油煙機集煙罩周轉器具需求模型的優化研究

方太供應鏈電器一廠制造技術中心 / 張鉦豐

油煙機集煙罩周轉器具需求模型的優化研究

方太供應鏈電器一廠制造技術中心 / 張鉦豐

周轉器具是企業在生產現場或倉庫中用以存放生產物料或工具的主要裝置，周轉器具設計得是否合理、適用，在很大程度上影響著企業生產現場作業環境以及物流的正常進行。電器一廠是方太供應鏈集團生產制造的支柱工廠，油煙機是該廠的支柱產品。本次研究以油煙機產品中的塔形機集煙罩周轉器具為研究對象，建立周轉器具需求模型的雛形，進而優化模型，使之符合生產需求，用于指導工廠物流周轉。

生產物流、周轉器具、需求模型

一、研究的背景和意義

方太供應鏈集團本著“專注品質、全員革新、數字導向、財務運營”的十六字方針，致力于建立一家最具品質競爭力的廚電企業，作為方太供應鏈集團重要工廠之一的電器一廠自然是重任在肩。為此，電器一廠長期專注于產品品質，并積累用于質量提高的各類制造技術。

然而，周轉器具問題一直困擾電器一廠各車間多年，因此帶來的質量投訴也愈來愈多。為減少顧客投訴、降低產品損失，電器一廠決定制定物料周轉器具使用規范，并按照生產計劃設計器具的需求模型，通過多次試驗，選擇最合理的模型作為生產投料、器具投放的依據，從而降低因周轉器具使用混亂所帶來的負面影響。

周轉器具是企業在生產現場或倉庫中用以存放生產對象或工具的各種裝置，是生產過程中每一個環節所不能缺少的。在生產現場管理中，周轉器具設計得是否合理、適用，在很大程度上影響著企業生產現場作業環境以及物流的正常進行，對保證產品質量、提高工作效率、實施科學管理、保證安全生產、改善作業環境、促進文明生產都具有重要作用。

本文以油煙機中的關鍵物料集煙罩為研究對象，通過研究集煙罩的外觀、結構、工藝要求、質量要求等因素，設計出通用臺車，進一步研究工廠生產計劃與各車間分解生產計劃，再根據兩種不同的生產模式——拉式生產和推式生產，找出一定的規律性，從而得出集煙罩的周轉器具需求模型。最后將得出的模型通過生產實踐驗證，找出最符合現狀能力的需求模型，以供生產參考。

二、集煙罩物料的周轉現狀

集煙罩是油煙機的關鍵零部件之一，采用不銹鋼板或冷軋薄鋼板表面噴塑處理而成，主要功能是利用其罩類外形有效集煙，以供油煙機的風機系統將油煙抽排干凈。下面著重分析集煙罩物料的周轉現狀，為建立周轉器具需求模型提供參考。

1.前工序的周轉現狀

前工序包括沖制車間、精加工車間、涂裝車間。沖制車間為投料車間，集煙罩在沖制車間的生產流程一般為：下料-拉伸-切邊沖孔-整形-切邊-沖孔-壓臺階-折彎-折彎1-折彎2-折彎3-檢驗-撕膜。集煙罩生產通常有十幾道工序，涉及幾十臺沖壓機，在工序內周轉頻率非常高，且通常是通過托盤周轉，庫存問題較為嚴重。沖制車間集煙罩庫存現場見圖1。

2.組裝車間的周轉現狀

集煙罩在完成所有前工序的生產加工后，流通到組裝車間，安裝好面貼、開關后，就會進入裝配線，最終裝配成成品油煙機。粘膠的工藝要求決定了粘膠完成后需要固化12～24小時，由此帶來的庫存問題也很嚴重。組裝線邊倉庫集煙罩庫存現場見圖2。

3.周轉現狀帶來的問題

通過上面的分析可以得知，集煙罩的庫存量較為嚴重，每天的庫存量可以滿足70%以上的當周需求。那么，如此多的庫存會帶來什么問題？由表1、表2可以看出：

（1）集煙罩的標準臺車使用率很低，只有66%的標準臺車被用來周轉集煙罩。

（2）集煙罩庫存中只有84%是用標準臺車周轉的，其余16%是非標臺車周轉，對物料質量帶來極大隱患。

（3）在裝載集煙罩的標準臺車中，只有59%的臺車是完全滿載的。

>> 圖1 沖制車間集煙罩庫存現場圖

>> 圖2 組裝線邊倉庫集煙罩庫存現場圖

表1 集煙罩數量檢查表 　 　 　 　 （單位：個）

表2 集煙罩標準臺車裝載負荷表 　 　 　 （單位：輛）

三、集煙罩周轉器具需求模型的探索

1.需求模型建立的原理

（1）組裝生產需求計劃

組裝生產計劃是依據計劃物流部每月下發的月度要貨計劃以及每周修訂的精細要貨計劃，來編制的兩周組裝生產計劃，是用于指導電器一廠整個生產進度計劃的總依據，一般提前一周下發。組裝生產計劃下發后，電器一廠生產、技術、采購等部門會一一確認計劃的可完成性，確認后將嚴格按計劃執行，并積極解決生產過程中的各種問題，滿足交付需求。

