關(guān)于KD車間大件地攤作業(yè)產(chǎn)能的研究和應(yīng)用

劉強　周雯蕓　林德富

關(guān)鍵詞：KD車間；N+1作業(yè)；大件包裝；產(chǎn)能公式

中圖分類號：U468.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

在汽車出口業(yè)務(wù)中，KD（Knock Down，散件，即將汽車總成打散成散件）出口業(yè)務(wù)模式相較于整車出口來說，具備進(jìn)口關(guān)稅低、運輸成本低、進(jìn)口國產(chǎn)業(yè)扶持優(yōu)惠以及當(dāng)?shù)厣a(chǎn)成本低等優(yōu)勢，產(chǎn)品在當(dāng)?shù)厥袌龈懈偁幜1]。考察汽車出口排名靠前的中國車企近年的出口銷量，可以看到自新冠疫情以來，中國汽車出口量增長迅猛（圖1）。在中國汽車出口排名前5 位的企業(yè)，都在海外市場設(shè)置了KD 工廠進(jìn)行散件組裝和銷售，降低成本，提升產(chǎn)品競爭力。KD 業(yè)務(wù)已成為中國車企在海外深耕市場的主要業(yè)務(wù)手段。

KD 車間在KD 業(yè)務(wù)中占有重要地位，是KD 零件包裝和發(fā)運的主體。KD 車間的產(chǎn)能能否滿足海外市場的迅猛增長需求，成為各大車企越來越重視的事情。

如圖2 所示，KD 零件按照作業(yè)類型可分為紙箱件和大件。紙箱件通常為較小的零件，種類多，包裝方案簡單，適合先用紙箱包裝，然后再將紙箱裝進(jìn)木箱。大件通常為尺寸較大的零件，零件種類相對少，包裝方案復(fù)雜，直接裝進(jìn)木箱。大件作業(yè)量在KD 車間的比例一直都較大，據(jù)統(tǒng)計大件CASE 量占整個KD 車間包裝CASE 量的比例超過2/3。因此對大件包裝作業(yè)模式研究和產(chǎn)能研究也成為KD 車間包裝產(chǎn)能研究中的最重要一環(huán)。

查閱KD 車間產(chǎn)能研究的相關(guān)文獻(xiàn)，只有一篇文章專門介紹了產(chǎn)能，其他文獻(xiàn)提到了包裝作業(yè)流程改善等。李洪華及團隊研究了KD 車間產(chǎn)能的影響因素[2]，但并沒有給出包裝產(chǎn)能的具體表達(dá)式，也沒有對大件作業(yè)的具體研究。龔改民及團隊介紹了KD 零件包裝輸送線的工藝[3]，主要針對紙箱件，對于大件并不適合。郭宇翔團隊和黃浩研究了KD 車間大件流水線的工藝，將大件包裝流程創(chuàng)造性地分解成流水線工藝，投入了很多輸送線設(shè)備，增加了助力設(shè)備，解決了大件包裝作業(yè)勞動強度大的問題[4-5]。

在各家車企KD 車間實際的包裝生產(chǎn)運行中，發(fā)現(xiàn)大件流水線作業(yè)存在著一些弊端，如投資成本過高、占地面積大、利用率低（受訂單量波動及本地化影響大）以及零件適用性低（適合于幾類固定的大件）等。大多數(shù)企業(yè)還未批量運用流水線模式，仍然采用傳統(tǒng)地攤作業(yè)模式。大件地攤作業(yè)模式具有投資少，零件適用性強，占地面積小等諸多優(yōu)點，運行成本十分低廉，仍然是KD 車間大件作業(yè)的主要模式。因此研究大件地攤作業(yè)的產(chǎn)能具有一定的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟效益。

1 大件地攤作業(yè)模式介紹

KD 車間大件地攤式作業(yè)的場地分為一條條包裝作業(yè)道，每個包裝作業(yè)道有兩條道，一條道放零件，一條道放木箱（圖3）。車身大件（門蓋總成）的包裝作業(yè)流程，可分為叉車作業(yè)和包裝作業(yè)兩塊，由不同的人員和團隊完成（圖4）。大件作業(yè)從鋪貨開始，由叉車駕駛員鋪放零件料架和木箱。然后由一個包裝小組負(fù)責(zé)包裝作業(yè)，準(zhǔn)備包裝輔料，按照包裝方案進(jìn)行零件定位，并將零件一個個放入木箱中進(jìn)行固定，完成包裝和封箱。最后由叉車駕駛員鏟走零件料架，將成品木箱（即CASE）轉(zhuǎn)運到成品CASE存儲區(qū)。這樣一個包裝作業(yè)道完成一次輪轉(zhuǎn)，進(jìn)入到下一個“鋪貨—包裝—清空”循環(huán)。

