TPS在鉗體支架機加單元的應用研究

黃梅仙

摘要：本文分享了一個TPS項目策劃和推進案例，該項目通過對現有的產品的工藝、設備布置、工裝、節拍等的調研、針對瓶頸項進行改進，提高產品單件節拍，從而提高總體產能。

關鍵詞：TPS;標準化;瓶頸;平衡;ECRS

0引言

豐田生產方式，縮寫為TPS，目的是消除浪費，創造出高質量、高收益。豐田生產方式是誕生于1976年石油危機的時候。賣方市場逐漸轉變為買方市場，顧客的個性化越來越強烈。在這種背景下，泰勒創造的科學管理和福特創造的流水線生產方式，不再適應時代的需求，豐田式生產方式逐漸成為各制造業學習并推行的主流生產模式。

一、豐田生產方式的體系和基本思想

制造成本可分為三類，一是材料費，二是勞務費;三管理費用。提高利潤的方式有三種，一是提高銷售價格;二是多產多賣;三是降低成本。

在賣方市場的時候，定價權在于企業，因此銷售價格= 成本+ 利潤。隨著買方市場的到來，銷售價格取決于消費者，利潤= 銷售價格- 成本。

TPS就是通過徹底消除3MU來確立高質量高收益的體制。Muri就是超負荷的人或設備，Muda就是浪費，Mura就是不均衡。

真正的效率就是以最低的成本生產出可銷售的產品數量。例如，顧客需要的產品數量為100個，而實際生產了120個，那么多余20個產品將賣不出去，成為浪費。

一切浪費的根源在于生產過量，生產過量還包括提前生產。TPS的兩大支柱就是準時化和自動化。準時化就是適當的時候生產適當的量，自動化就是自動停機，不生產不合格品。為此，必須要消除生產過剩、不良品、停工等活、動作、搬運、加工本身、庫存等七種浪費。

1、策劃

公司于2007年，推行TPS，選取一個典型產品作為推進TPS的代表性產品。

該產品A生產流程如下：

采購→鑄造→機加→清洗→鍍鋅→清洗→裝配→入庫→出貨。

TPS實施的步驟，首先對整個流程的各個環節進行詳細的描述，運用工業工程的ECRS原則，進行分析和改善;然后對作業進行時間測定，聯合操作和人機工程的分析;再對動作進行分析。改善以后，必須進行標準化，包括作業順序的標準化，在制品數量的標準化，平面布置的標準化。在推行過程中，要逐步使得不合格品率無限趨向于零，使設備故障時間無限趨向于零。

2、分析：

例如A產品的機加到裝配的環節細化表示，以A支架機加為例的流程描述如下：

拉削定位面0.62Min

檢驗1Min

銑R2.6Min

檢驗1Min

鉆鉸導向孔及安裝孔12.6min檢驗1Min

搬運 70M

檢驗1Min

搬運 50M

清洗1Min

搬動 20M

電鍍2Min

檢驗1Min

搬運 60M

暫存1 天

搬運500M

吹掃1Min

通過對上流程的分析，我們發現只有加工和裝配操作是增值的，檢驗、搬運、儲存應盡可能減少，同時要做到生產的同期化，在適當的時候提供適當的量的產品。我們必須要在鉗體開始裝配時，保證產品A前鉗體、前支架、外協配件是齊全的，并且恰好同時到達裝配車間，數量匹配。

3、機加的現場調查和實施：

首先在機加車間進行TPS的一些基礎工作，做好5s工作，即整理、整頓、清掃、清潔、素養。

通過5s活動，設備完好率提高了20%，設備故障時間降低了23%，生產準備時間從原來的1 小時減少到20分鐘。工人的士氣大幅度上升，執行率從過去的70%，提升到了95%。

