面向離散型中小企業的裝配車間精益物流系統設計

劉 磊 王 朔 付亞杰

(唐山晟群科技有限公司，河北 唐山 063000)

面對著經濟、技術全球化的飛速發展，離散型中小企業面臨著巨大的挑戰。如何快速地對客戶定制需求做出反應，并能夠在交付周期內低成本、高品質的完成生產，是離散型中小企業提高競爭力、迅速占領市場的關鍵。

離散型生產是指以不同的物料經過非連續的移動，通過不同路徑，生產出不同的單件或小批量零件和產品[1]。相較于連續型企業，具有以下幾個特點：(1)按照客戶需求定制設計、生產。(2)產品結構及工藝流程復雜。(3)自動化水平低，產品質量依賴工人技術水平。(4)生產管理難度大，信息反饋不及時，生產周期不易控。(5)供應商及客戶不易管理[2]。

文獻[3]針對離散型企業的生產計劃排產進行了分析研究，并驗證了該方法的有效性和可行性。文獻[4-6]通過計算機技術分別實現了離散型企業設備管理系統、生產監控系統、庫房管理系統的設計與實施。關于離散型企業其他一些研究多集中在物聯網[7-8]、智能制造[9-10]、MES[11]的等高尖端技術方面。中小企業體量小、資金不足，不具備開展相關工作的條件。此外，由于管理模式落后，先進管理系統的引進多以失敗告終[12]，生產問題不但沒得到改善，反而給企業帶來了巨大的經濟負擔。對于中小企業而言，當務之急是先進管理模式的建立與實施，從基礎做起持續不斷地優化改善，提升企業的管理水平。本文將從精益生產的角度，對其主要產品全藥品智能發藥機(以下簡稱“發藥機”)的裝配車間的物流系統設計進行探討。

1 模塊化備貨生產

為了實現產品的柔性設計與生產，發藥機的研發工作采用模塊化設計方式開展，在設計階段就充分考慮客戶的個性化需求。建立功能模塊模型庫，定制設計階段直接調用標準模型，并根據客戶需求分析建立標準版產品模型，標準化設計有助于保證產品的穩定性。由于訂單的個性化和隨機性，針對不同的功能模塊需要采用差異性的備貨生產方式，根據功能模塊的生產特性將其分類如表1所示。

表1 模塊分類表

(1)備貨生產應均衡協調物料計劃和生產計劃，避免待工待料的浪費。

(2)預測生產應綜合考慮訂單和生產情況，避免過多過早生產。

(3)備貨數量嚴禁超出最大需求量，避免占用大量的流動資金。

(4)做好供應商管理，尤其是定制零部件及輔助模塊的供應商，確立穩定地供貨質量及周期。

(5)生產過程中如有訂單插入，應以訂單為主導制定新的生產計劃。

2 物流路線設計

按照發藥機的備貨生產流程，將其裝配車間分為：零件庫、物料周轉區、模塊裝配區、半成品周轉區、總裝調試區和發貨區共6個區域。根據上文所述，綜合考慮功能模塊的備貨生產方式，確定工序流程圖如圖2所示，其中〇表示加工生產，▽表示存儲[13]。

根據SLP設計方法[14]，對各工作區域間物流強度進行分析，采用U型布局方式，繪制裝配車間布局示意圖如圖3所示。U型布局方式可以有效地避免物流的交叉回流現象以及過長的搬運距離，開放式區域劃分可以充分利用空間、便于大型重型物料的搬運。

3 物料流轉模式

以拉動式生產方式[15]為基礎，結合裝配車間的布局方案，建立拉動式物料流轉模型如圖4所示，實線表示物流，虛線表示信息流。

本文采用精益生產中“水蜘蛛”的概念，將復雜物料領用流程轉變為由訂單驅動的物料配送方式，其具體流程如下所示：

(1)生產計劃下達后，零件庫制定物料采需求計劃進行采購，供應商進行定制供貨，物料直接送達物料周轉區和總裝調試區。

(2)水蜘蛛將相應的物料配送至總裝調試區。

(3)總裝調試區在半成本周轉區領用備貨，并填寫領用看板，開始總裝調試。

(4)模塊裝配區在半成品周轉區獲取領用信息后，在物料周轉區領用物料并填寫領用看板，開始進行備貨補充。

(5)零件庫在物料周轉區獲取領用信息后，制定物料需求計劃進行采購，供應商進行補充供貨。

此流程形成物料流轉的閉環管理，各工作區域間通過管理看板形成信息交互，流程簡單，便于物料的快速流轉和管理。但是，會加重零件庫工作負擔，物料供應不及時會嚴重影響生產進度。傳統的庫房管理中，按照物料種類進行存儲，忽略了物料的生產屬性。在拉動式物料流轉模式中物料采購、入庫、配送均以模塊為單位進行，各功能模塊一般都包含機械標準件、電子元器件、機加件、鈑金件和耗材等多種類物料，水蜘蛛需要在多個貨架間穿梭尋找物料，耗費大量的時間和體力。所以本文提出以模塊為基礎進行初步分類，然后再按照物料種類進行細分存儲，最后模塊通用零件集中存儲、特種物料特殊存儲的方法，模塊化物料分類模型如圖5所示，以此減少水蜘蛛尋找物料的時間以及走動距離，極大地提升了工作效率。

4 結語

從生產方式、物流路線和管理模式3個方面，對離散型中小企業的裝配車間進行物流系統設計：首先依據物料的生產特性建立了模塊化備貨生產模型，然后通過產品工序流程分析進行裝配車間的布局設計，最后建立了拉動式物料流轉模型，并提出了模塊化物料分類管理方法。該物流系統以精益思想為基礎，可以保證產品低成本、高品質地快速交付。