精益思想在HL汽車零部件公司產能提升中的應用

摘要：本文以精益思想為指導，分析HL汽車零部件公司影響產能的主要因素，并根據汽車主機廠產能需求，制定改善方案，從提升二級供應商準時到貨率、提升瓶頸工位節拍和制定員工激勵政策3個方面開展改善。此外，本文還創意性地將線平衡墻工具應用于機器人，對比改善前后數據，產能提升效果明顯，對汽車零部件公司精益改進具有借鑒意義。

關鍵詞：精益生產;準時到貨率;瓶頸改進;產能提升

中圖分類號：C931.9

文獻標識碼：A

0引言

Z公司是國內知名汽車公司，在芯片短缺、疫情影響和電力不足等重重困難下，全力沖擊年度生產目標，以滿足市場銷售需求。Z公司于2021年9月啟動年度生產沖刺，10—12月份每月生產目標相比9月份增長1倍，因此在零部件供應方面存在很大困難。為此，Z公司決定外派專家團隊進駐零部件供應商支持產能提升。

HL汽車零部件公司（以下簡稱HL公司）是其中所派駐支持的一家，是Z公司的一級供應商，主要生產車身鈑金件，在產能方面存在較大缺口。同時，受國內原材料、人力成本等價格上漲因素影響，如何以較低的成本投入獲得產能快速提升，是HL公司與外派專家團隊面臨的重要課題。

1產能分析

外派專家團隊進駐HL公司后，聯合HL公司管理團隊，成立精益改善小組，以精益思想為指導，并結合國內精益生產應用的優秀案例[1]，快速展開產能影響因素分析。通過小組調研討論，確定對產能提升影響較大的2個因素如下。

1.1二級供應商供貨不及時

當前受國內限電、原材料價格上漲以及招工困難等因素影響，二級供應商供貨存在較大問題。走訪調查給HL公司供貨的16家二級供應商，評估供貨情況（表1），其中A、B、E這3家二級供應商供貨問題較大。近期也時常因為這3家二級供應商供貨問題，造成HL公司生產線缺料停線，或調整生產計劃與人員安排，對運行效率與產能輸出造成很大影響，需重點跟進改善。

1.2HL公司部分零部件產能存在瓶頸

HL公司共供貨Z公司E50車型28個零部件，改善小組對每個零部件的生產節拍進行測定。根據產能公式：

產能=節拍×運行效率×每班時間×班次

HL公司每天產能情況匯總如表2。目前Z公司E50車型的生產需求是1300件/天，而HL公司供貨中I～IV這4個零部件的產能低于需求。

2產能提升

精益生產方式源于日本豐田TPS，核心思想就是消除一切浪費，以最小的投入實現最大產出[2]。精益推行不宜死搬硬套，應根據目標或者需求，因地制宜，理念導入，輔以適當工具，不斷提升業務指標，形成全員參與的創新改善文化。改善小組決定將精益理念、工具融入到HL公司的生產運行管理中，幫助HL公司以較小的投入快速提升產能，以滿足客戶Z公司裝配生產需求，助力年度沖刺目標完成。

2.1提升準時到貨率

二級供應商供貨的不確定性，對HL公司產能影響重大，尤其是對生產計劃、人員及庫存的安排，會造成很大浪費，缺料嚴重情況下還會造成汽車主機廠停線損失。從二級供應商供貨情況調查表中可以看出，缺貨最嚴重的3家二級供應商主要影響因素：限電、缺原材料和缺操作人員。

了解到困難后，制定改善措施：通過協調發電機自行發電、協助人員招聘以及幫助采購原材料等方式，幫助其迅速提升產能。同時，經過以上改善措施后，還供貨不及時的二級供應商，采用轉移部分模具至其他二級供應商的方式，降低其產能供應壓力。通過一系列活動后，HL汽車零部件公司因二級供應商物料供貨不及時導致的停線時間，由原來每天≥800min降至100min左右，有效保證了產能輸出。

2.2提升瓶頸工位節拍

整個系統的有效產出往往由系統中最薄弱的瓶頸環節決定[3]，而對瓶頸環節的改善能有效提升系統產出。HL汽車零部件公司作為Z公司主機廠供應鏈系統中的一個環節，產能低的零部件影響整個系統的產出。在HL公司的產能分析中，共有4個零部件產能是低于客戶需求，對這4個零部件的生產情況進行分析，結合焊接工藝的特點，從工藝、設備、物料擺放以及生產模式等方面開展改進，有效提升產能輸出。

E50左/右后側圍內板焊合件由2條生產線生產：A線和B線，這2條生產線布局、工藝一樣。以A線為例，其生產布局如圖1。一條生產線同時加工左/右后側圍內板焊合件2個零件，每個零件共有4道工序，1臺機器人焊接2個拼臺，人工負責上件取件（注：人工上件取件時間較短，小于機器人焊接時間，不影響生產節拍），產能由機器人焊接時間決定。

根據客戶1300件/天需求，目標節拍是提升至60JPH（注：每小時生產60個零部件），單條線提升至30JPH，每120s就要生產1個零部件。改善小組應用工業工程中的魚骨圖、線平衡墻和ECRS（取消、合并、重排和簡化）等方法[4]，從人、機、料、法、環等方面對生產線進行分析，并應用線平衡墻、ECRS方法制定并實施改進方案。