第二是標準化。首先將整個流程分段，分為鉗體機加、支架機加、清洗、電鍍、裝配。對各個工段進行詳細的分析，鉗體機加單元，從流程圖中可以看出，有4 個檢驗項目，機加完工后，還必須要搬運50米，到總檢的地方進行檢驗，檢驗工作繁多，重復，且不能為產品增值。運用工業工程的知識，按照ECRS原則，對檢驗工作進行合并，將檢驗工作放在機加完成后進行，并做好標記，一旦發生質量問題，能夠追溯。

A前鉗體原先各工序之間的時間相差很大，通過對刀具的挑選和數控程序的調整，得到了較為平衡的時間，由于OP40的車床每次只能裝夾1 件工件，因此配備了2 臺設備。改進前的A前鉗體的機加工單元的配置，見下統計：

OP10銑R：機器時間240S，工件數2，裝夾時間35S，設備數量1 臺，單件時間138S;

OP20鉆導向孔：機器時間141S，工件數2，裝夾時間20S，設備數量1臺，單件時間81S;

OP30鉆放氣孔及進油孔：機器時間192S，工件數2，裝夾時間20S，設備數量1 臺，單件時間106S;

OP40車缸孔：機器時間196S，工件數1，裝夾時間25S，設備數量2臺，單件時間111S;

改進前，工序間的滑道上擺放了20多件的在制品、工件容易碰傷、操作不按順序，沒有針對瓶頸時間去操作、從而造成產能的浪費。

A前鉗體的機加工單元進行工裝改進，改進后的配置，見下統計：

OP10銑R：機器時間200S，工件數2，裝夾時間35S，設備數量1 臺，單件時間118S;

OP20鉆導向孔：機器時間121S，工件數2，裝夾時間20S，設備數量1臺，單件時間71S;

OP30鉆放氣孔及進油孔：機器時間172S，工件數2，裝夾時間20S，設備數量1 臺，單件時間96S;

OP40車缸孔：機器時間196S，工件數1，裝夾時間25S，設備數量2臺，單件時間111S;

A前鉗體的機加工單元平面布置位置描述：

毛坯架

成品架??? OP10

OP40???? OP40

OP30???? OP20

從上示意圖中，得OP10到OP20距離較遠，OP30到OP40物流往回流，需要減少走動距離。從表1 可以看出，機器加工時間比較長，裝夾時間相對較短，工人空閑現象嚴重，采用兩個操作工，人工利用率低。而且動作不規范，沒有規定作業順序。

通過組合票的分析，可以知道采用一個人操作，時間上是否來得及，空閑時間有多少。

為了減少走動距離，調整OP10的設備位置，新的設備平面布置位置描述：

毛坯架OP10

OP30???? OP20

OP40???? OP40

成品架

通過工業工程手法，減少了走動距離6 米，減少了一個操作工。并將制品數量規定為8 個。節約人員后，提高了100%的人員使用率。

同樣，對A支架機加工也進行了優化和標準化。

通過分析，機加單元完工到總檢需要搬運50米，再搬運50米到清洗，再搬運20米到電鍍，電鍍后，在半成品倉庫存儲1 天。為此，將總檢和機加最后一序的檢驗工作合并，減少搬運距離100米。取消機加完工品在半成品倉庫的存放，在機加單元和裝配單元之間設立2 小時的庫存，并運用看板進行信息的傳遞。

4、裝配的現場調查和實施：

調研發現生產線很不平衡。高壓檢測環節是瓶頸。可用生產線平衡率圖來描述。

對于瓶頸工序，采用拆分和技術改進的方法，縮短時間，生產線產量提升了10%。通過人機工程的分析，將第1 序和第2 序合并，可減少1 個操作工，將第8 序和第9 序合并，減少了1 個員工。改進后的生產線平衡率可用圖來與前圖對比。

5結語

通過TPS的推行，A鉗體支架機加單元，由原來的每個班23人，降為15人，節省了34%的人工，為企業節約了勞務費24萬元/ 年。在制品數量，由原來的3 天，減少為1 天，節約固定占有資金60%。生產周期，由原來的5 天，縮短為3 天，縮短了40%。實施改善的生產線年產能平均提升了10%。

參考文獻：

【1】日，大野耐一，豐田式生產管理，1976;