基于全生命周期的整車制造效率提升策略

□ 孫亦炯

上海汽車集團(tuán)股份有限公司乘用車公司 上海 201804

1 研究背景

汽車作為我國新型支柱產(chǎn)業(yè),對經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有較大推動作用。汽車制造成本控制是汽車企業(yè)提高市場競爭力和利潤的重要手段,其中,人力成本主要采用單車生產(chǎn)工時和人均產(chǎn)量指標(biāo)來衡量。對汽車企業(yè)制造系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),提高生產(chǎn)效率,具有重要意義。以往的研究多注重于現(xiàn)場效率提高[1],筆者基于整車生命周期的多個階段對整車制造效率進(jìn)行分析,統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品的全生命周期,從多個維度共同提升整車制造效率,縮短整車生產(chǎn)工時[2]。通過某企業(yè)實(shí)踐表明,應(yīng)用基于全生命周期的整車制造效率提升策略,能夠有效提高生產(chǎn)效率,這一研究結(jié)果可以為汽車企業(yè)提高生產(chǎn)效率提供參考。

2 整車制造效率影響因素

單車生產(chǎn)工時由三部分組成:增值工時、非增值工時、損失工時,如圖1所示。精益產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以縮短增值工時,精益規(guī)劃可以縮短非增值工時,現(xiàn)場管理指標(biāo)體系和工具方法可以保證持續(xù)實(shí)施改善,提升飽和度與線平衡,同時縮短生產(chǎn)線開動等損失工時,三者共同作用,能夠提升整車制造效率[3]。

▲圖1 單車生產(chǎn)工時

通過對單車生產(chǎn)工時進(jìn)行分析,得到產(chǎn)品各階段整車制造效率的影響因素,見表1。

表1 整車制造效率影響因素

由以上分析可見,整車制造效率提升,需從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段開始關(guān)注,眾多汽車企業(yè)并未過多關(guān)注產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝規(guī)劃,僅從現(xiàn)場改善入手,往往達(dá)不到應(yīng)有的效果。

3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)優(yōu)化方法

最好的產(chǎn)品是沒有零件的產(chǎn)品,這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最高境界,表明用戶關(guān)心的是產(chǎn)品的功能和質(zhì)量,而非產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)形式。優(yōu)良的產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往可以在保證產(chǎn)品主體功能的前提下實(shí)現(xiàn)零件結(jié)構(gòu)與數(shù)量的優(yōu)化。產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)只占產(chǎn)品成本關(guān)鍵影響因素的5%,對產(chǎn)品的影響卻能夠占到70%。產(chǎn)品成本關(guān)鍵影響因素如圖2所示,可見產(chǎn)品全生命周期的早期階段非常重要[4]。

在傳統(tǒng)汽車行業(yè)中,采用增值工時作為衡量產(chǎn)品設(shè)計(jì)影響整車制造效率的核心指標(biāo)[5]。增值工時指進(jìn) 行焊接、涂膠、噴漆、安裝等增值工作的操作時間。結(jié)合某企業(yè)歷史項(xiàng)目中產(chǎn)品優(yōu)化的成功案例,主要從零件布置優(yōu)化、模塊化設(shè)計(jì)、零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化三個維度進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)增值工時優(yōu)化工作。具體優(yōu)化方法與實(shí)例見表2。

▲圖2 產(chǎn)品成本關(guān)鍵影響因素

表2 增值工時優(yōu)化

4 工藝規(guī)劃優(yōu)化方法

工藝規(guī)劃指對設(shè)備選型、作業(yè)流程編制、工藝實(shí)現(xiàn)方式等方面的綜合規(guī)劃[6],完善、合理的工藝規(guī)劃可以保證車間高效穩(wěn)定運(yùn)行。常規(guī)的工藝優(yōu)化方法有布局優(yōu)化、路徑規(guī)劃、工時平衡率改進(jìn)等,筆者主要從主線工時一致性與自動化兩個維度進(jìn)行分析。工藝規(guī)劃工時優(yōu)化方法見表3。

目前主流汽車生產(chǎn)模式為柔性化、多車型共線生產(chǎn),一條生產(chǎn)線同時生產(chǎn)多個車型。不同車型的造型、尺寸、平臺、工時各不相同,同車型的高低配版本、燃油車與混動車型的裝配工時差異同樣很大,會導(dǎo)致主線工時不一致,造成整車制造效率降低。

在產(chǎn)品更新迭代過程中,由于功能新增、客戶多樣化需求等,會在原有車型基礎(chǔ)上導(dǎo)入新車型,導(dǎo)致各主線工時溢出或個別工位工時縮短,從而使工時浪費(fèi)。提升各車型主線工時一致性,可以減少工時浪費(fèi)。主線工時一致性優(yōu)化如圖3所示。

