精益生產在汽車企業生產管理中的應用

汪元

摘要：精益生產是一種國際上著名的先進的管理思想。針對某公司的生產實踐，運用了生產線平衡、快速換模等先進技術，并運用 ECRS、5W1H等 IE技術，解決了該公司的生產問題。對各改進措施進行了評估，并制定了相應的改進措施，以保證改進計劃的執行，期望通過實施“精益制造”來達到減少廢物、減少費用、改善自身及增強競爭力的目的。

關鍵詞：精益生產；生產線平衡率；全面生產維護；快速換模

精益生產是起源于豐田公司的一種生產方式，將精益理念融入組織結構、生產過程、開發設計及質量管理等各方面，使得生產過程緊密相連，及時準確地滿足顧客的個性化、多元化要求，減少生產過程中的不必要的資源，進而提高產品質量，以達到提高企業競爭力的目的。

精益生產的改善活動主要是圍繞著“精”和“益”兩個方面所進行。“精”意為精練、精細、精確，其目標是通過對產品和流通過程中的價格流動進行分析，以降低或排除無價值的活動，從而簡化流程，降低成本，減少不必要的虧損[3]?！耙妗敝覆粩嗵岣撸淳嬷圃焓遣粩嗵岣叩囊粋€進程。目前，企業的主要目標是：以顧客需要為中心，采用“5 S”、全面生產管理（TPM），采用品牌管理和時間管理，以六西格瑪、全面質量管理（TQM）等手段，提升企業質量，并以質量為先作為基礎，以持續改進作為目的，達到效益最大化。

精益生產的原則如下：

（1）價值原則 ?企業的精益生產活動從顧客的需要開始。公司應當總是從顧客的觀點考慮其產品和提供服務的價值，以及它能否給顧客提供同等的收益。凡是未能給顧客帶來價值的環節和服務，都會被認為是一種資源的浪費，因此，公司必須盡力降低和排除那些沒有價值的廢物和沒有價值的行為。

（2）價值流原則 ?價值流就是為滿足顧客要求而采取的行動或措施。包含了價值和非價值兩個方面，以及材料和資訊的流通。“浪費”是一種在價值流程中不能帶來附加值的消耗，是一種不能帶來價值的行為。對價值流程的認識也是一種認識廢物的流程。

（3）流動原則 ?無論是大規模的或精細的，流量都很關鍵。在企業的運行中，企業可以清楚地意識到廢物的產生，并及時地采取行動，以達到其最大的效益。

（4）拉動原則 ?“需求牽引”指的是按顧客的要求生產，顧客對所需的物資流量進行調控，這樣就能在顧客有需要的情況下，及時獲得所需的商品，這就可以防止庫存堆積、生產等待以及其他不必要的廢物，從而達到最小的生產成本和最大的價值。

（5）盡善盡美原則 ?完美就是追求完美，一個公司經過了前四個重要階段以后，就會從各方面得到很大的提高，而這種提升是沒有盡頭的，必須對公司的缺陷進行不斷地完善。

X公司所處行業是中國的一個新興行業，公司的主要精力都集中在生產上，但對生產的控制并不嚴格。近年來，隨著產量的下降，生產和經營出現了問題。通過到該公司深入調研，對其目前的生產、運營情況和存在問題有了一個全面的認識。

生產現場存在的問題分析

1.生產線不平衡

座位組裝工廠共有四條座位組裝流水線，前2號座位組裝流水線是X公司的主要生產流水線。X公司的座位裝配生產線上，生產流程比較復雜，大部分是手工作業，工人工作量不均衡，作業周期不均衡。這些工藝有時僅用數十秒鐘，而另一些則要用上百秒來做，嚴重影響了生產率。