大件地攤作業(yè)最經(jīng)濟的作業(yè)模式為“N+1”的輪轉(zhuǎn)作業(yè)，即N 個包裝作業(yè)小組和1 個叉車駕駛員，占用“N+1”個作業(yè)道，實現(xiàn)交叉輪轉(zhuǎn)作業(yè)。大件“N+1”作業(yè)模式具體如下。

包裝場地上有“N+1”個作業(yè)道，N 個包裝小組占用N 個作業(yè)道，每個小組錯開時間段開始包裝，錯開的時間段為1/N h。剩余1 個作業(yè)道用于叉車司機提前鋪貨和清空作業(yè)道，作業(yè)時間同樣為1/N h。叉車駕駛員每完成一個作業(yè)道的工作，就有一個包裝小組完成包裝作業(yè)，輪轉(zhuǎn)過來開始新的作業(yè)道包裝作業(yè)。N個包裝小組和1 個叉車駕駛員都在不停作業(yè)，實現(xiàn)兩者作業(yè)時間上的無縫銜接和作業(yè)道的交叉銜接，不會產(chǎn)生過程等待。通過大件“3+1”輪轉(zhuǎn)作業(yè)示意圖可以直觀地看到（圖5），包裝小組和叉車作業(yè)的無縫銜接和輪轉(zhuǎn)順序。

在上述“N+1”作業(yè)模式下，對于“N+1”個作業(yè)道而言，投入額外的包裝小組或者叉車只會造成人力資源和設(shè)備的閑置和浪費，不能提升產(chǎn)量。

2 大件地攤作業(yè)產(chǎn)能公式

根據(jù)“N+1”作業(yè)模式介紹，大件地攤作業(yè)的產(chǎn)能為大件作業(yè)區(qū)能容納的最大包裝小組在一定時間內(nèi)連續(xù)不斷地輪轉(zhuǎn)作業(yè)產(chǎn)生的產(chǎn)量，由此可以推導(dǎo)大件地攤作業(yè)的產(chǎn)能公式。

定義大件包裝作業(yè)的周期為Tp（Packing），即包裝小組進(jìn)入作業(yè)道開始到人員撤離作業(yè)道的時間（圖4 中“揀/ 送輔料”至“釘標(biāo)簽”工序），大件地攤作業(yè)區(qū)域可容納的最大包裝小組數(shù)量為Np（g Packing group）；每個包裝作業(yè)道擺放的CASE數(shù)為Nc（p Case/Packing path）。如果每年300 個工作日，兩班“11+11”工作，11.00 h 制的有效工作時間為9.67 h，那么年有效工作時長為：

3.1 大件包裝產(chǎn)能提升的方法和實際案例

以下僅以減少大件包裝作業(yè)周期T_p來探討。圖4 中大件包裝作業(yè)流程圖有20 個活動和步驟，作業(yè)流程長，步驟多，很難將每個步驟的時間等量分配給大件包裝小組的每個組員，必然會造成組員之間的等待。因此需要針對包裝作業(yè)流程進(jìn)行優(yōu)化和再造，縮短包裝作業(yè)周期時間，提升包裝效率。

根據(jù)ISO9000中對流程的定義來看，流程是一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動，這些活動之間存在著一定的邏輯關(guān)系。流程再造就是改變這些活動以及相應(yīng)的邏輯關(guān)系，增加、減少和改變現(xiàn)有流程，設(shè)計出新的流程。流程再造的基本方法有消除、合并、改變和新技術(shù)這四類[6-7]。

（1）消除：業(yè)務(wù)流程中的活動一般分為3 類，即增值活動、非增值活動和等待。一般來說增值活動不應(yīng)消除，非增值活動需要評估是否能消除，而等待必須消除。

（2）合并：針對重復(fù)性的活動，或者同一活動被多個組織重復(fù)執(zhí)行，這些都需要合并處理，保留一個即可。

（3）改變：指改變活動的先后順序、串并聯(lián)關(guān)系以及執(zhí)行者等。

（4）新技術(shù)：新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用于流程再造活動中。如IT 技術(shù)應(yīng)用于業(yè)務(wù)管理，使用自動化產(chǎn)線設(shè)備改變原有的生產(chǎn)模式等[8-9]。

下面內(nèi)容介紹兩個流程再造方法優(yōu)化包裝作業(yè)流程的實際案例。

3.2 供應(yīng)商原包裝到貨

供應(yīng)商原包裝到貨，即供應(yīng)商按照KD 出口包裝的方案進(jìn)行送貨。貨物到達(dá)KD 車間后，無需翻包裝，直接使用供應(yīng)商的包裝從而完成拼箱操作。供應(yīng)商原包裝到貨對于供應(yīng)商和KD 車間來說是雙贏的解決方案，一則供應(yīng)商無需考慮料箱料架的回收，也不用為KD 業(yè)務(wù)投入料箱料架，而且車輛裝載體積提高，減少了送貨成本，二則KD 車間省掉了轉(zhuǎn)包裝過程，包裝作業(yè)周期大幅縮短，減少了包裝材料成本，同時降低了人工成本。

