單元生產(chǎn)在導(dǎo)管生產(chǎn)線的探索與應(yīng)用

李云艷 魯克 宋傳斌

摘要：單元生產(chǎn)是基于精益生產(chǎn)理念的一種現(xiàn)場生產(chǎn)組織方式。本文選取導(dǎo)管生產(chǎn)線，通過對該生產(chǎn)線進行產(chǎn)品族分類、設(shè)備布局調(diào)整、工藝優(yōu)化、培訓(xùn)多能工、精細化排產(chǎn)，提出單元化生產(chǎn)模式方案并實施。結(jié)合實際生產(chǎn)狀況，發(fā)現(xiàn)單元生產(chǎn)模式可大幅縮短物流距離、提高產(chǎn)品質(zhì)量、壓縮交付周期、減少生產(chǎn)浪費，對提高公司生產(chǎn)力有著極為重要的意義。

關(guān)鍵詞：單元生產(chǎn) ?設(shè)備布局優(yōu)化 ?提高生產(chǎn)力

引言

單元生產(chǎn)方式能很好地應(yīng)對多品種、多批次、小批量、短交期、定制化、更新快的市場需求形態(tài)，已逐漸成為現(xiàn)代制造企業(yè)競相采用的先進制造方式[1]。 “單元生產(chǎn)”是將在制品和生產(chǎn)設(shè)備按種類分成若干個單元，再由一個或者幾個作業(yè)人員共同承擔(dān)完成單元內(nèi)的所有工序，單元生產(chǎn)管理方式開始逐步在生產(chǎn)制造領(lǐng)域使用。本文以導(dǎo)管生產(chǎn)線為例，探索用于提升生產(chǎn)力的單元生產(chǎn)管理方式。

1生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

導(dǎo)管屬于典型的小批量、多品種、高要求的零件。隨著訂單的飛速增長，傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理模式下的加班加工已然只能應(yīng)付臨時任務(wù)，而不能長久地滿足顧客高質(zhì)量快交付的要求。

導(dǎo)管零件因外形復(fù)雜的特性不適合大量庫存保管，但零件生產(chǎn)周期卻長，以某一批次零件（169件）為例繪制價值流程圖（圖1），生產(chǎn)周期高達81天，實際加工時間僅為33分鐘。該生產(chǎn)狀況導(dǎo)致其長時間出貨量不足和交期時間延遲，一直為生產(chǎn)瓶頸零件。

對零件加工情況進行實時跟蹤和全面分析，發(fā)現(xiàn)以下問題：

（1）生產(chǎn)周期長

通過對多批零件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和價值流程圖分析，生產(chǎn)周期高達81天，實際加工時間僅為33分鐘，同時因零件返工造成生產(chǎn)周期由原本的43天拖延至81天，生產(chǎn)周期延長了47%，嚴重影響產(chǎn)品準時交付。

（2）返工率高

為了方便車間管理，加工設(shè)備采用傳統(tǒng)機群式設(shè)備布局。一件零件從第一道工序到最后一道工序，需要在多個車間和多個機群式工段頻繁轉(zhuǎn)運，運行路線往返曲折。根據(jù)實際調(diào)查，繪制物流分布面條圖，發(fā)現(xiàn)每批零件加工的7個工序，需在13個設(shè)備工位之間來回轉(zhuǎn)運，從第一個設(shè)備工位到最后一個設(shè)備工位的物流距離高達2200米，極大地浪費了人力物力，且極易造成零件表面劃傷，零件因表面劃傷的返工率高達6%。

（3）生產(chǎn)過程不平衡

每臺設(shè)備加工時間不同，而設(shè)備數(shù)量沒有匹配平衡，導(dǎo)致數(shù)控彎管和清洗工時短的設(shè)備在等待普車和手工彎曲工時長的設(shè)備，造成大量零件的工序等待，人員利用率低，生產(chǎn)過程不平衡。

2精益加工單元的設(shè)計

2.1產(chǎn)品族分類

選定零件產(chǎn)品族是對零件進行相似性分族，尋找工藝相似高的零件，將看似孤立的零件分類成組，實現(xiàn)標準化作業(yè)，構(gòu)建加工單元。

項目組通過P-R分析法對產(chǎn)品類型、生產(chǎn)數(shù)量、工藝流程的相似性進行分析，將燃氣導(dǎo)管全部納入單元，并選取典型流程和典型零件。

將燃氣導(dǎo)管零件全部納入單元生產(chǎn)，并選取典型流程“下料→分光檢驗→普車→數(shù)控彎管→裝配→總檢”的零件作為構(gòu)建單元的試點對象。根據(jù)工藝流程的差異分為A、B、C、D類，從選取的試點對象中選擇產(chǎn)量最大、工序最長的A類產(chǎn)品作為典型零件。

2.2工藝流程分析及優(yōu)化

導(dǎo)管是由下料、分光檢驗、普車、數(shù)控彎管、手工彎曲、清洗和總檢等7個工序完成。

2.2.1 取消不增值工序

項目組對制造流程進行詳細梳理，按工序細化到每個動作進行拆分，繪制工序操作觀察表，發(fā)現(xiàn)了以下分光檢驗和清洗2個不增值工序，其中分光檢驗是避免混料，清洗是灰塵易進入導(dǎo)管內(nèi)。經(jīng)項目組分析，均為重復(fù)工序，取消不增值工序。