2. 自動化率低

X公司的座椅和泡沫制造工藝，大多都是手工進行，特別是整個座位裝配全靠手工進行，自動化程度極低，不但浪費人力和費用，還會影響到產品的品質和工作效率。

3. 換模效率低

由于顧客的產品日程表經常變動，加上銷售快件等緊急訂貨，在X公司的發泡工廠，一天大概要更換6個模具，每一次更換模具所花的時間大概是435s，而由于更換模具導致的停機周期在40min以上，極大地降低了的生產速度和生產率，從而導致X公司的資源大量流失。換模面積的計劃、人員技能、事前準備、標準化作業和后期作業的改進都會對換模的效果有很大的影響。X公司模具更換工藝中的某些環節不夠科學，使得部分原本可以進行的工作必須在更換模具的時候完成，從而延長了模具更換周期。另外，模具更換工作的安排也不夠科學，部分工作可以同時換模，但不能同時進行卸模，這就導致了作業的工作量增大。

問題成因分析

要想把精益管理思想引入和實施起來，關鍵在于管理者是否愿意，而要做到這一點，就必須讓整個公司的人都知道，這是一件非常重要的事情。X公司也進行了一次“精益制造”，但其實施中仍有許多缺陷，其原因有如下。

1. 精益生產理念的普及不足

精益制造是一種要求所有員工理解并支持和參與的工作。從X公司的現狀來看，大多數的精益生產觀念還只是管理者之間的溝通，而下級流水線工人對此知之甚少。比如，許多一線的工人覺得，只要當天能完成一天的工作，那么無論工作時間有沒有平衡，或者有沒有因為工作的不平衡而受到影響，他們都會把工作做好。盡管許多生產線的指標都與精益生產相關，但一線的工人們并不了解這些數據的含義，只是被動地從上級那里接收指令。

2. 激勵制度不健全

另外，X公司的獎罰機制并不完善。對于那些提出了良好的持續改進方案的人，應當給予相應的獎賞，以鼓勵他們主動地提供改進方案，或者主動地參加到提高工作效率中去。

3. 溝通渠道不暢通

公司的交流渠道是一種強大的手段，可以讓雇員把問題向上級匯報，并把指示傳遞給下屬。溝通渠道不通，導致公司難以進行高效的溝通，員工在工作中的好點子難以得到及時、高效的貫徹。

基于精益生產的生產現場改進方案

1.生產線平衡優化

2#座位裝配流水線是X公司的主要產品，該產品為多個品種的混合流水線。由于各車間的作業需要的時間不能完全相同，且各車間之間的工作節奏也不盡相同，從而使快速生產的工作臺在等候中被耽誤，從而產生了工作時間的浪費。X公司要求采用取消、合并、重排的方式，采用自動控制的方式來改善生產線的均衡，減少工序的廢品，降低生產費用。

流水線的“瓶頸”就是一條流水線上最費力的環節，其工作效率受到極大的制約，因此要靠持續改進關卡來提升整個流水線的均勻度。首先對所需的工作進行認真地觀測和記錄，對各工序進行逐一地拆分和記錄，再利用秒表進行定時。每次作業必須完成五次作業，每次作業次數愈多，資料愈精確。在完成了記錄以后，對各個工序的平均處理時間進行了計算，然后將各工序的靜態作業時長相加，得到的數據就是作業所需要的時間，數據收集見表1。

X公司2#流水線的用戶月需求是15 840個，假設一個月有22個工作日，可以得出平均每日產量15840/22=720臺。流水線上的工人一天工作9h，采用兩班生產模式，因此，流水線的工作節奏應該是： ? ? ?TT=2×9×3600/720=90 （s）。

根據上述各工位數據資料，對2#裝配線的平衡情況進行了分析，得出的生產線平衡圖如圖1所示。

從2#座位裝配線的設計中可以看到，FS01-2型工作臺的安裝、覆蓋層的泡沫塑料安裝及打包式導軌的使用周期為110s，超過了90s的生產周期。

經測算，目前的生產流水線均衡率 P=2060.2/11×30=62.43%，由此可見，2#汽車流水線的平均線平衡度偏低，低于公司的80%，造成了大量的資源消耗，應該進行流水線均衡的優化。

