電動工具傳統流水線到U 型線的改造

伊振芹

（同濟大學，上海 200092）

1 研究對象及目的

本研究以處于傳統勞動密集型行業中的電動工具企業J公司為主要對象。J 公司是中國第一批電動工具貼牌代工企業，在2008年左右最高峰時年營業額達到 20 億人民幣，工廠員工總數達到2000人。但是，隨著經濟水平的發展，物質供應越來越豐富，最終用戶不再滿足于單一的產品，使得J公司傳統35人以上的流水生產線無法適應，因此損失了大批客戶及訂單。所以該公司不得不立即實施改革，縮短換線時間，引進更多自動化設備，以降低生產成本。本研究通過對精益生產理論及其工具的學習和運用，同J公司的團隊一起，對其生產現場和生產線進行改進。幫助工廠建立小單元生產的U型線，目標包括：減少工人數量，緩解招工難的問題；縮短換線時間，提高加工效率，降低MOQ和縮短交期。

2 精益生產理論基礎

精益生產起源于日本，發展于美國。精益生產方式是戰后日本汽車工業遭到的“資源稀缺”和“多品種、少批量”的市場制約的產物。本文重點研究單元化生產工具并將之實踐在工廠生產線改造中。

單元化生產的基本原則為：

①使用最小空間②靈活配備人員和產量目標方便換線，縮短換線時間④采用無WIP的單件流

單元化生產與傳統流水線的區別：

①工序間機器作業步驟能夠連續，組成一個個小的加工單元，消除工序間的在制品。②減少操作員的等待，優化工序設計，流動速度加快③多技能作業員：要求并且便于生產人員進行不同作業，合并不同工序④減少上下料成本，節省空間：物料循環U型線一周，有一個工件進入生產單元的同時，就會有一個工件流出生產單元，流經路線短。

這種精益的思想就是通過生產過程整體優化，改進技術，理順物流，杜絕超量生產，，有效利用資源，降低成本，改善質量。

3 對傳統生產線進行改造

3.1 項目計劃階段

項目成敗的關鍵在于執行力，而好的執行力，需要完善的計劃來保證。項目立項之初，該項目組集合銷售，生產，IE，設備，測試，工程等相關人員，共同制定了完善的項目執行計劃。

3.2 現狀分析階段

J公司現有的總裝生產線是傳統的直線型，一條生產線包括：部件預裝配，總裝，及包裝。以出貨量最大的直流電鉆JS6132為例，共需配備37人。如圖1、圖2。目前存在的問題有：

①人員需求量大。②質量問題。從前道裝配到大貨，有幾十道工序，難以排查原因。③在工作站設計方面，僅憑一直以來的實際操作經驗，等待及動作的浪費很多。④在物料準備方面。只要一個零部件沒有到，整條線都不能啟動。⑤工人坐著工作，擾亂操作節拍，拖延導致整條生產線效率降低。⑥生產性物料及生產半成品的上下料及流轉，需要更多的空間，產線拉的太長，運送成本隨之增加。

圖1 現有直線型流水線

圖2 現有直線型流水線

因此，我們對現有的生產線工序分進行了完整的分析。發現目前此線三個部分的人員分布為：預裝：8人；組裝線：9人；包裝線：20人。

以上工作共有34個工序，利用IE測量法對每個工序的工作時間進行記錄并統計，由于篇幅所限，這里不添加每個工序的cycle time列表，僅把總周期時間列出來。同時統計出單小時產出產品數量，以及單小時單人產出UPPH（unit per hour per person）及整條線的耗時記錄及統計，得出結果如表1。

表1 完整工序分析

根據線平衡計算公式：線平衡=生產工序總時間/(最大工序時長*工序數量)，由此得出，目前的三條生產線的線平衡率都較低，最低的預裝線只有76%。單小時單人產出過低，只有10.2件。

3.3 改進設計及實施階段

新設計U型生產線，結合單元化生產理論及工具，以及工廠現狀，需要遵循的原則有：減少對人工的依賴，節省生產線空間，縮短上下料距離及時間以及要解決線平衡的問題，減少浪費。

重新制定合理的工藝流程，合并相關工序，結合實際，設置U型線目標如下：

表2 新U型線目標

對現有流程重新設計，將預裝，組裝及包裝工序合并在一起，從齒輪壓軸套，到壓裝電機齒輪箱，到總裝包裝，設計成7個工作站。這7個工作站，把以前37個人的工序合并，根據這個工藝流程，重新設計U型生產線。

對新生產線進行試運行之前，需要對工人進行完整深入的培訓。工人需學習新的技能，熟悉新的SOP，新生產線必須經過多次試跑，管理人員也要轉變思路。

圖示UPPH的趨勢圖，截取了9月1日到9月18日的生產記錄，可以明顯的看出，運行中是有一些反復的，但是經過一些調整及適應過程后，產量穩步上升，在9.18日達到了10.7件單人單小時。線平衡率達到了85.5%。

經過兩個月的試運行及爬坡過程，新的U型線運行順暢，初步達到了預定的目標。工廠順利的將傳統長直流水線改造成了U型線，對小批量多批次的訂單，都可以快速切換，換線時間從以前的2個小時，縮短到了45分鐘，大大降低了生產成本。

4 總結及改進

該生產線改造項目，借鑒了國內外先進的精益生產理論及經驗，結合工廠實際，制定了明確的實施計劃及步驟。把傳統長直線改造成了更為靈活的單元生產線，更能適應現在多頻次小批量訂單的需求，可以適應更低的MOQ和更短的交期。

下一步工作計劃，是要在完成一條生產線的改造后，逐步應用到其他產品及產線上，推動整個工廠生產線的改造。

此外，工廠除了生產線改造，仍存在以下幾個問題，需要逐步提升：

自動化程度低：目前注塑生產線仍大量依靠人工，一臺機器需要一個工人取件及修邊。需要增加機械手及流水線，節省人工成本，提高效率。

5S及kanban需要進一步改進：做好可視化管理，改進現場管理，借鑒先進經驗，提高5S及kanban水平。

員工流動性大：隨著內陸及西北地區的發展，越來越多的工人選擇就近就業，長三角地區對外地工人的依賴度非常高。需要創造更好的工廠環境，提高工人待遇，留住更多工人。

相信工廠經過持續不間斷的改進，逐步提高競爭力，在國際經濟增長趨緩的情況下，通過提高內部管理，降低生產成本，減少不良率，減少浪費，節約人工，依然能夠保持良好的運營狀況。