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基于精益生产的作业改善研究 |
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作者：慈铁军 唐贵基 向玲 |
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随着国际市场的激烈竞争，作为“世界制造工厂”的中国面临的压力也越来越大。虽然我国企业的生产管理水平在一定程度上已有很大提高，但是与世界先进企业相比，还存在很大的差距，这些差距主要不在生产设备方面，而在生产管理方式上，如何进行管理提升成为企业的当务之急。精益生产追求“尽善尽美”和“精益求精”，对成本和质量做到最佳配置，使客户满意，企业利润增长方面效果显著。所以笔者认为精益生产应是解决中国企业目前问题的最佳答案。
1 精益生产的理论分析[1-2]
精益生产方式是满足市场需求多元化，运用多种现代化管理方法和手段，以充分发挥人的作用为根本，整体优化，有效配置和合理使用企业经营资源，最大限度地为企业谋求经济效益的一种新型生产方式。其核心就是减少浪费：减少闲置时间、转换时间、物流的不顺畅、库存(材料、设备零备件)、低劣质量、不合格的供应商、不合格的个人绩效，从而达到低成本高利润的目的。
精益生产方式的生产经营特征有：
(1)准时制造(JIT)。准时化，是指在必要的时间内生产必要数量的合格产品，以杜绝过量制造，消除浪费，降低成本。
(2)适度自动化。精益生产中的自动化是指赋予机器以人的智慧，出现异常就立即停机，防止生产次品，防止不合格的产品从前道工序流入后工序，及时制止过量制造，能自动控制现场发生的异常情况，自动监视和管理不正常的情况，使人从机器旁解放出来，是保证准时生产的手段。但为了追求企业成本最小化，需要在投资设备费用和支出的人工费用之间寻找一个平衡，这就是需要适度自动化。
(3)“拉式”生产方式。拉式生产是后工序人员去前道工序领取需要的零件，前工序工人只生产后工序所需数量的零件。这也就是JIT的具体应用。在这种生产模式下，主导产品流程的不是前阶段的人，而是后阶段的人。
(4)看板方式。精益生产方式是以现场为中心的，彻底排除那些只在头脑里想象的做法。不管结果如何，以使用现场为基本原则。为了实现“拉式”生产，精益生产中采用了看板方式。需要零部件的人，去拿所需的零部件时，在看板上将状况记录上去。生产零部件的工人，则按上面记录的数量来生产。
(5)均衡生产方式。为了适应需求变化，精益生产方式提倡多品种小批量的生产，这种生产形式正适应了当代社会消费者的需求。这也是JIT，只根据顾客需求来生产的结果。
(6)多技能工化。在精益生产中工人都要成为至少能负责2种以上工作的多技能工。多技能工可以使生产计划更富有灵活性。订单多时多个工人进行工作。订单少时少量工人进行生产，多余出来的工人可以去干其他工作。
(7)坚持持续改善。持续改善是精益生产的核心。虽然完全消除浪费是不可能的，但是精益生产方式敢于向完美挑战。精益的目标就是库存为零，浪费为零，利润最大化。
另外精益生产始终以人为中心。整理、整顿、清扫、清洁、素养(5S)是以改善现场环境，给工人创造良好的工作环境以使工人有好的工作心情为目的。在精益生产中将工人的动作进行分解，找出最有效率的动作来实施，虽然过去认为这样做是无视劳动者的感情，受到很多指责，但是实践证明只有这样才能使工人最轻松地完成工作；多品种小批量的生产也是为了最大限度地满足顾客对于个性化的需求，以顾客需求来生产产品不仅是企业生存的保证，也是视顾客为“上帝”的表现。精益生产方式下，企业的员工不仅听从上级的命令，更重要的是起到决策和辅助决策的作用。精益生产奉行的是小组协同工作，这种模式可以激发工人的工作热情和创新精神。
2 太平洋公司精益生产的应用
太平洋精密锻造有限公司主要从事成品汽车齿轮的制造，关键工序为锻造、机加工、模具制造及检测。作为汽车零部件加工企业，它的显著特点是产品品种多变。几乎是1个订单1个品种，无法建立一劳永逸的生产线，用于大批量生产，并且随着汽车型号日趋多样化，订单小型化已成趋势，所以提高企业的柔性制造能力是太平洋公司改进的重要方向。另外太平洋精密锻造有限公司在目前的批量生产方式下存在着许多人力、物力以及场地占用方面的浪费，寻找一个合适的途径消除浪费、降低成本、提高太平洋公司的效率和效益，是它的最直接目的。精益思想的核心就是消灭一切浪费，从而最大程度降低各项成本。精益生产另一个重要特点就是要求生产线具备很强的柔性．所以精益生产管理方式很好地迎合了太平洋公司的需要，具有很强的实用价值[3]。
2.1 精益生产线的平衡改善
2.1.1 生产线现状
图1为汽车变速箱用齿轮生产路线布置图，图中的字母和数字是公司机器的编号，加工顺序遵循了U型线规则。在现有情况下，生产线上有4个工人，第1个工人负责齿大端倒角和钻孔2道工序，第2个工人负责粗车球面背锥的2台机床，第3个工人负责车齿小端面和滚压球面工序，第4个工人负责精车球面镗孔2台机床。对生产线各个工序所用机器工作时间和工人手动操作时间进行分析，观察约30 min，得出了各个工序的手动时间和机动时间见表1所示。
图1 改善前布置操作路线图
表1 各个工序所用时间
