汽車門飾板生產(chǎn)線精益化改造

蔣智焱

關(guān)鍵詞：汽車門飾板;精益改善;生產(chǎn)線布局;價(jià)值流分析;作業(yè)工程分析;ECRS原則

0引言

隨著現(xiàn)代汽車制造業(yè)競爭加劇，汽車產(chǎn)業(yè)的競爭直接轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚬?yīng)鏈的競爭。本司為了提升企業(yè)的競爭力，實(shí)現(xiàn)“成本領(lǐng)先，與眾不同”采購戰(zhàn)略，供應(yīng)商質(zhì)量管理部組建了供應(yīng)商能力提升團(tuán)隊(duì)，開展供應(yīng)商駐線幫扶。能力提升團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化管理流程，推進(jìn)精益管理，快速提升供應(yīng)商能力，從而實(shí)現(xiàn)整體供應(yīng)鏈競爭力提升。

某車型產(chǎn)能急需從1.65萬輛/月提升到2.10萬輛/月，而注塑車門門飾板供應(yīng)商生產(chǎn)無法滿足快速增長要求。該供應(yīng)商現(xiàn)有門飾板生產(chǎn)線生產(chǎn)模式落后，布局不精益，現(xiàn)場存在大量浪費(fèi)，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，亟需對門飾板生產(chǎn)線進(jìn)行精益化改造來滿足某車型的快速增長。因此，本司供應(yīng)商提升團(tuán)隊(duì)與門飾板供應(yīng)商組建了汽車門飾板精益化項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，實(shí)施汽車門飾板生產(chǎn)線精益化改造項(xiàng)目。

1項(xiàng)目前期調(diào)研

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過現(xiàn)場調(diào)研，收集了該供應(yīng)商門飾板產(chǎn)線基礎(chǔ)信息及數(shù)據(jù)，并應(yīng)用精益管理工具進(jìn)行系統(tǒng)分析，識(shí)別汽車門飾板生產(chǎn)線存在的浪費(fèi)，為精益化改造提供基礎(chǔ)。

該供應(yīng)商采用傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，生產(chǎn)線主要包含注塑及裝配工藝（圖1），人員配置為7人，實(shí)際單件節(jié)拍為58s，每班產(chǎn)量為500件，每日生產(chǎn)運(yùn)行3個(gè)班次，具體情況如圖2。各工序之間需要多道流轉(zhuǎn)和儲(chǔ)存，存在大量的時(shí)間浪費(fèi)，人員的生產(chǎn)效率低。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在現(xiàn)有條件下，很難通過直接增加人員的方式進(jìn)行產(chǎn)能提升，需要對產(chǎn)線進(jìn)行精益化改造，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能提升。

生產(chǎn)線的布局傳統(tǒng)的水平布局（圖3），注塑與裝配各在一個(gè)獨(dú)立的車間中，注塑工序與修料頭為連續(xù)流生產(chǎn)工序;裝配中裝卡扣和膠條、裝消音棉以及裝開關(guān)面板為連續(xù)流生產(chǎn)工序;焊接地圖袋為孤島作業(yè)。該布局中，由于生產(chǎn)過程中存在緩沖，現(xiàn)場建有2個(gè)產(chǎn)品存放區(qū)，面積分別為96m2和50m2。同時(shí)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中需要要多次周轉(zhuǎn)，使用料架人工搬運(yùn)，搬運(yùn)路線長度為83.6m。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)收集門飾板生產(chǎn)線現(xiàn)場數(shù)據(jù)，繪制了現(xiàn)有狀態(tài)下的門飾板生產(chǎn)工藝價(jià)值流分析圖[1]。通過價(jià)值流分析發(fā)現(xiàn)，該門飾板生產(chǎn)線的生產(chǎn)周期長（1.2天），存在在制品庫存浪費(fèi);各工序有效利用率低（最低為48%）;焊接地圖袋工序人員效率低（需要2人完成）。生產(chǎn)過程中存在等大量的時(shí)間浪費(fèi)，因此具有極大的提升空間（圖4）。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)開展了門飾板生產(chǎn)線作業(yè)者工程分析[2]。通過數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品的加工和搬運(yùn)分別占30%和55%（圖5）。

物料的搬運(yùn)進(jìn)步一降低了操作者有效工作流程，因此需要改善操作者的物料拉動(dòng)。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研后，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場缺乏系統(tǒng)管理，現(xiàn)場5S狀態(tài)差，目視看板破損且未更新。操作員工需要自己拉動(dòng)物料，物料隨意擺放并大量堆積在工序現(xiàn)場，嚴(yán)重影響員工的工作效率。

