多品種、小批量的新產品制造資源的高效利用

張振夫， 芮曉霞

（常州南車汽車零部件有限公司，江蘇常州213011）

0 引言

對于加工制造企業而言，制造資源是有限的，如何將現有的資源高效利用，實現效率最大化是眾多企業追求的目標。針對這一生產訴求，企業ERP管理軟件、ERP軟件之所以通用，是因為它抓住了制造過程的基本特征和處理流程，并將這些特征和流程固化在應用軟件中［1］，精益化生產理念應運而生，為批量生產的制造資源高效利用提供了眾多方法。但針對多品種、小批量的生產要求，批量生產模式下的方法很難奏效。

在多品種小批量生產條件下，企業所生產的產品的品種多，每個品種的產量很小，基本上是按照用戶的訂貨需要組織生產；產品的結構與工藝有較大的差異；生產的穩定性和專業化程度很低［2］。筆者根據多年新產品的開發經歷，總結了制造資源的高效利用方法，并對措施的實施效果進行了驗證。

1 多品種、小批量的制造資源優化

1.1 專用資源，專人生產

為了避免對量產的資源使用中斷，減少不增值活動環節，采用專用的加工資源、檢測資源、生產人員、固定的開發團隊，使生產過程更加柔性，有效避免不必要資源使用變更。比如，渦輪增壓器零部件，相似的渦輪殼或中間體產品在生產過程中的使用工位器具相似程度很大，使用相同的加工設備、檢測設備、生產人員、檢測人員進行生產，提高了設備適應性和人員的熟練程度，減少人為出錯率，避免重復性生產檢測，大大提高了生產效率。

1.2 需求糅合，減少重復性資源占用

當前汽車型號更新加快，對于主機廠為了使產品性能最優，多個產品型號需同步開發試驗，這樣就需要供應商隨時生產出滿足其開發進度的零部件，以備試驗驗證使用?；谠摲N情況，供應商需要根據客戶的訂單需求，統籌內部資源，進行訂單糅合。

1）不同交付時間。把客戶需求的總訂單進行集中生產，通過一次生產資源的協調、占用完成多次的訂單需求，大大降低了鑄件的重復制芯、組芯、澆鑄、打磨、熱處理、檢查檢測等活動，同時機加工的程序導入，尺寸檢測數量，檢測設備的占用時間也成倍地下降。

2）相同鑄件，不同機加工。通過進行圖紙對比，對于同一鑄件的不同機加工產品進行統一生產。由于同一鑄件的鑄件基準是相同的，而對于不同的機加工產品，僅作機加工程序的切換即可，無需更換加工夾具進行生產，大大減少了夾具切換的時間。在檢測過程僅需要增加對不同位置尺寸的確認即可，減少了重復資源的占用。

3）分工序生產。在一定程度上，汽車零部件產品是基于平臺進行更新換代的，因此這給零部件的制造過程中優化生產提供了捷徑。相同功能、不同型號的產品進行分工序生產，如3個型號的零件同時有訂單需求，都是由相同或相似的加工過程來完成，這樣就可以進行相同部分同時加工，相似部分分開加工。如車床尺寸完全一致，則同時來完成，加工中心工序則需要分別進行生產，裝配清洗過程相同則同時進行，同時進行過程中不需要進行資源的切換。這種辦法在實際制造過程中對資源的依賴最小，可以使資源得到最大限度的優化配置。

1.3 生產前資源需求細化，點檢

在生產制造前期，建立資源需求點檢庫（見表1），對于目前已經發生的并給項目帶來負面影響的風險進行等級劃分，并加入風險庫中進行點檢；圖紙評審點檢表，對項目評審內容進行定義，預防評審過程的缺項風險；變更&改制評審點檢表，監控改制過程存在的風險，保證變更過程的閉環實施；項目開發策劃及驗證APQP點檢表。這些環節將使得生產過程中突發情況減少，過程質量、過程控制穩定。多品種、小批量生產對工藝一次上機合格率要求高，設有較大的工藝調節余地，當生產中出現工藝和質量問題時將對生產過程造成較大的影響［3］。