2.2.1提升瓶頸節拍

因人工上件取件時間不影響生產節拍，改善小組對機器人每個工序的焊接時間進行測定，并制作改善前機器人線平衡墻（圖2a），線平衡率為94%，其中有3臺機器人的焊接時間超出目標時間120s。經與設備團隊討論，通過優化機器人運行軌跡、提升機器人運行速度等方式，機器人焊接節拍從27JPH提升至29JPH以上，改善后線平衡墻如圖2b，線平衡率提升至96%。

2.2.2減少非增值時間損失

改善小組對每道工序進行拍攝視頻，進一步查找其中的浪費點。

改善點1：優化機器人電極頭修模時間。機器人電極頭修模頻次為3次/h，單次修模時間為20s，通過優化電極頭修模軌跡，在不降低修模質量的前提下優化了修模時間，時間由20s降至7s，每天可以多生產13件。

改善點2：優化物料布局擺放。操作員工最主要工作是重復上料取件，簡單重復，每天步行多。通過優化物料擺放，方便員工更高效操作，減少步行、判斷和人機工程問題，降低員工的非增值活動，提升員工積極性與幸福感。

2.2.3最大化利用瓶頸

以上2項改進后，E50后側圍內板焊合件生產線仍為整個系統的輸出瓶頸。為最大化利用瓶頸產能，采用“人停機不?！狈绞剑瑔T工輪流休息吃飯，每天可多生產30件。同時，針對E50左/右后側圍內板焊合件生產線，安排專人進行物料補充，減少缺料停線時間，充分利用瓶頸資源。

A線運行穩定后，將改善推廣至B線。通過以上所有改善后，“A線+B線”節拍達到59JPH，同時通過優化機器人修模時間以及“人停機不?！边\行模式，增加產能86件/天，實際產能輸出達到1300件/天以上，可滿足汽車主機廠產能需求。

E50前圍板焊合總成是由1臺焊接機器人、1名操作工生產完成。機器人焊接左右兩個拼臺，人工負責上件取件，節拍由機器人焊接時間決定。改善前節拍為53JPH，明顯低于需求。經與工藝團隊討論，對焊接工藝進行拆分，分為定位焊和補焊。原焊接機器人只進行定位焊接，并增加一臺機器人進行補焊。經此優化后，節拍由改善前的53JPH提升至70JPH（圖3）。

E50后端板生產模式與前圍板焊合總成類似，改善前節拍58JPH，低于客戶產能需求。通過優化機器人運行軌跡、提升機器人運行速度等，節拍由改善前58JPH提升至62JPH（圖4），可滿足客戶需求。

2.3員工激勵政策

HL公司采用計件方式，激發員工積極性，對提升產能具有重要意義[6]。因此，制定員工激勵政策，如產能之星、合理化建議等激勵政策，全力提升產能。產能之星激勵政策，以提升員工操作積極性、減少機器等人為目標，每周評比產能輸出最多的5名員工，在車間宣傳公布，并給予獎品激勵，每天產能輸出得到了進一步提升。合理化建議激勵政策，以提升員工參與改善的積極性為目標，員工提出改善建議后，改善小組評定可行性，經采納就給予現金獎勵，極大提升了員工的改善能動性，營造全員參與改善的文化氛圍。

3產能提升效果

改善小組合理將精益理念、工具融入到HL公司的運行管理中，理念先行，輔以工具分析與改進。經過二級供應商準時到貨率提升、瓶頸工位節拍提升以及制定員工激勵政策等改善后，HL公司E50系列零部件產能得到明顯提升。改善前最低產能零部件為前圍板焊合總成，實際每天產出1100件/天;改善后最低產能零部件為左/右后側圍內板焊合件，實際每天產出1300件/天。瓶頸輸出提升后，整個系統產出由改善前的1100件/天提升至1300件/天，為客戶Z公司年度生產目標完成貢獻力量。

4結束語

本文以精益思想為指導，分析了HL公司影響產能的主要因素，結合精益生產與工業工程方法理論制定改善方案，提升了二級供應商準時到貨率。同時，應用魚骨圖、線平衡墻和ECRS方法分析與改進，并創意性地將線平衡墻工具應用于機器人，有效提升了HL公司整體產能輸出，滿足客戶汽車主機廠需求。

HL公司在產能提升中，取得了階段性成果，后續還需建立一套適合汽車零部件公司的精益體系，持續創新改進，為客戶創造價值，為“中國制造2025”貢獻力量。

【參考文獻】

[1]白心闊.基于精益生產的某汽車電子開關生產線產能提升研究[D].浙江工業大學，2015.

[2]李洪華，劉強.基于精益生產的KD車間產能提升應用研究[J].汽車與駕駛維修，2021（04）：94-96.

[3]陳維晉.基于約束理論的M公司酸軋機組產能提升研究[D].南京理工大學，2014.

[4]王彥軍.DA公司汽車零部件生產線平衡優化研究[D].吉林大學，2013.

[5]易樹平，郭伏.基礎工業工程[M].北京：機械工業出版社，2012.

[6]章清.一線員工人格特征與計件工資激勵效果關系分析[J].現代商貿工業，2016（09）：67-70.

作者簡介：

李洪華，工程師，碩士，研究方向為精益生產、現場改善等。