單元生產(chǎn)在導(dǎo)管生產(chǎn)線的探索與應(yīng)用

李云艷 魯克 宋傳斌

摘要：單元生產(chǎn)是基于精益生產(chǎn)理念的一種現(xiàn)場生產(chǎn)組織方式。本文選取導(dǎo)管生產(chǎn)線，通過對(duì)該生產(chǎn)線進(jìn)行產(chǎn)品族分類、設(shè)備布局調(diào)整、工藝優(yōu)化、培訓(xùn)多能工、精細(xì)化排產(chǎn)，提出單元化生產(chǎn)模式方案并實(shí)施。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況，發(fā)現(xiàn)單元生產(chǎn)模式可大幅縮短物流距離、提高產(chǎn)品質(zhì)量、壓縮交付周期、減少生產(chǎn)浪費(fèi)，對(duì)提高公司生產(chǎn)力有著極為重要的意義。

關(guān)鍵詞：單元生產(chǎn) ?設(shè)備布局優(yōu)化 ?提高生產(chǎn)力

引言

單元生產(chǎn)方式能很好地應(yīng)對(duì)多品種、多批次、小批量、短交期、定制化、更新快的市場需求形態(tài)，已逐漸成為現(xiàn)代制造企業(yè)競相采用的先進(jìn)制造方式[1]。 “單元生產(chǎn)”是將在制品和生產(chǎn)設(shè)備按種類分成若干個(gè)單元，再由一個(gè)或者幾個(gè)作業(yè)人員共同承擔(dān)完成單元內(nèi)的所有工序，單元生產(chǎn)管理方式開始逐步在生產(chǎn)制造領(lǐng)域使用。本文以導(dǎo)管生產(chǎn)線為例，探索用于提升生產(chǎn)力的單元生產(chǎn)管理方式。

1生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

導(dǎo)管屬于典型的小批量、多品種、高要求的零件。隨著訂單的飛速增長，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式下的加班加工已然只能應(yīng)付臨時(shí)任務(wù)，而不能長久地滿足顧客高質(zhì)量快交付的要求。

導(dǎo)管零件因外形復(fù)雜的特性不適合大量庫存保管，但零件生產(chǎn)周期卻長，以某一批次零件（169件）為例繪制價(jià)值流程圖（圖1），生產(chǎn)周期高達(dá)81天，實(shí)際加工時(shí)間僅為33分鐘。該生產(chǎn)狀況導(dǎo)致其長時(shí)間出貨量不足和交期時(shí)間延遲，一直為生產(chǎn)瓶頸零件。

對(duì)零件加工情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和全面分析，發(fā)現(xiàn)以下問題：

（1）生產(chǎn)周期長

通過對(duì)多批零件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和價(jià)值流程圖分析，生產(chǎn)周期高達(dá)81天，實(shí)際加工時(shí)間僅為33分鐘，同時(shí)因零件返工造成生產(chǎn)周期由原本的43天拖延至81天，生產(chǎn)周期延長了47%，嚴(yán)重影響產(chǎn)品準(zhǔn)時(shí)交付。

（2）返工率高

為了方便車間管理，加工設(shè)備采用傳統(tǒng)機(jī)群式設(shè)備布局。一件零件從第一道工序到最后一道工序，需要在多個(gè)車間和多個(gè)機(jī)群式工段頻繁轉(zhuǎn)運(yùn)，運(yùn)行路線往返曲折。根據(jù)實(shí)際調(diào)查，繪制物流分布面條圖，發(fā)現(xiàn)每批零件加工的7個(gè)工序，需在13個(gè)設(shè)備工位之間來回轉(zhuǎn)運(yùn)，從第一個(gè)設(shè)備工位到最后一個(gè)設(shè)備工位的物流距離高達(dá)2200米，極大地浪費(fèi)了人力物力，且極易造成零件表面劃傷，零件因表面劃傷的返工率高達(dá)6%。