2存在問題

通過以上基礎(chǔ)信息收集以及產(chǎn)線布局分析、價(jià)值流分析和作業(yè)者工程分析等精益工具系統(tǒng)分析，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)目前供應(yīng)商門飾板生產(chǎn)線存在以下問題。

2.1搬運(yùn)浪費(fèi)

（1）該門飾板生產(chǎn)線注塑與裝配區(qū)域分別布局在2個(gè)不同區(qū)域，中間存在斷序生產(chǎn)。門飾板產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中搬運(yùn)距離為83.6m。

（2）該生產(chǎn)線操作工需要自己從裝配區(qū)的物料緩沖區(qū)領(lǐng)用物料，生產(chǎn)過程中操作工要進(jìn)行物料搬運(yùn)，搬運(yùn)距離為77.0m。

2.2在制品庫存浪費(fèi)

該生產(chǎn)線為斷序生產(chǎn)，并且各工序作業(yè)節(jié)拍存在較大差異，造成注塑修料頭工序及焊接地圖袋工序后存在在制品庫存。庫存分別為1000件和500件，占用廠房面積146m2。

2.3操作員效率低

（1）由于生產(chǎn)線節(jié)拍差異大，操作人員在生產(chǎn)過程中存在大量等待。

（2）裝配工序需要操作人員自行領(lǐng)用物料，導(dǎo)致加工時(shí)間受影響。

（3）焊接地圖袋工序兩人進(jìn)行人工焊接，焊接效率低。

2.4生產(chǎn)現(xiàn)場管理缺乏

（1）現(xiàn)場5S未有效開展，工序物料未實(shí)行“三定”;裝配工序旁物料存放過多，修料頭工序料頭灑落，有摔倒風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)使用刀片、電烙鐵等工具存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）各工序目視化文件未進(jìn)行維護(hù)和及時(shí)更新。

3改進(jìn)方案

針對該門飾板生產(chǎn)線存在以上問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)過頭腦風(fēng)暴，并咨詢了專業(yè)設(shè)備供應(yīng)商，設(shè)計(jì)了生產(chǎn)線改進(jìn)方案：通過采用機(jī)械手取料、設(shè)計(jì)自動(dòng)料頭修剪機(jī)、設(shè)計(jì)自動(dòng)焊接機(jī)以及使用ECRS原則，對各工位進(jìn)行取消、合并、重排和簡化等均衡工作，建立單件流工作線并重新布局，同時(shí)建立物料拉動(dòng)系統(tǒng)。具體解決方案如表1所示。

3.1作業(yè)要素分解和測量

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)決定采用連續(xù)流生產(chǎn)線的產(chǎn)線改善方案[3]，對門飾板生產(chǎn)線工作要素進(jìn)行了分解，并進(jìn)了詳細(xì)的時(shí)間測量（圖6）。根據(jù)分解要素及時(shí)間測量建立單件流生產(chǎn)工序平衡圖（圖7）：門飾板生產(chǎn)線全工序平衡率只有75%。若建立單件流，需要對各工序進(jìn)行優(yōu)化，消除瓶頸工序，并通過ECRS方法均衡生產(chǎn)線工序工作，改善產(chǎn)線平衡率[4]。

3.2確定客戶需求節(jié)拍

根據(jù)后期CN平臺(tái)車需求增長，每月門飾板的需求量從

3.3萬件（左右件）提升到4.2萬件（左右件），因此需要重新定義理論單件工時(shí)：TT=3600s/（42000件/26天/3班/7h）=46s根據(jù)優(yōu)化后的工作量以及確定的TT節(jié)拍時(shí)間，計(jì)算優(yōu)化后的操作人員?？紤]到生產(chǎn)過程中一些不可避免的因素導(dǎo)致的效能下降，采用美國西屋公司開發(fā)的的定率寬放法對工時(shí)進(jìn)行優(yōu)化[5]，寬放程度的確定如圖8所示。寬放后實(shí)際單件工時(shí)為：

ATT=TT/（1+肉體努力寬放率+精神努力寬放率）=46/（1+5.4%+1.8%）=43s

基于產(chǎn)線ATT，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對每個(gè)工位進(jìn)行分析改進(jìn)，特別是瓶頸工位，并制定改進(jìn)計(jì)劃。

3.3注塑工位改善

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對注塑工位進(jìn)行了人機(jī)作業(yè)分析（圖9），發(fā)現(xiàn)注塑工位人工利用率低，存在大量的等待時(shí)間，且員工操作為非增值時(shí)間。對此項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先考慮應(yīng)采用ECRS中的取消原則，使用自動(dòng)化取代人工操作，取消該工序的人工取件操作。該工序的質(zhì)量檢查工作機(jī)械手無法替代，注塑件質(zhì)量檢查不可缺少，合并到后工序進(jìn)行（圖10）。

