精益生產理念在生產多功能復印機中的應用

□ 湯德其 □ 周炳海

同濟大學機械與能源工程學院 上海 201804

近幾年，隨著中國經濟的發展，伴隨著中小企業的迅速成長和社會的不斷進步，傳統的辦公觀念及習慣隨著諸多IT（Information Technology）產品的出現及普及，正在潛移默化地轉變。在辦公復印產品中，多功能一體復印機集成了PC（Personal Computer）外設的功能，諸如打印、復印、掃描、E-mail、PC 傳真等，同時還兼顧了 OA（Office Automatic）領域電話、WiFi網絡打印功能，面對各種類型的用戶，多功能一體復印機可以滿足他們日常繁重的文案及各種圖像輸出的要求，同時賦予產品的網絡化功能，提高了辦公效率，為辦公帶來了方便。

隨著現代化辦公技術的興起，激光打印機和多功能一體機的發展給復印機市場帶來了巨大的競爭壓力，為了能滿足產品更新換代周期短、產品需求多樣化、個性化等新特點，多功能復印機的開發、生產也面臨著新的機遇與挑戰。

作為制造行業，在推進精益生產過程中，首先需要發現在整個過程中的不增值活動，而后通過精益生產理念，不斷開展價值流改進，消除各種浪費，降低生產成本。因此，如何發現生產過程中不增值活動，成為制造企業生產過程中的重要一環。

精益生產（Lean Production）是一種以客戶需求為拉動，不斷降低生產成本，做到零廢品、零庫存和產品品種多樣化，它的特點是強調客戶對時間和價值的要求，以科學合理的制造體系為客戶帶來增值的生產活動，縮短生產周期，從而提高企業適應市場巨變的能力［1］。

價值流圖是繪制和設計全局物流和信息流的工具，從產品的原材料到客戶的整個過程中，跟蹤產品的生產路徑，記錄產品生產過程中每個活動（物流和信息流），通過每一過程的代表圖形畫出產品當前狀態圖。通過對當前價值流圖分析，利用精益生產理念找出生產過程中的不增值活動，從而消除各種浪費［2］。

應用精益生產理念和價值流圖系來發現和改進生產過程中的不增值活動是本文研究的內容。

1 價值流圖

價值流是實施精益生產的最有效工具，包括了增值活動和不增值活動，活動范圍可以包括：①從原材料到成品的生產流程；②從概念到正式發布的產品設計流程；③從訂單到付款的業務流程。價值流改進和過程改進都是企業所需要的，價值流改進重點在于物流和信息流，據統計研究發現，企業用于增值活動時間僅占整個活動時間的很小部分，其大部分時間是進行非增值的活動［1］。

價值流圖是繪制和設計產品整個生產過程中的信息流和物流的工具，價值流圖是按照產品族為單位，用價值流圖符號，把產品從供應商到用戶的整個過程中每個過程都表示出來。

價值流圖分析是以客戶的觀點來分析現有價值流圖中每一個活動的必要性，畫出期待價值流的未來狀態圖，并且實施計劃，其特征如下。

1）繪制并簡單顯示出物流和信息流。

2）揭示生產浪費的原因。

3）創建一個改善后的價值流。

圖1所示為價值流圖的分析步驟，使用價值流圖分析有以下幾個特點。

1）可視化工具。反映某一產品系列，使全部生產過程中的物料和信息可視化。

2）信息溝通方式。用價值流圖可以反映各項作業與生產控制中心的信息溝通以及各項作業之間的信息溝通。

3）利于發現存在的問題。應用價值流圖分析生產過程，可以針對企業內部的活動進行分析和改善，也可以針對企業外部活動，即從供應商原材料到客戶接受成品的整個過程價值流來分析和改善。通過產品當前的價值流圖分析，可利于了解當前產品的信息流和物料流的方向，發現整個生產過程中的非增值活動，利用精益生產理念，從而確定需要改進的地方。例如，對生產產品交貨期的改善，傳統方法是改進生產過程中的增值活動，但由于增值活動僅占整個生產交貨期的很小一部分，因此增值活動雖有所改善，卻往往達不到好的效果；而進行價值流圖分析，很容易發現當前生產過程中的非增值活動，并通過精益生產理念消除非增值活動，這樣可以達到事半功倍的效果。

