價(jià)值流分析在板式定制家具生產(chǎn)改善中的應(yīng)用

錢筱楠 歐陽(yáng)周洲 蔡 豐 荔偉偉 陳星艷 陶 濤

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.歐派家居集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510000）

價(jià)值流是指原材料通過(guò)其基本生產(chǎn)過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槌善匪璧娜炕顒?dòng)，包括增值和非增值活動(dòng)[1]。從國(guó)內(nèi)外的研究來(lái)看，價(jià)值流圖是實(shí)施精益生產(chǎn)常用的有力工具[2]，根據(jù)研究對(duì)象當(dāng)前的生產(chǎn)流程，可以在短時(shí)間內(nèi)直觀、準(zhǔn)確地識(shí)別判斷出當(dāng)前生產(chǎn)流程中存在的浪費(fèi)和非增值活動(dòng)，并結(jié)合工業(yè)工程的基本方法和精益生產(chǎn)的思想，制定相應(yīng)的優(yōu)化方案，消除浪費(fèi)，降低非增值活動(dòng)次數(shù)，優(yōu)化整個(gè)價(jià)值流[3]，從而降低生產(chǎn)成本，對(duì)提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。

價(jià)值流技術(shù)除應(yīng)用于典型的汽車行業(yè)外，在企業(yè)管理、機(jī)械電子制造業(yè)等領(lǐng)域也有應(yīng)用[4]。國(guó)內(nèi)對(duì)價(jià)值流的應(yīng)用主要集中在流程式的生產(chǎn)線上，并且達(dá)到了較好效果，然而對(duì)于家具這種離散型制造企業(yè)生產(chǎn)線的應(yīng)用案例較少[5]，目前還沒(méi)有將其應(yīng)用于板式定制家具生產(chǎn)問(wèn)題的相關(guān)研究。板式定制家具企業(yè)多品種、小批量的生產(chǎn)模式增加了生產(chǎn)、質(zhì)量和物流管理的復(fù)雜性，采用科學(xué)的方法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率具有重要意義[6-7]。本文選取O企業(yè)的定制家具生產(chǎn)線作為研究對(duì)象，運(yùn)用價(jià)值流分析圖、工作研究等方法，研究了價(jià)值流圖在板式定制家具生產(chǎn)線中的應(yīng)用。

1 生產(chǎn)線現(xiàn)狀及問(wèn)題分析

1.1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

O企業(yè)以板式定制家具生產(chǎn)為主，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多、更新?lián)Q代的周期短，市場(chǎng)和客戶需求多變和迅速，訂單的波動(dòng)性大，導(dǎo)致生產(chǎn)中的可變因素也較多、隨機(jī)性較強(qiáng)。由此，不定量的某系列產(chǎn)品需求造成不定量的特定工藝需求，從而造成設(shè)備產(chǎn)能的不足，或者加工性能沒(méi)有得以充分釋放等問(wèn)題。

同時(shí)，目前部分工序仍然依賴人工操作，標(biāo)準(zhǔn)化程度低。如對(duì)一部分板件進(jìn)行開(kāi)槽時(shí)，需要人工識(shí)別進(jìn)行分類操作，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，較易發(fā)生錯(cuò)漏，產(chǎn)品不良率高。

由于產(chǎn)能需求無(wú)法得到滿足，嚴(yán)重影響交付期，現(xiàn)有布局已不適合訂單的生產(chǎn)，車間布局及生產(chǎn)設(shè)備配置均需重新調(diào)整規(guī)劃。因此以生產(chǎn)線連續(xù)流創(chuàng)建為切入點(diǎn)，設(shè)置更加靈活有彈性的生產(chǎn)方式，以提高應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化的能力。

1.2 車間布局及物流現(xiàn)狀

為清晰表達(dá)出車間設(shè)備布局和生產(chǎn)物料流向，更直觀地分析出物流中存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察測(cè)定， 繪制出O企業(yè)的家具柜身車間設(shè)備布局及物流走向現(xiàn)狀圖，如圖1 所示。

圖1 布局及物流路徑現(xiàn)狀Fig.1 Current status of layout and logistics path

從圖1 可以看出：1）生產(chǎn)線整體布局為機(jī)群式布局，相同類型設(shè)備放在一起，加工設(shè)備布局混亂，錯(cuò)綜復(fù)雜；2）所有類型的部件生產(chǎn)處于混流狀態(tài)，下一道工序的設(shè)備選擇存在隨機(jī)性，生產(chǎn)次序混亂，加工工藝路徑和物流路線存在多處交叉，沒(méi)有專線和通用線概念，互相牽制影響產(chǎn)品流轉(zhuǎn)速度；3）由于產(chǎn)線斷點(diǎn)多，物料搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，員工操作產(chǎn)生大量搬運(yùn)浪費(fèi)。