 发现粗车球面背锥和精车球面镗孔2道工序机加工时间很长而工人手动时间相对较短，因此第2个和第4个工人的闲暇时间长，造成生产线上操作工人忙闲不均。从图1还可以看出操作工人在工作行走中存在交叉干扰，而且第1个工人的走动距离太长。整个生产线平衡做得不好使得在制品数量增多，违背了精益原则。
2.1.2 生产线平衡的改善
在JICJK6132旁边再设置一上料口，解决工人搬料箱问题。将入料口和J21-125移动到现在出料口右侧，将QMG-02和GKZJ-02与QT200靠紧(现在距离大约为1.2 m，这个宽度正好是J21-125安装所需的宽度)。在J21-125和J1CJK6132之间加一滚道，方便上下料，采用操作工人的多能工化，根据生产计划灵活调整人员，操作工人可以从4个变为3个，改进布置如图2。
图2 改善后生产线布置操作路线图
如此布置有以下优点：
(1)可以有效消除生产线内操作时人员相互干扰，操作人员步行时间缩短。
(2)有效消除搬料的浪费。调整生产线布局能适合4人或3人操作，为精益生产实现少人化提供前提条件(缩短步行距离，节约步行时间)，并且增加生产线的柔性，使生产线的通用性增强，大大降低了生产安排的困难程度；节拍不变。产量也不变，但节省1个工人。
(3)上料口和出料口在同一个地方，便于物料集中流转，使物流更加合理顺畅，从而降低了物流成本。
(4)后一工位的操作人员找料盘的时间缩短，留出的时间可以利用空间增设检验台，使产品的质量有了进一步的保证。
2.2 外协剥工件外皮计数工序的改善
2.2.1 外协剥工件外皮计数工序现状
太平洋精密锻造有限公司生产齿轮的锻料需要外协剥工件外皮，公司制度规定外协件如在外协工厂丢失1件需外协厂赔偿。外协厂要求锻料在外送前在太平洋公司进行准确清点。现采用的清点方法是人工将锻料排在地上。例如：10个1排，共10列，那样就是100件。这种清点工作不仅需要大量的人力而且也占用了很大的场地。如何改进现有清点工作以做到准确无误，又能节省人力及场地资源是研究的问题。
2.2.2 工序问题分析及改善
这个问题的难点在于需要外协工厂处理的零件数量大，如果逐个清点必然会浪费大量的人力和需要占用很大的面积，但是分析之后发现每批待检外协件大小、材质相同，根据这一性质提出的解决方案共有如下4种：
解决方案A1：采用称重方法，这种方法是最容易想到的，因为自身的简单易行两得到企业的广泛采用，它的缺点是计数不够准确。
解决方案A2：采用光栅计数，随着科技的发展，光栅的使用越来越普遍，在这里。可以设计1个装置使待清点工件形成单件流，再利用光栅计数实现计数的适度自动化，光栅技术可以大量节省所用人力，同时相对于原方案工作占地面积也缩小了。
解决方案A3：使用统一容量相同的料箱，这样如果每箱100件产品，10箱便是1000件产品，这样做虽然前期投入会很大(需要购买大量的料箱)，但是从长远来看还是有一定的可行性的。
2.2.3 方案的评价与选择
灰色关联分析是一种多因素统计分析方法，它是以各个因素的样本数据为依据用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序的。如果样本数据列反映出两因素变化的态势基本一致，则他们之间的关联度较大；反之，关联度较小[4]。结合上面提到的3个方案再加上原来使用的计数方法A4，共4个方案，通过对各个方案实施10年的经验测算，得出各方案的技术经济指标如表2所示。
表2 改进方案评价的技术经济指标
 
按线性标准化方法对表3进行了量纲一化，同时将所有指标统一为正向指标得
这时最优样本为X0=(1，1，1，1，1，1)，由公式(1)算出样本X0与Xi的绝对差值为
计算得r1=0.4048，r2=0.5315，r3=0.6941，r4=0.6624，则评价方案关联序为：A3＞A4＞A2＞A1。
这表明方案A3为最佳方案，即从这6项指标的灰关联评价知道，“使用统一容量相同料箱”是最佳方案。
3 结语
管理是我国制造业企业的薄弱环节，而精益生产方式就是改善管理、增强制造业企业国际竞争力的有效途径。应该明确的是要想使精益生产发挥最大效益不能仅仅满足于学习和运用几种精益生产的“技法”或“工具”，更要领悟精益生产的理念内核，整合精益生产的系统要素(生产、技术和信息)，使精益生产成为该企业的一个重要核心竞争力，使用精益生产的企业还应认识到自己的情况，因地制宜根据自身情况结合使用，同时，精益重在持续改善。即使在实施精益生产的初期收到了良好的效果，如果不坚持持续改进，精益生产也就不能称之为精益了。相信企业在实践中不断深入地领会精益生产的精髓，一定会获得高品质、高利润的[5]．
参考文献
[1] 孙林岩，汪建，曹德弼．精益生产及其在先进制造中的地位和作用[J]．现代管理，2003(7)：54-57．
[2] 潘洁波．精益生产的应用研究[J]．机械设计与研究，2005(1)：82-84．
[3] 黄斌，周婉婷．精益生产技术在汽车制造业的应用[J]．工业工程与管理，2004(5)：126-129．
[4] 叶一成，柯丽华，黄德育．系统综合评价技术及其应用[M]．北京：冶金工业出版社，2006．
[5] 蒋美仙，林李安，张烨．精益生产在中国企业的应用分析[J]，统计与决策，2005(12)：144-146．(end)
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(8/2/2009) |
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