從流程再造的理論來看，供應(yīng)商原包裝到貨再包裝作業(yè)流程消除了部分活動，縮短了包裝作業(yè)流程。圖6 為大件翻包裝與原包裝作業(yè)流程對比，包裝作業(yè)過程減少了至少6 個活動，叉車作業(yè)過程也減少了一半活動，包裝作業(yè)周期和叉車作業(yè)周期均得以大幅減少。

2017—2022 年，經(jīng)過不斷地推動供應(yīng)商大件原包裝到貨，原包裝比例逐步增長，大件包裝作業(yè)周期也逐年減小，叉車作業(yè)周期也逐年遞減（圖7）。

3.3 大件輔料集成優(yōu)化

對于一些車身自制件的大件，如車門、頂蓋和側(cè)圍等，其包裝作業(yè)流程最繁雜，工序最多，包裝小組人員也多達(dá)6 ～ 8 人，小組內(nèi)人員包裝等待現(xiàn)象嚴(yán)重。因此可以采用流程再造理論，優(yōu)化作業(yè)流程，對一些活動采取消除、合并和改變，提升生產(chǎn)效率[10-11]。

觀察車身自制件的包裝作業(yè)過程，發(fā)現(xiàn)在釘EVA 和木方條定位這兩個環(huán)節(jié)發(fā)生的等待現(xiàn)象最嚴(yán)重。以右前門為例，總計有10處定位操作，其中EVA 與木方條集成定位有5 處，EVA 直接定位在木箱上有5 處（圖8）。這些定位工作都是在包裝作業(yè)道現(xiàn)場作業(yè)，先用1 件右前門在木箱上擺放以確定各個EVA 槽的定位，然后才開始擺放其他零件，因此在正式擺放包裝零件前有40 min左右的定位準(zhǔn)備時間，造成其他組員等待。

為此，項目組依照流程再造理論制定以下方案，減少包裝作業(yè)周期。

（1）制作EVA 和木方條定位模板。采集多組零件包裝的EVA和木方條定位尺寸數(shù)據(jù)，計算出各個定位位置尺寸的均值，以此均值制作各EVA 和木方條的尺寸定位刻度模板。再以模板試樣包裝幾批零件和木箱，驗證模板數(shù)據(jù)的有效性。

（2）將流程部分活動由串行改并行。根據(jù)觀察，木方條裹膜、5 處EVA 與木方條集成均為獨立的操作工序，可以提前準(zhǔn)備，不需要等待零件送到包裝作業(yè)道后才開始做。可以依據(jù)定位模板提前制作準(zhǔn)備一些庫存。

（3）IT 技術(shù)應(yīng)用。優(yōu)化IT 作業(yè)系統(tǒng)，零件配送到包裝作業(yè)道后自動產(chǎn)生輔料需求信息，生成輔料拉動任務(wù)。因此可以將輔料揀料和送料從包裝作業(yè)里剝離出來，放在鋪料框后，與鋪木箱同時進(jìn)行，這樣可以大大節(jié)約包裝作業(yè)周期，也不增加鋪料準(zhǔn)備周期。

實施上面3 種方案后，對包裝作業(yè)流程前后進(jìn)行對比（圖9）。經(jīng)過測算，車身自制件大件包裝作業(yè)周期相比之前從3.00 h 縮短為2.50 h，節(jié)約了0.50 h。

4 結(jié)束語

圖7 大件原包裝率與包裝時間周期本文對KD 車間大件地攤作業(yè)方式給出了最經(jīng)濟的“N+1”作業(yè)模式介紹，闡述了該模式下產(chǎn)能公式推演過程， 給出了詳細(xì)的產(chǎn)能公式。從公式中可以找到提升大件包裝產(chǎn)能的方法和思路，并用實際案例進(jìn)行驗證可行性，不但能幫助企業(yè)準(zhǔn)確測量KD 車間的大件包裝產(chǎn)能，實際案例還可供汽車KD 同行們參考。同時本文只對KD 車間大件包裝產(chǎn)能進(jìn)行了研究，還缺少對KD車間其他區(qū)域的產(chǎn)能研究，仍需積極探索和研究，給出整個KD車間的產(chǎn)能模型和公式，幫助企業(yè)全面了解KD 車間的產(chǎn)能以及產(chǎn)能提升方法。

作者簡介：

劉強，本科，工程師，研究方向為KD 車間生產(chǎn)運行管理。

周雯蕓，碩士，工程師，研究方向為KD 車間物流規(guī)劃。

林德富，本科，工程師，研究方向為KD 服務(wù)采購。