基于全生命周期的整車制造效率提升策略

□ 孫亦炯

上海汽車集團股份有限公司乘用車公司 上海 201804

1 研究背景

汽車作為我國新型支柱產業,對經濟發展具有較大推動作用。汽車制造成本控制是汽車企業提高市場競爭力和利潤的重要手段,其中,人力成本主要采用單車生產工時和人均產量指標來衡量。對汽車企業制造系統進行改進,提高生產效率,具有重要意義。以往的研究多注重于現場效率提高[1],筆者基于整車生命周期的多個階段對整車制造效率進行分析,統籌考慮產品的全生命周期,從多個維度共同提升整車制造效率,縮短整車生產工時[2]。通過某企業實踐表明,應用基于全生命周期的整車制造效率提升策略,能夠有效提高生產效率,這一研究結果可以為汽車企業提高生產效率提供參考。

2 整車制造效率影響因素

單車生產工時由三部分組成:增值工時、非增值工時、損失工時,如圖1所示。精益產品設計可以縮短增值工時,精益規劃可以縮短非增值工時,現場管理指標體系和工具方法可以保證持續實施改善,提升飽和度與線平衡,同時縮短生產線開動等損失工時,三者共同作用,能夠提升整車制造效率[3]。

▲圖1 單車生產工時

通過對單車生產工時進行分析,得到產品各階段整車制造效率的影響因素,見表1。

表1 整車制造效率影響因素

由以上分析可見,整車制造效率提升,需從產品設計階段開始關注,眾多汽車企業并未過多關注產品設計與工藝規劃,僅從現場改善入手,往往達不到應有的效果。

3 產品設計優化方法

最好的產品是沒有零件的產品,這是產品設計的最高境界,表明用戶關心的是產品的功能和質量,而非產品的內部結構及實現形式。優良的產品設計往往可以在保證產品主體功能的前提下實現零件結構與數量的優化。產品設計環節只占產品成本關鍵影響因素的5%,對產品的影響卻能夠占到70%。產品成本關鍵影響因素如圖2所示,可見產品全生命周期的早期階段非常重要[4]。

在傳統汽車行業中,采用增值工時作為衡量產品設計影響整車制造效率的核心指標[5]。增值工時指進 行焊接、涂膠、噴漆、安裝等增值工作的操作時間。結合某企業歷史項目中產品優化的成功案例,主要從零件布置優化、模塊化設計、零件結構優化三個維度進行產品設計增值工時優化工作。具體優化方法與實例見表2。

▲圖2 產品成本關鍵影響因素

表2 增值工時優化

4 工藝規劃優化方法

工藝規劃指對設備選型、作業流程編制、工藝實現方式等方面的綜合規劃[6],完善、合理的工藝規劃可以保證車間高效穩定運行。常規的工藝優化方法有布局優化、路徑規劃、工時平衡率改進等,筆者主要從主線工時一致性與自動化兩個維度進行分析。工藝規劃工時優化方法見表3。

目前主流汽車生產模式為柔性化、多車型共線生產,一條生產線同時生產多個車型。不同車型的造型、尺寸、平臺、工時各不相同,同車型的高低配版本、燃油車與混動車型的裝配工時差異同樣很大,會導致主線工時不一致,造成整車制造效率降低。

在產品更新迭代過程中,由于功能新增、客戶多樣化需求等,會在原有車型基礎上導入新車型,導致各主線工時溢出或個別工位工時縮短,從而使工時浪費。提升各車型主線工時一致性,可以減少工時浪費。主線工時一致性優化如圖3所示。

表3 工藝規劃工時優化方法

▲圖3 主線工時一致性優化

傳統的汽車制造方式工藝復雜,工人操作不便,效率較低,并且存在操作失誤帶來安全隱患的風險。通過自動化手段可以有效避免以上問題,在提前設置各類參數、調試設備后,只需相關人員進行簡單的操作,便可以實現整車的制造。在生產過程中出現問題時,應用自動化技術,設備可以及時報警并自行簡單處理,必要時還可以切換為人工操作。如某汽車企業應用液態阻尼墊自動噴涂設備后,不僅可以減少瀝青隔聲墊鋪設人員,而且能夠避免因鋪設零件帶來的對人體健康的影響,一舉兩得。

5 現場效率優化方法

從工業工程角度出發,評價現場效率的一級指標為單車生產工時,二級指標有多個,其中增值比、工時飽和度、生產線平衡率三個二級指標最能反映實際情況。增值比是工位增值工時與總工時之比,工時飽和度指節拍時間內工位操作時間與實際節拍之比,生產線平衡率是各工位操作時間平衡狀態的衡量指標。

增值比、工時飽和度、生產線平衡率并不是三個獨立的指標,不能單獨作為車間生產效率的考核指標[7],三個指標的綜合提升才能體現出有競爭力的勞動生產率。通過綜合考量這三個指標,有目標地改善其中不足之處,能夠在總體上提高勞動生產率,提升整車制造效率。增值比、工時飽和度、生產線平衡率三者關系見表4。

表4 增值比、工時飽和度、生產線平衡率關系

現場浪費指生產制造過程中不產生價值的工作,工業界通用的理念是將現場浪費細分為七種,合稱七大浪費。

大野耐一理論認為,減少一成的浪費,就等于增加一倍的銷售額[8]?，F場浪費的存在極大降低了生產效率,增加了生產成本,對整車制造效率提升有不利的影響。通過準確識別現場浪費并進行改善,可以提升整車制造效率,縮短單車生產工時[9]。

現場浪費診斷識別活動流程如圖4所示,由車間改善負責人、現場工段長、班組長、精益改善小組進行不同維度診斷識別,不同參與人員的診斷識別活動條款和改進各不相同。

現場工段長、班組長對單獨作業區域的現場浪費問題進行識別,并實施改進,具體內容見表5。

表5內容是基于具體操作行為的改進,即點層面的效率提升。從點層面的效率提升擴展至整體效率提升,需要使用工業工程的改進工具及方法,統計分析整體數據,從工位級、班組級、工段級上升至車間級,這是精益改善小組的工作,具體內容見表6。

▲圖4 現場浪費診斷識別活動流程

表5 現場工段長、班組長診斷識別內容

表6 精益改善小組工作內容

整車制造效率提升是一項全員參與的持續改善活動,現場管理人員不僅需要在提升過程中對問題點進行跟蹤與記錄,做好階段性總結,確保問題能夠有效解決,而且需要不斷強化自我提升意識,提高自身改善能力,并且結合持續改進過程、改善達人等相關獎勵機制,輔助員工提升意識,激勵員工主動提出改善建議,并協助員工達成,從而確保全員參與的效率持續提升工作有效開展,并達到預期的提升效果。

6 結束語

整車制造效率高低關乎汽車企業的市場競爭力,筆者重點分析全生命周期整車制造效率的影響因素,結合產品設計、工藝規劃、工廠運營三個階段提出切實可行的整車制造效率提升策略,有助于汽車企業更好地實施效率改善,提升企業競爭力。