1.3 繪制現(xiàn)狀價(jià)值流圖

O企業(yè)提出的產(chǎn)能目標(biāo)為每天完成900 個(gè)訂單，平均每單為27 塊板件，每天有效工作時(shí)間為19.5 h，節(jié)拍時(shí)間TT（Takt Time）= 每日可用工作時(shí)間/每日需求量=（19.5×3 600）/（900×27）=2.9 s/件，這意味著：按照需求目標(biāo)，平均每2.9 s就需要產(chǎn)出一塊板件。

根據(jù)封邊和鉆孔工藝的不同，該車間的板材類型被劃分為標(biāo)準(zhǔn)板件、加厚板、異形板、小尺寸板件等，根據(jù)各類板件的訂單數(shù)量占比，選取訂單的數(shù)量占比最大的標(biāo)準(zhǔn)板件作為研究對(duì)象。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)地調(diào)研，按照板件加工工藝流程，收集與測(cè)算各道工序的操作工人數(shù)、周期時(shí)間（CT）、在制品庫(kù)存（WIP）等數(shù)據(jù)，運(yùn)用價(jià)值流符號(hào)繪制出價(jià)值流現(xiàn)狀圖，如圖2 所示。

圖2 價(jià)值流現(xiàn)狀圖Fig.2 Current value stream map

2 優(yōu)化方案制定與實(shí)施

2.1 工藝流程優(yōu)化

采用程序分析的四大原則 ( E C R S）即取消（Eliminate）、合并（Combine）、重排（Rearrange）、簡(jiǎn)化（Simplify）來(lái)對(duì)主要工藝流程進(jìn)行優(yōu)化[8]，以達(dá)到更高的生產(chǎn)效率。

1） 取消合并開(kāi)槽工序

開(kāi)槽工序生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，人工識(shí)別分類的操作極易發(fā)生工序錯(cuò)漏，因此取消現(xiàn)有手工開(kāi)槽工序，通過(guò)修改現(xiàn)有封邊、鉆孔設(shè)備程序，安裝符合要求的配型銑刀，實(shí)現(xiàn)封邊-開(kāi)槽工序、鉆孔-開(kāi)槽工序的合并，所有需要進(jìn)行開(kāi)槽動(dòng)作的板件在現(xiàn)有的封邊、排鉆設(shè)備上完成開(kāi)槽加工。即可取消一個(gè)作業(yè)單元，減少2個(gè)操作員工。

2） 優(yōu)化瓶頸工序——六面鉆鉆孔

通過(guò)圖2可看出六面鉆加工時(shí)間較長(zhǎng)，因此對(duì)此工序進(jìn)行優(yōu)化以縮短加工時(shí)間具有必要性。對(duì)六面鉆人工操作內(nèi)容分析如表1所示，目前由兩位員工分別完成上料和下料動(dòng)作，將動(dòng)作劃分為加工、檢查、移動(dòng)、停頓四種類型，目的是發(fā)現(xiàn)無(wú)效工及分析原因。由表1可知：上料員工存在較為明顯的撕標(biāo)簽、轉(zhuǎn)身走動(dòng)計(jì)數(shù)的動(dòng)作浪費(fèi)，因等待時(shí)間較多，不產(chǎn)生額外經(jīng)濟(jì)效益，因此增配計(jì)數(shù)器，平均每件板作業(yè)時(shí)間能減少5 s，同時(shí)降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。 此外，指導(dǎo)下料員工在拿取板件的同時(shí)完成檢驗(yàn)動(dòng)作，由此減少操作時(shí)間約2 s。通過(guò)改善后“停頓”類型的動(dòng)作降低4%，“加工”類型的動(dòng)作增加3%，如圖3所示。

表1 六面鉆鉆孔工序動(dòng)作分析Tab.1 Analysis of the action of six-sided drilling and arranging holes

圖3 動(dòng)作類型占比對(duì)比圖Fig.3 Action type ratio comparison chart

2.2 布局及物流優(yōu)化

連續(xù)流的核心是工藝的連續(xù)性，因此研究對(duì)象的工藝應(yīng)該盡可能地被銜接起來(lái)[9-11]。針對(duì)圖1車間布局及內(nèi)部物流出現(xiàn)的問(wèn)題提出如下解決思路：按照產(chǎn)品對(duì)象專業(yè)化來(lái)組織生產(chǎn)線的布置[12-13]，設(shè)備按產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的工藝順序排列[14-16]，根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)類型，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)板件、小尺寸板件、異形板件的生產(chǎn)專線。同時(shí)，針對(duì)數(shù)量需求較少的小尺寸板件和異形板件，設(shè)立獨(dú)立的包裝區(qū)，在車間末端進(jìn)行統(tǒng)一配套。