（3）生產(chǎn)過程不平衡

每臺(tái)設(shè)備加工時(shí)間不同，而設(shè)備數(shù)量沒有匹配平衡，導(dǎo)致數(shù)控彎管和清洗工時(shí)短的設(shè)備在等待普車和手工彎曲工時(shí)長的設(shè)備，造成大量零件的工序等待，人員利用率低，生產(chǎn)過程不平衡。

2精益加工單元的設(shè)計(jì)

2.1產(chǎn)品族分類

選定零件產(chǎn)品族是對(duì)零件進(jìn)行相似性分族，尋找工藝相似高的零件，將看似孤立的零件分類成組，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，構(gòu)建加工單元。

項(xiàng)目組通過P-R分析法對(duì)產(chǎn)品類型、生產(chǎn)數(shù)量、工藝流程的相似性進(jìn)行分析，將燃?xì)鈱?dǎo)管全部納入單元，并選取典型流程和典型零件。

將燃?xì)鈱?dǎo)管零件全部納入單元生產(chǎn)，并選取典型流程“下料→分光檢驗(yàn)→普車→數(shù)控彎管→裝配→總檢”的零件作為構(gòu)建單元的試點(diǎn)對(duì)象。根據(jù)工藝流程的差異分為A、B、C、D類，從選取的試點(diǎn)對(duì)象中選擇產(chǎn)量最大、工序最長的A類產(chǎn)品作為典型零件。

2.2工藝流程分析及優(yōu)化

導(dǎo)管是由下料、分光檢驗(yàn)、普車、數(shù)控彎管、手工彎曲、清洗和總檢等7個(gè)工序完成。

2.2.1 取消不增值工序

項(xiàng)目組對(duì)制造流程進(jìn)行詳細(xì)梳理，按工序細(xì)化到每個(gè)動(dòng)作進(jìn)行拆分，繪制工序操作觀察表，發(fā)現(xiàn)了以下分光檢驗(yàn)和清洗2個(gè)不增值工序，其中分光檢驗(yàn)是避免混料，清洗是灰塵易進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)。經(jīng)項(xiàng)目組分析，均為重復(fù)工序，取消不增值工序。

2.2.2 制定典型工藝規(guī)程

制定典型工藝規(guī)程，以典型零件A類導(dǎo)管為例，①A類導(dǎo)管：0下料→1普車→2數(shù)控彎管→3裝配→4總檢。②B類導(dǎo)管：0下料→1普車→2數(shù)控彎管→3總檢。③C類導(dǎo)管為0下料→1普車→2裝配→3總檢。④D類導(dǎo)管為0下料→1普車→2總檢。

2.2.3 ?工藝審查及改善

根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量分析和工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，通過工序?qū)彶楸?、改善?shí)施表等多種精益工具，審查加工存在的問題，提出并實(shí)施更改下料區(qū)域、增加導(dǎo)管防護(hù)、數(shù)字化檢測等工藝改善方法，消除作業(yè)過程浪費(fèi)。

2.3 ?設(shè)備布局調(diào)整

根據(jù)單元生產(chǎn)思路，項(xiàng)目組將設(shè)備布局由機(jī)群式布局改為單元流水線布局。導(dǎo)管零件的生產(chǎn)設(shè)備多為專用設(shè)備，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，單元里安排了2臺(tái)普車車床。

為最大限度地縮短物流距離，項(xiàng)目組選擇了流水形U形布局，每個(gè)設(shè)備間隔距離為1.5米，其中圓管切割機(jī)與拋光機(jī)有輕微粉塵統(tǒng)一隔離。

3單元運(yùn)行

3.2培訓(xùn)多能工

3.1.1 ?必要性

項(xiàng)目組對(duì)所有加工工序繪制了時(shí)間觀察表，人機(jī)均無法分離。進(jìn)一步對(duì)設(shè)備年基本運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和產(chǎn)品年生產(chǎn)量工進(jìn)行對(duì)比分析，得出設(shè)備有富裕產(chǎn)能，對(duì)應(yīng)的人員也有大量的空置時(shí)間。

在原有模式下，由6名工人獨(dú)立完成從下料到成品的工作。6個(gè)工人均需要對(duì)產(chǎn)品有很熟練的了解，技能培養(yǎng)跟不上，產(chǎn)品的質(zhì)量難以保證。人員進(jìn)行多能工培訓(xùn)和調(diào)配，可達(dá)到人員與設(shè)備利用率最高化。

