過計算，目前產(chǎn)線平衡率僅為74.28%，操作時間最短的工位為1.34秒，最長的為2.44秒。每個工位的操作時間差別大，人員利用率不平衡，容易導(dǎo)致員工抱怨、不滿等現(xiàn)象，降低工作積極性。

4）生產(chǎn)線布局不合理

P04至P05，P08至倉庫涉及一二層車間的搬運，物料搬運距離長（大于200米），工人需要步行較長的距離并乘坐貨梯運輸半成品，造成了搬運浪費?？紤]重新布局生產(chǎn)線，優(yōu)化物料流路線，減少浪費[5]。

5）人員浪費

P07為人工檢測工位，每日3班，每班8人，共需操作員工24名，檢測效率低且對公司的人力成本帶來很大的壓力?？紤]使用半自動或自動檢測設(shè)備替代部分人工以達到減員增效的目的。

6）原料供貨期長

目前原料供貨期為30天，且備料需一次性備足30天庫存，嚴(yán)重拉大了整個產(chǎn)品的交貨周期。應(yīng)對于目前靈活多變的市場，過多的原材料庫存使得公司產(chǎn)品生產(chǎn)的靈活性以及資金流動性降低。

圖3 生產(chǎn)線目前價值流圖

3 繪制未來價值流圖

根據(jù)以上分析，針對目前生產(chǎn)線所發(fā)現(xiàn)的問題，擬制定以下目標(biāo)：去除瓶頸工序，滿足客戶需求；減少在制品庫存；平衡生產(chǎn)線，提高人員利用率；合理化布局物料流，減少搬運浪費；精簡操作人員，降低企業(yè)運營成品；縮短原料供貨期，進一步縮短成品交貨期。繪制出未來價值流圖，如圖4所示[6]。

圖4 生產(chǎn)線未來價值流圖

4 實施改善方案

基于以上目標(biāo)，通過使用ECRS分析方法（取消、合并、調(diào)整順序、簡化），結(jié)合 5W1H提問技術(shù)制定如下改進方案[7]：

（1）P03、P04瓶頸工位為熱縮管生產(chǎn)線擴張、切割工位。從工序流程程序表中可以看到，位于擴張后的復(fù)繞工序，是為切割工位提供半成品繞線盤且所用工時較長，切割工位前期參數(shù)設(shè)置及調(diào)整也是耗費工時較長的工序。考慮將P03,P04工位合并，去除后道復(fù)繞工序，并將擴張、切割參數(shù)設(shè)定在設(shè)備運行初期一次性導(dǎo)入系統(tǒng)，減少中間周轉(zhuǎn)及設(shè)備調(diào)試的浪費，合并工位為新的P03。

（2）P07為所需工時及人工最多的瓶頸工序。根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)品檢測標(biāo)準(zhǔn)，引入自動化外觀檢測設(shè)備，削減人工，最大程度的提升生產(chǎn)效率。同時考慮增加外觀檢測設(shè)備的計數(shù)功能，替代原先位于P08工位的稱重工序，更加準(zhǔn)確快速的計算產(chǎn)品數(shù)量并用于包裝，改善后合并P07，P08為新的P06工位。

（3）重新布局生產(chǎn)線，原P05,P06,P07,P08工位位于工廠二層車間，距離前道工位距離較遠且需要搭乘貨梯，考慮優(yōu)化物料流路徑，重新布置生產(chǎn)線，將二層車間生產(chǎn)線全部搬至一樓車間，并重新規(guī)劃原一樓車間的生產(chǎn)線布局。

（4）減少在制品庫存。P02輻照工位與其它產(chǎn)品共享設(shè)備，考慮在其后的工位實施超市拉動系統(tǒng)，通過看板，最大程度的減少在制品庫存量。

（5）開發(fā)進口原材料國內(nèi)代理商，由代理商大批量采購備貨，將原先每月一次的海外進口訂單改為每周一次的國內(nèi)代理商采購訂單，減少原材料庫存，縮短采購周期以及降低斷料風(fēng)險。

通過實施以上改善，總工序數(shù)由 52個減少為39個，改善后的生產(chǎn)線工序流程程序分析表如表2所示，重新計算產(chǎn)線平衡率：

平衡率：n=(各工序時間總和/(工作站數(shù)×瓶頸工序時間)) ×100%

n= (9.924 /(6×1.98)) ×100%=83.5%

5 改善效果評價

從表1和表2的比較中可知，：

(1) 瓶頸工序時間減少18.9%

表2 熱縮管生產(chǎn)線工序流程程序分析表(改善后)

(2) 產(chǎn)線平衡率從74.28%提升到83.5%。

(3) 生產(chǎn)制造周期減少：

(31.42-13.34)/31.42×100%=57.5%

(4) 物料流距離縮短：

(803-260)/803×100%=67.6%

(5) 操作人員精簡：

(48-24)/48×100%=50%

(6) 在制品庫存減少：

(90 000-20 000)/90 000×100%=77.8%

(7) 日產(chǎn)能提升：

(41 000-33 000)/33 000×100%=24%改善后的節(jié)拍時間與周期時間，如圖5所示。

圖5 節(jié)拍時間與周期時間(改善后)

6 結(jié)語

精益生產(chǎn)方式既是一種以最大限度地減少企業(yè)生產(chǎn)所占用的資源、降低企業(yè)管理和運營成本為主要目標(biāo)的生產(chǎn)方式，又是一種理念、一種文化。以價值流圖析為平臺，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的浪費，并運用ECRS法則對生產(chǎn)線進行精益改善，可以消除浪費現(xiàn)象，提高生產(chǎn)效率。在日趨激烈的市場競爭中，低成本、高品質(zhì)永遠是企業(yè)保持競爭力的宗旨，而堅持精益改善則是提升企業(yè)競爭力的必要途徑。