運用工業工程的理念和方法設計單元生產線

摘要：基于單元式柔性生產方式的理念，結合企業從事單元式柔性生產方式研究開發的實際工作經驗，結合企業制造革新流程及高新技術企業產品生產的實際情況，理論結合實際，通過對單元式柔性生產理論和方法的分析，提出一種單元式生產方式的詳細設計方法和解決方案，給出了各階段詳細的設計方案和步驟。

關鍵詞：單元式；生產方式；設計方法

1.工業工程的概念

工業工程（Industrial Engineering，簡稱IE）是以規模化工業生產及工業經濟系統為研究對象，以優化生產系統，提高勞動生產率和綜合效益為追求目標，在生產制造技術、管理科學和系統工程等科學不斷發展的基礎上形成的一門交叉邊緣學科。學科影響廣泛而深遠，其歷史在國際上己近百年。具有綜合性和交叉性，是一門反映結合技術與管理的交叉型學科。并且在不斷發展它的內涵與外延。在IE的不同發展時期，因背景不同、學者不同、學術體系不同，造成對其所下的定義相距甚遠，但是內涵還是大體相似的。

所以工業工程的支撐技術可分為三大類。

第一、設計與改善類；技術包括工作研究、設施規劃與物流分析、人機工程、組織設計。

第二、分析與決策類；技術包括工程經濟分析、可靠性工程、市場預測、人力資源管理。

第三、控制類；技術包括生產計劃與控制、質量控制、成本控制、信息控制。

2.單元生產線的生產管理方式與現狀

在現場里，生產顧客滿意的產品或服務（生產附加價值），才能使單元生產線生存和興隆。現場除了是所有活動改善的場所，同時也是信息的來源渠道。因此，為了解決現場發生的大小問題，管理者需要下到基層去切身接觸了解實情。換句話說，不管管理者拿出怎樣的措施，都需滿足現場的生產需求。一旦管理者不重視現場，就會去下達哪些不正確的指令，完全脫離了現場的實際需要。從歷史上來看，單元生產線的管理人員扮演一個指揮現場的角色。他們提出工作的指示，供現場人員遵行，以追求較高的效率。這種制度的缺點，是分離了傳達指示的人與執行工作的人。新方法應當是我們聲稱的“現場中心主義”方式；現場不但要對生產負責，也要對質量及成本負責，而管理人員則從旁協助。下列各點是推行“現場中心主義”成功的條件：

第一、現場管理人員必須承擔達成QCD的責任

第二、應給予現場充分的自由以便改善

第三、管理階層應該對現場提出欲達成的改善目標，但應對其結果加以負責（而且，管理部門應當協助現場達成目標）。

3.單元生產線設施布置設計

3.1.單元生產線設施布置分析

首先對單元生產線的設施布置原則、布置的基本形式以及流動模式做一個簡單的分析。該單元生產線每個車間生產一種產品，所以對于一個車間來講產品單一。應該釆用產品原則來進行總體布置規劃。整個車間生產線分為幾個部分：原材料提供處、生產裝配處、檢驗處和整統處。其中原材料中橡皮套和小彈黃采用外購。整條生產線始終以產品裝配過程為核心，按照產品原則來布置，具有很明顯的優點：物流通暢、上下工序連續、在制品少；生產周期短，作業專業化；生產

計劃簡單。

3.2.單元生產線設施布置規劃

前面已經分析單元生產線的工廠布局是產品原則布置的設計。而產品原則布置中，設備和車間服務于專門的產品線。所以，在一個產品原則布置系統內，工藝原則布置的困難要比各生產部門的彼此位置安排和該生產部門內部各班組崗位的定位所產生的困難比要小的多。然而，在特定狀況下的產品原則布置，例如流水線布置，設施布置設計人員將面臨著諸如如何使流水線的流動達到均衡，使流水線上作業的工人停工的時間最短這樣復雜的問題。這時往往面臨兩個問題：

第一、給定的周期時間內，求工作地點的最小數量 布置問題。

第二、己定的工作地點數量條件下，求最小的周期時間——編制進度表問題。

（一個“工作地點”通常是為了完成給定工作量的特定的位置，不一定總是由一個操作人員操作；“周期時間”是指相鄰產品在裝配線上通過所需的時間。）一般是“周期時間”和“工作地點”合并求解。

4.運用工業工程的理念和方法設計單元生產線

單元生產線車間布局研究改進設施布置設計在設施規劃中占有很重要的地位，歷來備受重視。建設一個全新的工廠或其他設施，設計人員可以按照自己的構思，運用有效的方法，為工廠每個組成單元和設備找到合適的位置。但更多的設計工作是對原有設施的再布置，其原因是為了改變產品設計，改進工藝方法，擴大生產能力，增加新產品，降低成本，改進管理。由于受原有場地面積和形狀的限制，或者受建筑物墻、柱、門、窗、基礎、管線的限制，其難度要大于新設施的布置。

第一、單元生產線的布局設計：單元生產線設計的布局原則是單個單元可以完成產品生產，通過多個單元實現生產量的增加。設計的決定要素是單元的大小、人員數、產品物流流動方式和單元作業種類。

第二、單元生產線均衡化設計：均衡化設計是指調整單元與單元之間、操作人員與操作人員之間的平衡，修改單元之間的差異，調整周期和時間。

第三、物流布局設計：單元生產方式物流布局設計對象是部品供應方法、供應周期和成品運輸等。物流供應系統采用即時生產（JIT）供應原則，使需要的物品在需求時間內按需求量供應；采用多頻少量供應原則，一般保證1h需要的物品隨時可以提供，實現不定時的定量供應；盡量使工序間半成品庫存接近于零。另外應該配備專門人員進行單元生產進度均衡化的分析。

結語：

本文結合企業從事單元式柔性生產運營方式研究開發和實施的經驗，以及企業制造革新流程和高新技術企業產品生產的實際情況，理論聯系實際，提出一種單元式柔性生產方式的詳細設計運營方法和解決方案，給出了各階段解決具體問題的方法和工具。

參考文獻：

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[2] 劉飛.先進制造系統[M ].北京：中國科學技術出版社， 2003.

[3] 俞曉軍.日本的生產方式轉型分析[J].中國工業經濟， 2002（7）： 72 -78.

作者簡介：

黃海濤 （1978.5--）男 籍貫：上海 學歷：本科 畢業院校：上海師范大學 現有職稱：工程師 研究方向：工業工程。