生產線均衡最優方式是指采用精益生產與工業工程學來改進生產線，以實現生產線的均衡，從而使之更貼近生產節奏。文章運用 ECRS和5W1H等方法，對2#座位裝配流水線的各工序進行了改進和優化，并對其進行了分類和調整，從而提高了流水線的均勻度。

1）2#座位裝配流水線共有30個工作臺，2個工作臺的工作時長超過了工作進度，所以必須優先改進這兩個工作臺。采用 ECRS、5W1H分析等方法對問題進行調查，確定問題的成因，并提出相應的對策。

通過以上問題分析，FS01-2的固定蒙皮與滑動軌道的工作和FS01-4的半成品的提取和處理工作合而為一。 FS01-3座椅整修與FS02-7、FC03工位內容存在一定重復，將重復工作去掉，并進行相應整合，FS01-3被取消。這樣不僅可以節省人力，還可以縮短FS-02的運行周期，在取消了一些工位后，FS01-2的工作周期縮短到了70s，縮短了逾40s。

2）用相同的方式，對運行時間在TT90以上的FC06工段進行了分析，將該工段的工作進行了拆分，并進行了調整，將前后滑動保護的工作分配到了FC10上，從而縮短了FC06的16s，使得生產更加均衡。

3）由于后方有一條流水線，FS02-6的后部整理工作分配到后工序各個部件裝配工位中，工作臺被撤掉，減少了每個工位1個工人。

4）將FS02-4工作臺的背部和兩邊的鉤子拆開，將上面的鉤子移到FS02-3，將FS02-4的工作臺移到FS02-5，取消了FS02-4工位。通過工位的取消，不僅減少了2名操作員（每班次1名），也使FS02-3和FS02-5的工作更為充實。

5）FC10工位的頭靠銷釘工作移至FQ01、FQ02和FC10工位被撤掉，每個工位均降低1人，而FQ01、FQ02的工作負載也得到了改善。

6）將FQ03的工作進行了拆分，將頭枕的位置移到FQ05，把FQ03的SBR和FQ04的 Buckle、 SAB等座位的安全部件檢查工位合并為一個工位，這樣，每個班次就會有1個工人被削減。經過上述工藝改進， X公司2#座位裝配生產線的生產效率明顯提高，生產線平衡比增加25%左右，并且減少10名工人。

2.提高自動化率

在科學技術和勞動力成本的日益增長下，工業生產中的自動化已逐漸發展。公司應當根據自己的實際狀況，對公司的自動化發展進行計劃，從目前較為簡單的方面著手，對相關的工藝進行優化，循序漸進，以達到精益制造的需要。精益小組已完成了一些自動改善工程，例如：前排座位螺釘固定機器人、SubLine半成品傳動帶、搬運機械手與機器人、自動噴碼機及脫模劑噴射機器人等。詳情見表2。

（1）機械臂 ?改進之前的前座要由操作員把它從生產線旁邊的料架和輸送皮帶上提起來，因為這是一個半成品，質量很大，工人的勞動強度很大。改進后用機械手將半成品直接輸送到輸送機上，減輕工人的工作強度。

（2）傳送帶 ?副線制作后的襯墊和后座改進后的邊框放在了裝料臺上，通過上料的工作人員將其運送至主干的有關位置。利用副線與主線的上端空間將兩條半成品輸送機輸送軟座和后座的半成品進行了銜接，不但節約了副線側的半成品料架及材料的占用，還節約了主線兩側的貨架和存放空間，最關鍵的是，減少了4名上料工作人員，大大降低了人力成本。

（3）靠背抓取機器人 ?輔助生產線上安裝了一臺機械臂，將裝配好的后座進行轉動，并將其放在傳送機上，在主干位置安裝一臺機械臂，將半成品的坐椅從傳送機上取下來，這樣既能省下兩個工人，又能減少縫紉和存放的工作量，又能避免因為工作壓力過大而導致的換班問題。