（2）前工序生產計劃與實際生產分析

前工序生產計劃是依據組裝生產計劃生成的車間分解計劃，生成依據是計劃量、經濟生產批量、設備瓶頸、人員瓶頸、提前期、生產周期等，各車間根據自身要素制定一份分解生產計劃，用于指導車間生產交付。生產工藝的倒推演繹為：組裝-部裝-涂裝-精加工-沖制，分解計劃越往前推，其影響因素就越多，進而分解計劃的執行率就越低。而實際情況也往往如此。涂裝能嚴格按照組裝計劃需求交付零部件，交付數量會稍有盈余；精加工往往會提前生產，累積庫存以淡化前后端不確定因素的影響；沖制往往是按照自己的最佳經濟批量投產，與分解計劃的相關性較小。

（3）器具需求模型的邏輯原理

器具需求計劃是與車間分解計劃一一對應的，結合相關包裝標準對車間分解計劃進行配套，則能得出器具的凈需求計劃；人們的意識里會有一種反向的推理邏輯，根據前工序各車間的最佳生產批量和組裝計劃組合出一份器具需求計劃。這兩種邏輯的思路是反向的。

a.拉動式器具需求模型邏輯。按照該邏輯，我們能依據組裝生產計劃倒推出各車間的分解生產計劃和器具需求計劃，并按計算量進行器具投放。優點：器具需求量的計算結果為各車間生產所需器具的凈需求，不考慮各車間自身的因素，嚴格按需求要貨，不做庫存。缺點：按該邏輯計算出的需求量投放器具，在實際生產中完全不能滿足生產需要，會造成停線、待工的情形，機動性差。見圖3。

b.推動式器具需求模型邏輯。見表3。按照表3的邏輯，只需要填入各車間自身的生產性數據，即可得出器具需求量，按該計算方式投放器具。優點：計算邏輯是以各車間為中心，計算出的器具需求量會滿足車間生產的需要，方便車間按標準周轉。缺點：按此邏輯計算出的器具需求量會大于組裝生產計劃所需物料的必要周轉器具，會占用大量暫放區面積，多余庫存會帶來其他系統性的影響。

2.沖制車間的需求模型建立

綜合以上兩種邏輯的優缺點，我們要計算出適合電器一廠生產模式的必要器具需求量，使器具投放量合適，為生產物流順利運作服務，并且使周轉器具日常管理自主有效運作。這需要結合一廠各車間的生產性數據、組裝生產計劃的大數據，分析出潛藏在大數據中的規律，并運用這些規律找出更加合理的計算公式。接下來我們討論如何尋找數據、分析數據、找出規律，最終總結歸納出公式。

>> 圖3

3.涂裝車間的需求模型建立

涂裝車間以生產冷板類集煙罩為主要產品，車間的生產工藝特殊性是涂裝流水線的流動周期，噴粉老線為2.5小時，噴漆老線為4小時，噴粉新線為1.5小時，噴漆新線為2小時。因此，我們認為涂裝無自身瓶頸，可以實現按組裝計劃需求交付。

4.綜合模型的建立

綜合各車間的生產加工需求、加工提前期兩個因素，我們用180日均產量作為自變量，得出如下公式：

由上述公式所求器具需求量的原理是，將各車間集煙罩的每日生產量平均化，通過生產量的平均值計算器具需求量，因此計算結果為器具需求量的平均值，用來作為器具投放依據是不科學的。用什么樣的數據才能真實反映生產狀態的波動情況呢？通過觀察自制件倉庫庫存數據可以看出，每天的庫存量總要比需求量多，且多出的比例值相對穩定。那么，可以求出這個比例，用這個數據來反映真實生產狀態的波動情況。下面進行驗證。

工廠倉庫的庫存物料通常可以分為兩大類，即當日組裝需求物料和安全庫存物料。我們定義：超出1天需求的物料庫存是為彌補車間生產能力不足而設置的安全庫存，其與總庫存的比率為安全庫存率，用α表示；1天需求內的物料是正常生產需要的物料，為有效庫存，其與總庫存的比率稱為有效庫存率，用β表示。α、β的計算公式如下：

通常情況下，α+β=1。

將安全庫存率α與β作為衡量生產波動的參數，放入器具需求模型的公式，我們得出以下公式：

公式的合理性需要通過實際生產應用的驗證，經計算歷史數據驗證，發現兩個問題：一是現有器具不足，二是生產過程異常復雜。為解決這兩個問題，各車間會放大生產庫存，而庫存的增加又會帶來其他的一系列問題。

通過驗證后，我們將綜合模型確定為電器一廠集煙罩器具需求模型。模型解決問題的前提是，生產順暢，基本無不可控因素的影響。如出現設備故障、模具損壞、重大質量事故、流水線重大異常、系統異常、計劃臨時變動、供應商問題等不可控因素時，想要用模型來解決這些問題是不可行的。

表3 推動式器具需求模型邏輯

四、結論

本文分析了油煙機關鍵部件集煙罩在各車間的工藝、生產狀況，以及各車間自身的生產能力、存在瓶頸等，通過數據分析，還原了集煙罩在電器一廠周轉的問題及帶來的質量影響。

我們用兩種邏輯來推理器具需求模型，一種是拉式生產模式，一種是推式生產模式，兩種邏輯各有優缺點。綜合電器一廠的生產能力現狀，通過對各車間的生產大數據分析，最終決定采用綜合模式來確定器具需求模型。經過驗證，綜合模型具有一定的合理性，計算出的器具需求量能夠指導日常正常生產。

本文的成果是在總結經驗的基礎上，歸納數據規律而得到的模型。在實際應用中，模型或許不能解決所有的周轉問題，因此對模型的優化也是持續性的工作。