4）創建改善后的價值流圖。利用精益生產理念進行價值流圖分析，并繪制出將來價值流圖。通過價值流圖，可以使企業的領導層、開發部門、生產裝配部門、倉庫、上游供應商、下游客戶認識和識別浪費。通過對當前產品價值流圖的繪制，可以構建改善后的價值流圖。

2 應用實例

隨著多功能復印機市場的日益競爭，新產品的價格成為客戶首選的指標，而隨著國內人力成本的不斷提升，導致產品的制造成本越來越高，因此控制產品制造成本，成為當前制造型企業首要解決的問題。

F公司作為一家多功能復印機開發與生產制造一體的企業，同樣存在著制造型企業所面臨的問題——人力成本逐年增加。因此利用精益生產理念，對當前生產制造系統進行改善，成為當前F公司的重要研究課題。按照價值流圖分析步驟，首先繪制出當前產品價值流圖，發掘當前生產系統中的不增值活動，揭示出生產浪費的原因，再利用精益生產理念對當前生產系統加以改善，最后創建改善后的價值流圖。

2.1 繪制出當前產品族價值流圖

在繪制價值流圖前，首先確定對企業內哪種產品進行價值流分析。當前F公司中的BLC系列產品，不論從客戶的重用程度和產品年產量來看，都是F公司當前最重要產品系列，因此選擇對BLC系列產品族進行當前價值流圖分析，如圖2所示。

▲圖1 價值流圖分析步驟

▲圖2 BLC產品族當前價值流圖

通過對當前F公司BLC產品族價值流圖繪制和分析，發現當前產品生產過程中增值活動只占整個活動的0.26%。利用精益生產理念分析，發現當前生產系統中存在以下2個問題。

1）當前F公司產品為推動式生產，排產計劃下達的信息比較多，各生產單元之間沒有信息溝通，導致信息流單一。

2）各個生產單元之間沒有信息流溝通，上單元和下單元之間產生大量在制品庫存。

2.2 揭示生產浪費的原因

繪制當前價值流圖的目的是揭示當前生產系統中浪費根源所在，在F公司BLC產品族當前價值流圖中，按照精益生產理念（七大浪費）發現存在以下浪費活動。

1）每個生產單元單獨接受生產計劃部門的生產計劃，從而導致各個生產單元之間沒有信息流溝通，因此上單元和下單元之間產生大量在制品庫存。如鉚接線與焊接線之間存在大量的在制品，堆積在工位間，不僅延長產品的交貨周期，而且占用了生產場地，導致場內 5S（整理、整頓、清掃、清潔、素養）［3］比較難管理。

2）各生產單元間的物流信息不通暢，導致上一工序單元到下一工序單元物流不暢通，下一工序存在等待上一工序半成品的浪費。如主裝配線工位有時需要等待其相關子Sub的半成品。

3）原材料上線時，物料上線的時間及路徑沒有規定，導致生產線存在等待原材料的浪費現象，且物料車上線時，存在多個物料車同時上線的現象，導致物料車在上料過程中發生堵車現象。

4）某些工位上存在人員等待設備的現象，如測試工位，此工位測試人員在產品每次開機過程中，需要等待13 s產品開機準備時間，每測試一臺產品，都要重復開、關機。

對當前價值流分析后，利用精益生產的方法和工具，消除或降低生產流程中的非增值活動。

2.3 創建一個改善后的價值流

利用精益生產理念，對當前價值流圖分析，發掘出當前制造系統中的浪費活動后，利用精益生產理念對生產過程浪費活動進行改善。

2.3.1 對當前產品生產方式改善

針對當前產品排產計劃下達信息較多的推式生產，把各個Sub與主生產線之間的推式生產改為拉動式生產，減少Sub線與主生產線之間的庫存。不能進行拉動生產的單元，通過設置緩沖庫存的方式進行生產。

2.3.2 生產線線體改善

改善前主生產線使用傳統臺車、人工回板（循環）式的線體 ，如圖3所示。

主生產線使用傳統推車生產，即每個裝配工位使用獨立推車，在完成本工位作業時，把推車推到下一道工序，工位采用后取零件，裝配過程中的操作員存在轉身動作；當產品裝配和調檢完成后，輔助人員需要把推車拉回主生產線第一個工位上，因此存在人員動作浪費及搬運浪費。