3.1.2 ?多能工工作模式探索

采取培養(yǎng)多能工的措施，擴(kuò)大知識(shí)技能水平，操作人員成為多功能工，實(shí)現(xiàn)多工序操作，例如普車與下料、普車與拋光、數(shù)控彎形與手工彎形的多工步或多工序連續(xù)操作，實(shí)現(xiàn)單元內(nèi)人少化作業(yè)，將6人降至3人操作。

運(yùn)行一段時(shí)間后，效果良好，單元內(nèi)僅3人操作，人員工作量飽和，有效提高人員利用率。

3.2 精細(xì)化排產(chǎn)

工段長只將任務(wù)量分配給單元，單元內(nèi)具體的排產(chǎn)由單元長負(fù)責(zé)，各型號(hào)調(diào)度計(jì)劃員將導(dǎo)管的交付節(jié)點(diǎn)、生產(chǎn)數(shù)量、到料情況共享給單元長，單元內(nèi)所有工序每周或每天的生產(chǎn)任務(wù)由單元長直接管控。同時(shí)將導(dǎo)管的排產(chǎn)由任務(wù)下達(dá)順序更改為按焊接需求進(jìn)行拉動(dòng)式排產(chǎn)

3.3 ?工藝改進(jìn)措施

3.3.1 在線檢測

燃?xì)鈱?dǎo)管外形復(fù)雜，尺寸多為三維空間尺寸，故其檢驗(yàn)時(shí)間單件高達(dá)為15分鐘。故項(xiàng)目組引進(jìn)設(shè)備代替檢驗(yàn)員100%標(biāo)準(zhǔn)樣件對(duì)比目視檢的低效檢驗(yàn)方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)控彎管的在線檢測，檢驗(yàn)時(shí)間縮短至2～5分鐘，大大提高檢測效率。

3.3.2 增加防護(hù)

燃?xì)鈱?dǎo)管的返工原因均為導(dǎo)管表面劃傷。故項(xiàng)目組采用置物架和專用轉(zhuǎn)運(yùn)車替代大盒子轉(zhuǎn)運(yùn)，同時(shí)工藝文件規(guī)定燃?xì)鈱?dǎo)管普車工序后每個(gè)工序加工完成后單根導(dǎo)管套塑料網(wǎng)套進(jìn)行表面防護(hù)。

3.3顯性化管理

結(jié)合AOS推行方案，在精益單元現(xiàn)場設(shè)立看板，將每周生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)問題顯示在看板上，有效避免出現(xiàn)實(shí)際加工與理論計(jì)劃存在出入的現(xiàn)象，對(duì)單元生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行過程實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效管控。

4效果檢查

單元運(yùn)行1年后，隨機(jī)選取了某一批次零件（261件）為例繪制了新的價(jià)值流程圖（圖8），生產(chǎn)周期僅為7天，返工率為0。

同時(shí)物流距離由2200米縮短至7.5米，有效縮短了物料搬運(yùn)距離，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。導(dǎo)管生產(chǎn)線的工人數(shù)由6人減少至3人，有效提高了人員利用率，增加了職工收入。

5 ?總結(jié)

單元化生產(chǎn)模式在導(dǎo)管生產(chǎn)線上進(jìn)行大膽探索，這種生產(chǎn)模式是通過多種精益生產(chǎn)工具的聯(lián)合使用，采用產(chǎn)品族分類、調(diào)整設(shè)備布局、工藝優(yōu)化、培訓(xùn)多能工、精細(xì)化排產(chǎn)等諸多方式，達(dá)到消除浪費(fèi)、提高質(zhì)量、提高準(zhǔn)時(shí)交付率的目的。本文提供的方案，顯著提高了生產(chǎn)效率，對(duì)提高公司生產(chǎn)力有著極為重要的意義，具有可行性與有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒家軍，汽車密封件生產(chǎn)流程的精益生產(chǎn)研究[D]，東南大學(xué)，2010