綜合考慮家具制造離散型車間的特性[17-18]，針對(duì)生產(chǎn)車間的設(shè)備布局作出如下調(diào)整：1）為不同板件類型進(jìn)行電子鋸機(jī)臺(tái)的分配，兩臺(tái)串聯(lián)設(shè)備分為主機(jī)臺(tái)和副機(jī)臺(tái)，副機(jī)臺(tái)作為補(bǔ)給使用；2）搬遷兩臺(tái)推臺(tái)鋸、一臺(tái)封邊機(jī),兩臺(tái)三排鉆與原有連線封邊機(jī)組建小尺寸板件生產(chǎn)專線：開(kāi)料→封邊→排鉆→包裝全流程流水線；3）搬遷一臺(tái)封邊機(jī)、兩臺(tái)數(shù)控鉆床組建異形板件生產(chǎn)專線：開(kāi)料→封邊→排鉆→包裝全流程流水線；4）兩臺(tái)封邊機(jī)連線形成四機(jī)連線，與四臺(tái)電子鋸以及鉆孔區(qū)的設(shè)備構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)板件生產(chǎn)專線。

通過(guò)上述工藝流程和物流優(yōu)化，物流路徑得以優(yōu)化，得到如圖4 所示布局及物流路徑圖。

圖4 布局及物流路徑圖Fig.4 Layout and logistics path diagram

從圖中明顯看出，改善后布局緊湊，物流路徑清晰[19-21]，物料的搬運(yùn)距離和物流交叉繞行現(xiàn)象得到大幅度減少，進(jìn)一步減少了等待浪費(fèi)和搬運(yùn)浪費(fèi)。

2.3 繪制未來(lái)價(jià)值流圖與改善效益分析

根據(jù)以上提出的改善方案，繪制出價(jià)值流未來(lái)狀態(tài)圖如圖5所示[22-27]。

圖5 價(jià)值流未來(lái)狀態(tài)圖Fig.5 Future value stream map

從價(jià)值流未來(lái)狀態(tài)圖中可以看出，通過(guò)實(shí)行專線化生產(chǎn)大量減少了工序之間的在制品，簡(jiǎn)化了信息流通方式，極大地提高了客戶交付滿意度。具體定量效果評(píng)價(jià)如表2 所示。

表2 量化改善效果Tab.2 Quantitative evaluation result

通過(guò)改善優(yōu)化，取得了顯著成效：

1）工藝流程優(yōu)化。將手工開(kāi)槽工序取消，合并到封邊和鉆孔工序里，減少一個(gè)機(jī)位，節(jié)省人工成本，降低錯(cuò)漏率。

2）瓶頸工序優(yōu)化。通過(guò)對(duì)加工時(shí)間較長(zhǎng)工序的加工內(nèi)容進(jìn)行分解，找到動(dòng)作浪費(fèi)，增加計(jì)數(shù)器以消除浪費(fèi)，減少平均作業(yè)時(shí)間。

3）工序斷點(diǎn)合并，布局改善。通過(guò)分配設(shè)備機(jī)臺(tái)、改動(dòng)設(shè)備現(xiàn)有布局的方式，構(gòu)建不同板件的生產(chǎn)專線，使工藝銜接起來(lái)，減少生產(chǎn)過(guò)程中的搬運(yùn)浪費(fèi)與在制品庫(kù)存浪費(fèi)，達(dá)到產(chǎn)品間的流轉(zhuǎn)互不影響的改善效果，增加板件生產(chǎn)過(guò)程中的增值比。

3 結(jié)論

本文以某定制家具公司為研究對(duì)象，深入具體生產(chǎn)車間，采用價(jià)值流圖分析工具，跟蹤主要產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，通過(guò)繪制價(jià)值流現(xiàn)狀圖分析該條生產(chǎn)線存在的問(wèn)題，針對(duì)路徑交叉，產(chǎn)線斷點(diǎn)多等問(wèn)題，結(jié)合工藝特性，從工藝流程、現(xiàn)場(chǎng)布局等方面進(jìn)行改善，并繪制價(jià)值流未來(lái)狀態(tài)圖。通過(guò)生產(chǎn)線連續(xù)流的創(chuàng)建，作業(yè)人數(shù)節(jié)省10 人，使搬運(yùn)距離減少了126 m，生產(chǎn)周期縮短，降本增效明顯。本文的研究思路及改善成果為基于價(jià)值流圖的板式定制家具生產(chǎn)型企業(yè)精益化改進(jìn)提供了新的思路和方向。