3.4修料頭工位改善

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對修料頭工位進(jìn)行了現(xiàn)場跟蹤和觀察，修料頭工位存在以下問題。

（1）員工修料頭使用刀片操作，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）員工修料頭質(zhì)量穩(wěn)定性差，員工效率低。

（3）工序現(xiàn)場灑落地面，影響工作環(huán)境，同樣也存在安全風(fēng)險(xiǎn)。

經(jīng)分析討論，該工序采取自動(dòng)化修料頭設(shè)備取代，送件取件由機(jī)械手替代，產(chǎn)品由傳送帶進(jìn)行傳送，實(shí)現(xiàn)了從注塑取件到修料頭的全自動(dòng)加工方案（圖11）。

3.5焊接工位改造

焊接工位為生產(chǎn)線瓶頸工序，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)經(jīng)現(xiàn)場觀察和測量，焊接工位存在以下問題：節(jié)拍時(shí)間長;2名員工操作，人均產(chǎn)能215件/班;電烙鐵手工操作，存在高溫安全風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)制定了改造方案：設(shè)計(jì)自動(dòng)焊接設(shè)備對人工焊接進(jìn)行取代，只需要人工進(jìn)行送件及取件（圖12）。

其他裝卡扣及膠條、裝吸音棉和裝開關(guān)面板3個(gè)工序操作不屬于瓶頸工位，且經(jīng)分析未有更好的替代方案，保留其原有操作。

3.6確定生產(chǎn)線操作員數(shù)量及產(chǎn)線平衡

通過要素時(shí)間計(jì)算總操作時(shí)間：

16s+0s+8s+28s+41s+32s=125s

操作人員需求為：

總操作時(shí)間/實(shí)際單件工時(shí)=125s/43s=2.9人≈3人

該生產(chǎn)線改造后操作人員需要3人，利用ECRS原則對該門飾板生產(chǎn)線工作進(jìn)行重新分配（圖13），重新分配后的線平衡如下（圖14），線平衡率達(dá)到97.7%。

3.7建立物料看板拉動(dòng)系統(tǒng)

門飾板生產(chǎn)線建立單件流生產(chǎn)線后，必須消除操作員工自己來領(lǐng)取裝配物料的現(xiàn)狀。通過對物料分析，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)決定對生產(chǎn)線建立專屬的物料拉動(dòng)系統(tǒng)[6]。根據(jù)表2對生產(chǎn)線拉動(dòng)物料的計(jì)算，每班的拉動(dòng)物料配送由原有物料配送人員完成，不需要額外增加物料配送人員。同時(shí)，取消現(xiàn)有裝配物料緩沖區(qū)，可節(jié)約工廠廠房面積32m2。

4結(jié)束語

通過汽車門飾板精益化改造項(xiàng)目實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了汽車內(nèi)飾大件產(chǎn)品從注塑到裝配的單件流生產(chǎn)模式，提升了產(chǎn)線生產(chǎn)效率，降低了制造成本。同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將5S和目視化管理、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)、快速反應(yīng)會(huì)議、變化點(diǎn)管理以及分層審核等基礎(chǔ)管理工具導(dǎo)入到供應(yīng)商，保證了門飾板生產(chǎn)線改造后的持續(xù)有效運(yùn)行，幫助供應(yīng)商從粗放式管理向精益生產(chǎn)管理方式轉(zhuǎn)變，逐步減少浪費(fèi)、提高效益，降低企業(yè)運(yùn)行成本。項(xiàng)目改造完成后產(chǎn)生了304.73萬元的經(jīng)濟(jì)效益，具體成效如下。

（1）生產(chǎn)節(jié)拍提升：單件工時(shí)由原來的58s提升到改造后的46s，節(jié)拍提升由62JPH提升到78JPH，生產(chǎn)節(jié)拍提升了25.8%，月產(chǎn)能從3.3萬件（左右件）提升到4.2萬件（左右件）。

（2）人員減少：人員由原來的21人減少到9人（表3）。

（3）生產(chǎn)線生產(chǎn)組織方式：建立單件流生產(chǎn)線（圖15），消除在制品積壓，各工序件在制品庫存從1500件降低到0。

（4）配送方式：改進(jìn)物料配送方式，建立物料拉動(dòng)系統(tǒng)，降低線旁物料庫存。

改造項(xiàng)目完成后，本司將類似的精益生產(chǎn)模式在其他內(nèi)外飾供應(yīng)商工廠進(jìn)行推廣，推動(dòng)供應(yīng)商持續(xù)降低運(yùn)行成本、提高管理水平，從而提升本司供應(yīng)鏈整體水平，實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)商與主機(jī)廠的共贏。