單元式布局在生產車間的運用

傳統的制造型加工車間，在布局上往往會按照設備或工位的功能來進行安排，這種布局將所有相同功能的設備或加工工位都集中在一起，并且擺放整齊，規模化效應非常明顯。在這種布局下，產品的生產流程嚴格按照各步驟的功能來設計，同一批次的產品在不同的功能區域之間移動后最終完成加工，并且在加工過程中只有當同一批次的所有數量的產品全部完成加工后才會被一起轉移到下一道加工工序。另外，為了在加工過程中減少設備換模的次數，通常采取大批量加工的方式，設備要幾天甚至于幾周才換一次模。按照功能來布局的生產模式，不僅被廣泛地運用在傳統的機加工車間，甚至于也被應用于一些新興的高科技產品生產車間。例如，筆者所在的M公司，即為一家專業從事生命科學領域實驗室儀器制造和經營的高科技企業，M公司在全球各地設有銷售機構，并在中國和歐洲擁有較大規模的制造基地。在實驗室儀器生產車間，過去十幾年以來一直采用按照功能布局的生產模式，把整個生產過程分成預裝配、總裝、測試、包裝四個獨立的環節。

按照功能來設計制造流程的車間布局存在以下的缺點：

首先，為了減少設備換模頻次，在這種生產方式下往往采用大批量生產的模式，由此導致在制品數量或庫存數量非常大，每個功能區域都堆積了大量的在制品；

其次，質量問題不能及時被發現。因為其中一道工序發現有質量問題之前，前一道工序已經生產好了大量的半成品，由此造成大量不良品庫存，也給管理帶來了巨大的挑戰；

再次，由于大量的在制品堆積在現場，車間現場顯得格外擁擠，車間的占地面積被迫增加，甚至帶來安全隱患；

另外，由于采用大批量加工的生產模式，產品在生產線上各功能區域間的轉移需要等到該工序完成所有數量的加工以后才發生，因此單件產品完成整個加工流程需要很長的時間，由此導致針對客戶的交貨時間拉長。而從生產計劃角度，也需要相應地安排足夠長的原材料采購提前期，進而導致整個制造鏈上產生大量的原材料庫存。

最后，由于布局按照功能劃分，生產區域擴大，產品在每一道工序之間的移動距離非常長，同時也需要配備額外的人員負責在制品的移動。按照功能布局的生產車間，雖然表面看上去具有一定的規模效應，現場格局浩浩蕩蕩，但實質卻是效率低下、質量問題和庫存問題經常會困擾管理者。

單元式布局則是將不同功能的一小組設備或者工位按照加工流程順序以小單元的形式，并以U形結構集中擺放在一起的一種生產加工模式。在單元式布局中，設備與設備之間的距離變得非常近，大大方便了各工位之間的溝通與協助。在單元式布局的生產過程中，采用單件產品或較小批量的產品在各功能設備之間快速的移動并完成每一步加工過程。由于加工過程接近于單件流，所以單元內部就不會存在大量的在制品堆積，大大節約了空間，也減少了庫存。同時，當加工過程中一旦發現質量問題時，由于在制品數量非常少，所產生的質量報廢也相應很少，質量問題很容易在第一時間即被發現并予以解決。由于單元式布局在結構上非常緊湊，在制品在工位之間的移動速度大大加快，移動距離也大大縮短，減少了移動浪費。更為重要的是，由于采用了單件流，大大縮短了單件產品的交貨周期，不但可以更好地滿足客戶快速交貨的要求，也給原材料的采購縮短了提前期，物料部門不再需要預備大量的原材料庫存，對于企業來說將大為改善現金流。而從生產計劃角度，由于多個小單元式布局的存在，生產任務的安排變得更加靈活，制造主管可以根據客戶千變萬化的數量和品種上的需求，安排不同數量的單元投入不同型號的產品生產；而在每個標準單元里，又可以根據需求大小安排相應數量的操作員來完成生產，既節約了成本，又增加了靈活性，大大提高了客戶在交貨速度和質量上的滿意度。

M公司在一年前對實驗室儀器生產車間實施了布局上的大調整，將原先的按照功能劃分的布局調整為五個相同的標準小單元格局，每個小單元都可以快速地實現從預裝配、總裝、測試到最后包裝四個流程。通過這一突破性的變革，單件產品的交貨時間由原來的一天縮短到45分鐘；生產線上在制品的數量減少到原先的25%，大大降低了庫存量；由于在制品數量減少了，原先用于堆放這些在制品的小推車都不再需要，僅僅留下幾輛用于工位間快速周轉，由此整個車間的面積也減少了15%。

表1：M公司實施單元化布局前后的效率對比

當然，單元式布局對于設備的快速換模提出了更高的要求，并且，需要作業員具備多種設備操作技能，強調團隊成員之間的相互協作。由于每個企業的產品和制造流程不盡相同，管理者應綜合考慮人、機、料、法等各項因素，采用適合自己企業特點的車間布局方式，以實現效率最大化。