原料包裝標準化在產能提升中的研究

黃鵬鵬 甘子秋

摘要：針對B公司原料包裝數量與生產節拍不匹配的問題，基于精益生產的思想，并結合人因工程學，在收集現有包裝數據信息的前提下，依據企業實際產能制定包裝和包裝箱標準，運用PDCA實現持續改進。最終發現，通過實現包裝標準化，提高了生產效率，降低了生產成本。

Abstract： By doing a research on the problem that the unbalance between the quantity of parts and cycle time for the company B， based on the lean product and the human engineering， while collecting the material package information， it drew up the packing standard according to productivity at present， the company finally achieved continuous improvement with PDCA method. It was proved by practice that the application of standardization of package increased the production rate and cut down the costs.

關鍵詞：包裝標準化；精益生產；人因工程

Key words： packaging standardization；lean production；human engineering

中圖分類號：J524.2 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）19-0186-03

0 引言

長期以來企業對于原料包裝這一物流指標不夠重視，忽視其對生產的影響作用，但原料包裝與物流效率、生產成本、生產產能都有密切關系。包裝標準化指根據生產實際產能，對外部采購的原料包裝進行統一定義，形成規范標準。包裝標準化主要體現在最小數量和包裝方式兩個方面，以往的原料包裝方式主要滿足供應商的生產能力和包裝習慣，不利于企業零件管理，所以對原料包裝進行標準化的研究對企業產能提升，成本降低具有十分深遠的意義。

在包裝標準化方面，國內外研究學者進行了一系列的探索與研究，如：Sher Paul Singh[1]總結了一套包裝標準確定流程，并運用在芒果銷售和運輸過程中，提高芒果的運輸效率和加強了對芒果的保護；Bo Rundh[2]總結說明了包裝在企業生產中的運用方法，以及對于企業提升市場競爭力的作用；王曉紅[3]分析了包裝在物流管理中的地位和降低成本的作用，并分析了國內外包裝發展的過程以及未來發展的趨勢，表明包裝標準化未來研究的必然性和必要性；莫森，胡立德[4]通過分析運輸包裝尺寸制定的標準和流程，提出了基于運輸包裝尺寸系列的運輸包裝標準化取用模型，為運輸包裝尺寸的選取提供了理論依據；李國芳[5]等通過對清真食品的包裝過程進行分析，提出加強清真食品包裝環節的控制對于現實需求的意義與價值；曾敏剛[6]等為降低物流行業物流成本，提出了一套運輸包裝尺寸制定規則，通過對包裝的標準化實現最終目標，文中提出用整數分割和組合分割兩種方法確定運輸包裝系列尺寸，通過建立以運輸距離最小為最終目標的函數模型求解最優的運輸包裝尺寸等等。

本文主要基于前人的研究，對原料包裝的數量和包裝箱材料進行優化，并對其在生產產能方面的提升作用進行研究。

1 現狀分析

B公司主要業務為電動工具，共為四個生產事業部，公司內部生產線主要以組裝線為主，裝配零件均來源于外購，公司在推行精益生產過程中，對于零件的質量有嚴格要求，但是對于包裝數量和方式卻缺少標準化，包裝數量由供應商確定，主要滿足供應商的運輸和包裝能力，外包裝箱主要為紙質箱，規格主要分為A型箱，B型箱，C型箱三種，在日常生產運營中，原料的流動過程為：原料先由供應商通過貨車運送到公司卸貨平臺，然后由功能通過叉車入庫，等待生產訂單下達到倉庫部門后，再由倉庫物料員選取物料通過物料牽引小車運送到生產車間，停放在各生產線指定的物料存放區，并將產線產生的原料包裝箱運回倉庫包裝回收區，同時線上物料員將原料分配到指定工位，零件流動過程圖和紙箱流動過程圖分別如圖1和2所示。

通過對包裝現狀和原料在企業流動過程分析，可以發現包裝對企業造成的主要浪費現象有：①各零件包裝數量混亂，增加線上零件管理難度；②增加物料員拆包分包時間，影響產線正常上料，造成不必要的等待時間；③增加換線時間，降低產線柔性；④零件紙箱包裝過大，不利于零件直接上生產線，同時增加了產線原料存放點占地面積。

2 包裝優化改善

針對以上發現的浪費現象，運用“5W1H”技術對線上操作人員以及管理人員進行訪談，深入了解生產工藝流程以及包裝對于生產和運輸的影響，根據提問結果，提出以下優化。

2.1 包裝數量優化

選取企業生產線25為研究對象，該線主要裝配圓鋸工具，平均日產能為1030臺，每日3班，單班產能為343臺，物料小車供料頻率為每15分鐘一次，將部分現有包裝情況統計匯總如表1所示，從表1可以看出，零件包裝數量雜亂不一，如開關、板簧等零件的包裝數量目前大于單班最大生產量，且部分零件的單箱重量大于15kg，不滿足人因工程[7]的要求。

