基于EM-PLANT的單元式生產方式研究

杜 毅陳慶新毛 寧

基于EM-PLANT的單元式生產方式研究

杜 毅1,2陳慶新1,2毛 寧1,2

（1 廣東工業大學，廣州 510006；2 廣東省計算機集成制造系統重點實驗室，廣州 510006）

為了適應制造業“多品種、小批量、短交期”的轉變，生產方式也要由原來的剛性“流水線”逐漸轉變為柔性化的日本單元化生產方式，以更好地促進生產力的發展。本文通過EM-PLANT，仿真比較新進電子廠唯一一條流水線轉拉單元生產線各項指標的改善情況，并展示其在中國電子企業實施的可行性。

EM-PLANT 單元化 轉拉

日本單元化生產方式的基礎來自于豐田的精益“一個流”生產，是在豐田“一個流”生產的基礎上，針對電子行業所作的適應性應用、提升和改進的結果。

當前，大部分中國電子企業還普遍采用批量生產方式，單元化生產的企業只在少數。而這種批量生產方式和單元化生產方式主要存在五方面的不同：生產周期不同，庫存不同，產品的品質不同，現場管理的重視程度不同，人的重視程度不同。

本文結合新進廠的一條流水線改造成單元化的實際例子，試圖用仿真和現場數據相結合的方法，說明兩種方式的異同點。

1 現狀描述及問題分析

圖1　密碼鎖流水線生產示意圖

根據企業情況，企業所用的工作臺一般組裝位的臺面規格為700×500×950，測試位規格為800×700×950，定義s=800mm，節奏r=59s，所以v=0.8/59=0.0136（m/s），流水線傳送帶的長度計算公式為：L=ms=X。這里，L為傳送帶長度，m為工作站數量，X為傳送帶兩端的富裕量。根據企業情況，定義傳送帶兩端的富裕量為X=1m，參考流水線平面圖（見圖1），m=21，所以L為17.8m。

傳送帶的長度為17.8m，設走道距離為1m，傳送帶的寬帶為3m，那么一條傳送帶的面積為17.8×（1+3）=71.2m2，三條傳送帶的面積則為213.6m2。

2 仿真

在仿真圖圖2中，按照表1的數據，建了四個生產線，分別是右上方的流水線，中間的單U和雙U單元生產線，和下面的直線單元生產線。各條生產線生產的產品種類和數量一致，建拉時間也相同，產品的產生時間也一致。只是生產線的形式不同。

表1　小液晶顯示屏生產線工序表

圖2　EM-PLANT仿真各設備運行情況

3 結論

改變產品的數量，仿真各條生產線完成時間和平均單件的生產時間，平均到生產線每個工人的單人單件生產時間，得到圖3。

圖3 不同生產線單人單件所用時間的比較圖

圖3的橫坐標是生產件數，縱坐標是時間。從圖3中可以看出，其他條件相同，只是采用不同的生產線，單位產品的生產時間存在很大差別。單線生產單人單件所用時間最少，其次是雙U、單U，最后是流水線。由于單線生產物流通道所占面積較大，現場一般采用U型單元生產線。電子類行業的訂單不是太大，也不是很小，所以仿真的數量取在25000到1000000之間。有條件的企業采用雙U生產線。

另外，根據新進廠各條單元生產線和長拉生產線的數據從產品不良率、單位工位占用面積、單元拉的專用性、單位走動路徑管理工人人數、多能工的重要性等幾個方面來進行比較。

圖4 cell line和long line產品不良率比較圖

圖4的橫坐標是新進不同的生產線，縱坐標是百分比。從圖4中可以看出，相對于long line線，cell line各條生產線不良率都有所下降，下降最大幅度40%，最小也有約11%。這說明單元拉生產線的優點。

圖5的橫坐標是新進不同的生產線，縱坐標是面積，單位是m2。從圖5中可以看出，相對于long line線，cell line各條生產線平均每個工位占用面積都有所下降，下降最大幅度3m2，最小也有1m2左右。這說明單元拉生產線節省廠房面積，即節省投資。

圖5　cell line和long line平均每個工位占用面積

圖6的橫坐標是新進不同cell line生產線，縱坐標是數量。圖6中，2B06這條拉近期產品種類、型號、轉拉次數頻繁，但工藝和人員變化不大。從圖中可以看出，cell拉更適合產品工藝大體相同的生產，其靈活性主要體現于適應多種新產品的生產，方便進行建拉和組拉。同時，專用性高，也說明其cell的指標較好。

圖6 各cell line轉拉次數的比較

圖7的橫坐標是新進不同的生產線，縱坐標是單位走動路徑管理員工人數，單位是人/m。從圖中可以看出，相對于long line線，cell line各條生產線更加方便管理人員進行管理。

圖7　cell line和long line單位走動路徑管理員工人數

cell較適合工藝相差不大的產品，這樣培養多能工的意義十分重大。培訓多能員工，可調配到任何工位生產，以減少因拉部分員工離職造成的產能效率降低，減少標準上數時間，減少物料報廢，增加員工歸屬感。

[1]楊文慧.基于佳能細胞生產方式的生產改善研究[J].精密制造與自動化，2007，（1）：27-30.

[2]劉勝軍.精益“一個流”單元生產[M].深圳：海天出版社，2009.

Based on EM - placing of cellular the production mode

DU Yi,CHENG Qingxin,MAO Ning
(Guangdong university of technology Guangzhou,Key Laboratory of Computer Integrated Manufacturing Systems Guangdong Province,Guangzhou 510005)

In order to adapt to the manufacturing “many varieties, small batch, short delivery time”, the transition from the original production methods also want the rigid “line” gradual transformation of Japan for flexibility cell line production mode. To better promote the development of productivity. This article through EM - placing simulation compared the new electronic only a line for unit production line, turn to pull each index improvement in China, show the feasibility of the implementation of electronic enterprise.

EM-placing,cell line,turned to pull

國家自然基金（51376050）。