1.4 每次生產建立小批量的庫存

根據項目類型、零部件的功用以及開發經驗，推斷在整個新產品開發的過程中大概的需求次數及數量，適當地建立新產品的庫存。根據內部成本計算，對于單個零件而言，在隨訂單生產過程中多生產10件左右建立小批量庫存，該過程所導致的成本增加遠比重新組織一次生產所需的成本低，一旦客戶有新需求，可直接滿足發貨要求，資源占用極少。

表1 項目開發過程點檢表

1.5 加強與客戶溝通

在新產品開發過程中，與客戶的溝通是關鍵而重要的，有效地保持溝通使客戶的需求及供應商的期望清晰且具體。對于客戶的訂單需求，需在接收訂單后與客戶溝通，近期是否有相同產品的需求以及相類似的產品需求，以便更好保證交期，同時核對零件版本，結合當前建立的庫存評估是否可直接滿足發貨。如果零件版本發生變化，則評估變化影響，通過占用較少的資源進行產品變更生產，滿足客戶需求。

1.6 建立經驗教訓庫

記錄每次新產品試制生產過程中發生的質量問題、技術問題及對應解決辦法，為后續樣件的開發提供警示參考，避免同類問題再次發生，提高成功率，減少資源浪費，見表2。對于制造過程中好的方法及成功經驗，進行內部分享，減少工序加工、搬運、檢測時間，優化資源配置。利用運營階段的成熟產品進行新產品制造的節拍優化，實現一次就把事情做好的目標，為后續的新產品生產贏得時間。

表2 新產品開發經驗/教訓匯總

1.7 快速反應

對于制造型企業，現場的制造環節永遠是企業的產值和利潤中心。由于是新產品的開發過程中有多種不確定的因素，任一要素都可能導致制造過程中斷。制定快速反應機制來及時有效地反饋問題、解決問題、新計劃的實施，避免積壓問題，導致資源占用。分別由生產人員、班長、調度、工程師、主管經理、生產副總、總經理在一定的問題周期內逐級處理及匯報。

2 應用效果分析

對于多品種、小批量、交期緊的新產品生產制造，結合上述提到的方法，在2013年，上半年月訂單平均為1788件，下半年月平均訂單為2 325件，在月平均訂單數量增加30%的前提下，產品的交樣周期大大縮短，由上半年的34.34 d縮短至23.81天，交樣周期縮短了30.66%，見圖1。其中制造資源的實際占用時間由上半年的5天縮短至3.1 d，降低了近40%。

交樣周期的有效縮短，直接反映在制造資源占用的減少，僅從機加工設備占用來統計，2013年下半年，在新品訂單數量略有增加的條件下，共節省資源折合成人民幣近 620余萬元（1.9 d×19.5 h×60 min×351個×4臺設備×2元/min=624.2萬元）。

圖1 項目平均試制周期及交樣數

3 結語

在單一品種、大批量的生產模式下，生產中的各要素固定，生產效率的最大化可以實現，且產品的質量也可以得到有效的保證。而在多品種、小批量的生產條件下，由于涉及到的人機料法環測的因素多樣及多變，使得生產效率低下，過程中問題不斷，導致資源利用中斷。通過對上述資源優化方法的實踐及驗證，使得在多品種小批量的生產需求下，制造資源能夠得到大幅度的提升，節省下來的資源可以為企業引入新項目帶來了更大的機會。

盡管上述方法的實施驗證在制造資源的優化上有了很大的提高，但是多品種小批量的生產模式還是使得大批量生產的資源得到一定的中斷，筆者將會研究建立統一的生產模式或接口來降低多品種生產條件下帶來的影響。

［1］ 李偉.多品種小批量的生產計劃管理［J］.電子世界，2014（1）：17-18.

［2］ 藍伯雄.企業資源優化模型系統的實現方法［J］.計算機集成制造系統電子世界，2009，15（9）：1708-1714，1720.

［3］ 何奕中，張明.精紡多品種小批量產品的生產特點及質量控制［J］.毛紡科技，2009，37（12）：29-31.