理想中的原料包裝數量應完美匹配產線的生產產能，所以我們在對包裝數量進行優化的依據應充分考慮產線的實際產能，并考慮人因工程學中對于人體最佳工作負荷要求以及行業標準要求[8]，單箱重量不宜超過15kg，所以后續設定的原料包裝數量應滿足以下兩個條件的約束：

其中n表示為平均日產能，設置5%的寬放率，防止由于物料小車運送不及時導致的停線現象發生，m表示單位零件的重量。

以維修扳手為例，計算優化后的包裝數量，由前文可知平均日產能為1030臺，扳手單位重量為32/50=0.64kg，本文主要考慮的因素為安全因素，所以先滿足重量要求，由公式（2）可得數量應不大于23個，再由公式（1）得x不大于33個，再根據供應商實際的生產能力和包裝實際情況進行調整，最終選定維修扳手的包裝數量為單包20個單箱40個，單箱質量為12.8kg，其余零件也按當前方法進行計算，得到最終的零件包裝情況表，如表2所示。

2.2 包裝箱優化

依據包裝數量優化統一后的結果，將包裝箱由原來的紙箱換成塑料箱，箱體規格主要分為A箱，B箱，C箱，D箱，E箱五種類型，見表3，同時將公司零件按尺寸大小分為Ⅰ類大型零件，如機殼、護罩、電源線等；Ⅱ類中型零件，如維修扳手、定轉子、手柄等；以及Ⅲ類小型零件，如螺釘、彈簧、定位銷等，在功能上，A箱，B箱，C箱分別用于供應商提供Ⅰ類，Ⅱ類，Ⅲ類三種類型的零件，用于工廠和供應商之間的外部零件運輸工作，而D箱和E箱則分別用于倉庫補充生產線Ⅱ類和Ⅲ類零件，用于倉庫與生產線內部零件補充工作，這五種塑料箱中A，D，E三種類型的塑料箱可直接上線使用，B，C兩種類型的塑料箱為周轉箱。最后對紙箱流動過程和倉庫供貨看板進行優化，如圖3和表4所示。

2.3 日常管理優化

為進一步加強改善效果，對日常管理內容進行優化，將原料包裝標準檢查納入日常管理任務中，檢查內容包括核對供應商送貨包裝是否符合標準、零件入庫包裝是否符合標準、零件上線包裝是否符合標準等，并對員工進行包裝標準培訓，培養員工的標準化意識，提升員工標準化素養，從而達到加快改善措施落實進度，增強改善效果的目的。

3 效果分析

通過對比改善前后25號裝配線各關鍵指標，將其匯總如表5所示，并分析得以下結論。

①瓶頸節拍得到降低。由實踐證明，線上單個拆包按單位工時計算平均時間為0.3min，整條生產線的VT（Value Time）增長10%，所以從表3可以看出，通過實施包裝標準化后，25號裝配線的瓶頸時間由原來的73.03s降低至66.08s，提升整體裝配生產效率。②生產能力有所提升。對比改善前后產能數據可知，25號線平均日產能由原來的1030臺提升到1139臺，提升10.58%。③廠房和包裝箱利用率有所提升。通過實現包裝標準化，減少了線上不增值的拆包工作，塑料箱實現物料直接上線，減少線上不必要的包裝箱存放，減小產線面積，產線面積由68.25m2縮減至50.63m2，包裝箱的損耗率由15%降低到4%，提高廠房和包裝箱利用率。

4 結語

本文以B公司生產線25的原料包裝為研究對象，對原料包裝數量和包裝箱尺寸和材料進行優化改善，旨在探究原料包裝標準化在產線產能提升方面的潛力，研究結果表明，標準化的包裝對企業產能提升和成本降低都有明顯效果，證明了包裝標準化的應用潛力，后續運用PDCA方法進行持續改進[9]，選用產線新的產能作為包裝匹配依據，制定新的原料包裝標準，以達到持續改進的目的。

參考文獻：

[1]Sher Paul Singh. Development of New Standardized Package System Interfacing with GMA Pallet for Imported Mangos to the United States [J].Journal Qf Applied Packaging Research，2014，101（8）：11-28.

[2]Bo Rundh. Packaging design： creating competitive advantage with product packaging[J]. British Food Journal， 2009， 111（9）： 88-102.

[3]王曉紅.現代物流標準化與包裝標準化[J].包裝工程，2005（02）：82-84.

[4]莫森，胡立德.運輸包裝尺寸標準化研究[J].物流科技，2008（04）：4-6.

[5]李國芳，姜濤，焦育榮.論清真食品包裝[J].中小企業管理與科技，2011：67-69.

[6]曾敏剛，朱佳.汽車零部件運輸包裝尺寸標準化研究[J].工業工程與管理，2013，18（2）：31-38.

[7]閆紀紅，婁旭偉，盧磊.裝配作業人因工程實驗平臺的設計與開發[J].實驗室研究與探索，2016，09（35）：76-81.

[8]湯伯森.運輸包裝學[M].北京：化學工業出版社，2012：2-27.

[9]Donald R. Stokes. Dimensional Standardization of Shipping Containers， Pallets， and Transport Equipment [J]. Agricultural Research Service， 2000：91-102.