表3 工藝規(guī)劃工時優(yōu)化方法

▲圖3 主線工時一致性優(yōu)化

傳統(tǒng)的汽車制造方式工藝復(fù)雜,工人操作不便,效率較低,并且存在操作失誤帶來安全隱患的風(fēng)險。通過自動化手段可以有效避免以上問題,在提前設(shè)置各類參數(shù)、調(diào)試設(shè)備后,只需相關(guān)人員進(jìn)行簡單的操作,便可以實(shí)現(xiàn)整車的制造。在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題時,應(yīng)用自動化技術(shù),設(shè)備可以及時報警并自行簡單處理,必要時還可以切換為人工操作。如某汽車企業(yè)應(yīng)用液態(tài)阻尼墊自動噴涂設(shè)備后,不僅可以減少瀝青隔聲墊鋪設(shè)人員,而且能夠避免因鋪設(shè)零件帶來的對人體健康的影響,一舉兩得。

5 現(xiàn)場效率優(yōu)化方法

從工業(yè)工程角度出發(fā),評價現(xiàn)場效率的一級指標(biāo)為單車生產(chǎn)工時,二級指標(biāo)有多個,其中增值比、工時飽和度、生產(chǎn)線平衡率三個二級指標(biāo)最能反映實(shí)際情況。增值比是工位增值工時與總工時之比,工時飽和度指節(jié)拍時間內(nèi)工位操作時間與實(shí)際節(jié)拍之比,生產(chǎn)線平衡率是各工位操作時間平衡狀態(tài)的衡量指標(biāo)。

增值比、工時飽和度、生產(chǎn)線平衡率并不是三個獨(dú)立的指標(biāo),不能單獨(dú)作為車間生產(chǎn)效率的考核指標(biāo)[7],三個指標(biāo)的綜合提升才能體現(xiàn)出有競爭力的勞動生產(chǎn)率。通過綜合考量這三個指標(biāo),有目標(biāo)地改善其中不足之處,能夠在總體上提高勞動生產(chǎn)率,提升整車制造效率。增值比、工時飽和度、生產(chǎn)線平衡率三者關(guān)系見表4。

表4 增值比、工時飽和度、生產(chǎn)線平衡率關(guān)系

現(xiàn)場浪費(fèi)指生產(chǎn)制造過程中不產(chǎn)生價值的工作,工業(yè)界通用的理念是將現(xiàn)場浪費(fèi)細(xì)分為七種,合稱七大浪費(fèi)。

大野耐一理論認(rèn)為,減少一成的浪費(fèi),就等于增加一倍的銷售額[8]。現(xiàn)場浪費(fèi)的存在極大降低了生產(chǎn)效率,增加了生產(chǎn)成本,對整車制造效率提升有不利的影響。通過準(zhǔn)確識別現(xiàn)場浪費(fèi)并進(jìn)行改善,可以提升整車制造效率,縮短單車生產(chǎn)工時[9]。

現(xiàn)場浪費(fèi)診斷識別活動流程如圖4所示,由車間改善負(fù)責(zé)人、現(xiàn)場工段長、班組長、精益改善小組進(jìn)行不同維度診斷識別,不同參與人員的診斷識別活動條款和改進(jìn)各不相同。

現(xiàn)場工段長、班組長對單獨(dú)作業(yè)區(qū)域的現(xiàn)場浪費(fèi)問題進(jìn)行識別,并實(shí)施改進(jìn),具體內(nèi)容見表5。

表5內(nèi)容是基于具體操作行為的改進(jìn),即點(diǎn)層面的效率提升。從點(diǎn)層面的效率提升擴(kuò)展至整體效率提升,需要使用工業(yè)工程的改進(jìn)工具及方法,統(tǒng)計(jì)分析整體數(shù)據(jù),從工位級、班組級、工段級上升至車間級,這是精益改善小組的工作,具體內(nèi)容見表6。

▲圖4 現(xiàn)場浪費(fèi)診斷識別活動流程

表5 現(xiàn)場工段長、班組長診斷識別內(nèi)容

表6 精益改善小組工作內(nèi)容

整車制造效率提升是一項(xiàng)全員參與的持續(xù)改善活動,現(xiàn)場管理人員不僅需要在提升過程中對問題點(diǎn)進(jìn)行跟蹤與記錄,做好階段性總結(jié),確保問題能夠有效解決,而且需要不斷強(qiáng)化自我提升意識,提高自身改善能力,并且結(jié)合持續(xù)改進(jìn)過程、改善達(dá)人等相關(guān)獎勵機(jī)制,輔助員工提升意識,激勵員工主動提出改善建議,并協(xié)助員工達(dá)成,從而確保全員參與的效率持續(xù)提升工作有效開展,并達(dá)到預(yù)期的提升效果。

6 結(jié)束語

整車制造效率高低關(guān)乎汽車企業(yè)的市場競爭力,筆者重點(diǎn)分析全生命周期整車制造效率的影響因素,結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、工廠運(yùn)營三個階段提出切實(shí)可行的整車制造效率提升策略,有助于汽車企業(yè)更好地實(shí)施效率改善,提升企業(yè)競爭力。