（4）自動螺釘擰緊機器人 ?采用自動控制方式，使座椅及椅背的安裝方式，從手工作業改為機械作業，既節約人力，又提高產品品質，降低由于手工作業造成的誤、漏料現象。在2號座位裝配流水作業中，采用以上方法進行了大量的投資，不但減少了2號座位裝配流水線的人力資源，而且大大的提高了生產的效率和穩定性。

（5）發泡自動噴碼機 ?在加入泡沫自動打碼設備以前，生產線上的泡沫要用質檢部門的人員手工在泡沫上打上一個時標，每隔兩個小時就會進行一次，這個時間點并不精確。添加了全自動打碼器后，在生產過程中，可以實現自動打碼，既節約了兩個質檢部門人員，又能準確地完成噴碼工作，利于實現泡沫生產的先進性。

（6）噴脫模劑機器人 ?手工噴灑的方法會導致大量的脫模劑由于模子的反彈而揮發，從而導致了脫模液的無端損耗。另外，常規的手工噴漆方法不但勞動量大，而且對操作人員的身體有害。與傳統的手工噴涂方法相比，采用電磁場對離型劑顆粒進行充電，并在其表面形成靜電，以增加離型劑的用量。同時，該系統還可以減少兩個工人的工作量，減少對工人的危害，同時還可以準確地控制離型劑的用量，節省了生產費用。另外，該系統的噴射軌跡更加平穩，不存在誤噴、漏噴等問題，同時還能提高泡沫的品質。

（7）自動清模機器人 ?機器人清模具時，可以在同一時間完成大范圍和強力的清模具，不會出現殘余物質引起的泡沫產生的硬節等品質問題，從而有效地保證了模具的品質。由于上下兩個方向都可以清洗上下模，既提高了泡沫生產線的工作效率，又節約了2名工人。

3.快速換模

X公司有兩個停線的主要原因：設備出現故障而導致的被動停線以及更換模具時的主動停線。對企業而言這是一種巨大浪費，因此需要企業利用快速換模（SMED）縮短停線時間。從現場考察的情況來看，X公司在換模過程中存在明顯的浪費，可以通過縮短換模時間，取得明顯改善效果。

（1）并行作業 ?對模具更換工藝進行了討論，并對其進行了剖析，得出了模具生產中存在著大量人手短缺和工作位置不穩定的問題。將原來的模具更換人數由4個增至8個，并對工作崗位再次進行了確定。隨著更換模子的鐘聲，4個卸模機工人來到更換模頭的位置，進行開門、掛鎖、卸模機等作業，然后將模子推到環形出口，而其他4個工人則前往換模區，將新模架機推上環形入口，再把卸下的模架機帶走，當裝配工人將新模制機推入環形線路進行裝配時，其他4個工人則將搬運的模架機退回到換模站。

（2）簡化作業 ?通過對其進行深入的剖析，得出了該系統的安全上鎖環節有一定的損耗。其主要問題是，在開鎖過程中，僅有一個開鎖孔，不便于使用，而且填入、開鎖等需要較多時間，因此，對其進行了改良，將其固定在一大型四眼特制的開鎖裝置中，便于使用。同時，將開鎖的形式從寫字變成選項，極大地縮短了鎖定和開鎖的過程，在室內節約52s。

結語

以X公司為例，針對其特點，將其應用于實踐，其改進效果有以下幾點：在對2#機組進行線路均衡的分析和優選后，采用 ECRS和5W1H法進行了工作臺分布的均衡，不但減少了工位的限制，而且節約了人力，提高了流水作業的工作質量。通過不斷改進，使生產線和泡沫生產線的生產率得以提高，從而確保了產品的品質。另外，每年節約人力費用134.4萬元，還可節約原料18萬元。由于采用了新模具迅速更換和 TPM，使工廠的設備停工次數大大縮短，使工廠產品的成品率和產量都有很大的提高，從78.89%的 OEE上升至84.96%。

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