利用精益生產理念，消除生產過程中人員動作浪費及搬運浪費活動，把當前傳統臺車線體，優化為半自動線體，采用前取零件方式生產，消除人員裝配過程中的轉身動作，確保主線一個流生產作業，如圖4所示。

2.3.3 主裝配生產線布局改善

改善前產品主裝配線分為三部分，圖5所示的包括 ML10-50、ML60-100、ML110-120 共三個部分，產品從ML10工位開始，到ML120工位裝配結束。在裝配完成后產品被推移到調檢工位測試，在整個裝配及測試過程中，產品在傳統推車上共移動了124.4 m。通過現場觀察發現，存在以下三點浪費現象。

▲圖3 改善前傳統臺車生產線

▲圖4 改善后半自動線體生產線

1）浪費點一。在制品從ML10-50緩沖區到ML60-100裝配線時（ML60-100緩沖區到ML110-120裝配線時），因2個裝配線體之間存在一段距離，導致在制品從上道工序流到下道工序時，在物流上存在不必要運輸的浪費。

2）浪費點二。某些工位上存在人員等待設備的現象，如測試工位，此工位測試人員在產品每次開機過程中，需要等待13 s產品開機準備時間，每測試一臺產品，都要重復開、關機。

3）浪費點三。因當前生產線使用傳統臺車運輸產品，在產品裝配及測試完成后，傳統臺車需要人工搬回到主生產線ML10工位。

改善后的生產線布局分兩部分，如圖6所示。第一部分為主裝配線和調檢線，第二部分為各子Sub裝配線。改善后生產線把以前傳統臺車線體優化為半自動線體，確保主線一個流生產作業，臺車自動回板（循環）式線體，把之前主裝配線第三部分（ML10-50，ML60-100，ML110-120）和之前測試線體合為1條線體，改善后產品的ML10工位到測試工位的距離，從之前的124.4 m減少到87.6 m，主裝配線產品移動距離減少29.6%，大大減少了產品在裝配過程中的搬運浪費。

2.3.4 物料上線方式優化

針對倉庫部門按照經驗進行材料配送，存在與生產線脫節現象，輔助人員在發料過程中，料車存在堵車現象，導致發料不能及時到位。對當前發料方式進行標準化，采用標準化發料方式，同時對料車發料周期、發料數量、發料路徑進行標準化，確保按需發料。標準化后的發料車如圖7所示。

2.3.5 看板拉動生產設計

看板管理是協調整個生產過程中的一個生產信息系統，其是利用看板在各工序、各車間以及與協作廠之間傳送作業命令，使各工序都按照看板所傳遞的信息執行［4］。F公司在生產過程中，因使用推式生產方式，整個過程中未使用看板的管理。為達到各個Sub線與主裝配線之間的拉動式生產，保證各個Sub線在規定的時間內制造完產品，達到準時化生產的目的，看板設計是必不可少的部分，也是精益生產中的重要子系統，圖8所示為Sub線上某部件裝配看板。

▲圖5 改善前主裝配線布局

▲圖6 改善后主裝配線布局

▲圖7 改善后的發料料車

▲圖8 Sub線某部件裝配看板

▲圖9 BLC產品族未來價值流圖

通過以上改善后，繪制出BLC產品族的未來價值流圖，如圖9所示。

3 結束語

面對來自國內外市場競爭的不斷加劇及國內人力成本的不斷增加，為了能滿足產品更新換代周期短、產品需求多樣化的需求,利用精益生產理念對生產制造系統進行改善，可大大滿足客戶需求的速度，降低企業的生產成本和周期，提高產品價值增值的效率。

［1］顧新建，祁國寧.德國的精益管理的思想［J］.工廠建設與設計，1998（2）：40-42.

［2］劉樹華，魯建廈，王家堯.精益生產［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［3］張東勻.基于精益生產理論的生產現場改善方法的應用［J］，機電工程，2008（10）：110-112.

［4］陳榮秋,馬士華.生產運作管理（第 4版）［M］.北京：機械工業出版社，2013.