2.2.2 制定典型工藝規(guī)程

制定典型工藝規(guī)程，以典型零件A類導(dǎo)管為例，①A類導(dǎo)管：0下料→1普車→2數(shù)控彎管→3裝配→4總檢。②B類導(dǎo)管：0下料→1普車→2數(shù)控彎管→3總檢。③C類導(dǎo)管為0下料→1普車→2裝配→3總檢。④D類導(dǎo)管為0下料→1普車→2總檢。

2.2.3 ?工藝審查及改善

根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量分析和工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析，通過工序?qū)彶楸怼⒏纳茖嵤┍淼榷喾N精益工具，審查加工存在的問題，提出并實施更改下料區(qū)域、增加導(dǎo)管防護、數(shù)字化檢測等工藝改善方法，消除作業(yè)過程浪費。

2.3 ?設(shè)備布局調(diào)整

根據(jù)單元生產(chǎn)思路，項目組將設(shè)備布局由機群式布局改為單元流水線布局。導(dǎo)管零件的生產(chǎn)設(shè)備多為專用設(shè)備，同時為實現(xiàn)流水作業(yè)，單元里安排了2臺普車車床。

為最大限度地縮短物流距離，項目組選擇了流水形U形布局，每個設(shè)備間隔距離為1.5米，其中圓管切割機與拋光機有輕微粉塵統(tǒng)一隔離。

3單元運行

3.2培訓(xùn)多能工

3.1.1 ?必要性

項目組對所有加工工序繪制了時間觀察表，人機均無法分離。進一步對設(shè)備年基本運轉(zhuǎn)時間和產(chǎn)品年生產(chǎn)量工進行對比分析，得出設(shè)備有富裕產(chǎn)能，對應(yīng)的人員也有大量的空置時間。

在原有模式下，由6名工人獨立完成從下料到成品的工作。6個工人均需要對產(chǎn)品有很熟練的了解，技能培養(yǎng)跟不上，產(chǎn)品的質(zhì)量難以保證。人員進行多能工培訓(xùn)和調(diào)配，可達到人員與設(shè)備利用率最高化。

3.1.2 ?多能工工作模式探索

采取培養(yǎng)多能工的措施，擴大知識技能水平，操作人員成為多功能工，實現(xiàn)多工序操作，例如普車與下料、普車與拋光、數(shù)控彎形與手工彎形的多工步或多工序連續(xù)操作，實現(xiàn)單元內(nèi)人少化作業(yè)，將6人降至3人操作。

運行一段時間后，效果良好，單元內(nèi)僅3人操作，人員工作量飽和，有效提高人員利用率。

3.2 精細化排產(chǎn)

工段長只將任務(wù)量分配給單元，單元內(nèi)具體的排產(chǎn)由單元長負責(zé)，各型號調(diào)度計劃員將導(dǎo)管的交付節(jié)點、生產(chǎn)數(shù)量、到料情況共享給單元長，單元內(nèi)所有工序每周或每天的生產(chǎn)任務(wù)由單元長直接管控。同時將導(dǎo)管的排產(chǎn)由任務(wù)下達順序更改為按焊接需求進行拉動式排產(chǎn)

3.3 ?工藝改進措施

3.3.1 在線檢測

燃氣導(dǎo)管外形復(fù)雜，尺寸多為三維空間尺寸，故其檢驗時間單件高達為15分鐘。故項目組引進設(shè)備代替檢驗員100%標準樣件對比目視檢的低效檢驗方式，實現(xiàn)數(shù)控彎管的在線檢測，檢驗時間縮短至2～5分鐘，大大提高檢測效率。

3.3.2 增加防護

燃氣導(dǎo)管的返工原因均為導(dǎo)管表面劃傷。故項目組采用置物架和專用轉(zhuǎn)運車替代大盒子轉(zhuǎn)運，同時工藝文件規(guī)定燃氣導(dǎo)管普車工序后每個工序加工完成后單根導(dǎo)管套塑料網(wǎng)套進行表面防護。

3.3顯性化管理

結(jié)合AOS推行方案，在精益單元現(xiàn)場設(shè)立看板，將每周生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)問題顯示在看板上，有效避免出現(xiàn)實際加工與理論計劃存在出入的現(xiàn)象，對單元生產(chǎn)計劃的執(zhí)行過程實現(xiàn)科學(xué)高效管控。

4效果檢查

單元運行1年后，隨機選取了某一批次零件（261件）為例繪制了新的價值流程圖（圖8），生產(chǎn)周期僅為7天，返工率為0。

同時物流距離由2200米縮短至7.5米，有效縮短了物料搬運距離，降低了工人勞動強度。導(dǎo)管生產(chǎn)線的工人數(shù)由6人減少至3人，有效提高了人員利用率，增加了職工收入。

5 ?總結(jié)

單元化生產(chǎn)模式在導(dǎo)管生產(chǎn)線上進行大膽探索，這種生產(chǎn)模式是通過多種精益生產(chǎn)工具的聯(lián)合使用，采用產(chǎn)品族分類、調(diào)整設(shè)備布局、工藝優(yōu)化、培訓(xùn)多能工、精細化排產(chǎn)等諸多方式，達到消除浪費、提高質(zhì)量、提高準時交付率的目的。本文提供的方案，顯著提高了生產(chǎn)效率，對提高公司生產(chǎn)力有著極為重要的意義，具有可行性與有效性。

參考文獻：

[1]鄒家軍，汽車密封件生產(chǎn)流程的精益生產(chǎn)研究[D]，東南大學(xué)，2010