“單件流”生產方式在實木家具企業的應用研究

張寰宇

摘 要：以精益生產管理思想為基礎，以“單件流”生產方式為手段，設計單件流生產線和平衡單件流生產線，采用快速換模技術和啟發式算法平衡生產線，達到消除生產線瓶頸工序的目的，實現單件流生產方式在實木家具企業的應用研究。

關鍵詞：“單件流”；快速換模 ；啟發式算法；生產線平衡

我國的家具制造企業多數是從小手工業發展而形成的，因此在生產管理方面存在許多問題例如機械設備的自動化程度低、不能準時交送貨物、庫存浪費嚴重、生產效率低。機械和人工相結合的家具制造企業能夠在精益生產方式中尋找到與自身相共鳴的管理思想和管理方法，達到消除浪費、縮短生產周期、提高生產效率的目的。

1 精益生產與單件流生產方式

精益生產（Lean Production，簡稱LP）是美國麻省理工學院根據其在“國際汽車項目”研究中，基于對日本豐田生產方式的研究和總結，于1990年提出的制造模式。不斷追求 “零庫存”是精益生產的核心管理思想之一，是用一種理想化的模式給我們的工作指明方向，也就是前一道加工工序一結束，就要立刻轉到下一道工序進行加工，實現流暢制造的基本原則就需要實現這種生產同步化。為了實現這一原則，流暢制造模式在作業人員的配置和設備布局等采用了一種全新的制造方法：那就是“單件流”生產方式。

1.1“單件流”生產方式概述

“單件流”生產方式的內涵是指將操作人員、作業場地和機械設備（作業臺）等按一定的原則進行合理配置，使產品在生產加工時，每一道加工工序只有一個或一個小的固定批量在制品或成品，從材料投入生產開始到產出的整個過程中，不存在在制品放置場地。

圖1 產品導向性流程

1.2“單件流”理論基礎

生產同步化是單件流生產方式的核心思想之一，最終目的是最大程度減少工序間的在制品數量。單件流生產方式具有兩個顯著的特點，其中一個是零件按順序依次的在生產線上加工和移動；第二是各個工序間的在產品數量最少或者沒有。單件流的兩個特點決定了其在生產流程中的應用為產品導向性流程。對加工對象的全部或大部分工藝為任務范圍建立工作中心，設備、工序按工藝過程的順序排列，加工、制造的零件是相同的工藝路線或工藝總體相似。

2 單件流生產線設計

單件流生產方式的應用必須以實際生產活動為基礎，若是脫離實際生產活動的依托，單件流生產方式就是紙上談兵的空想，不能在實際生產中得到應用。

2.1實木家具車間生產現狀

車間的機械設備以集群式布局，主要生產模式為大批量生產方式，在加工過程中零件在中間庫存時間較長，同樣說明其生產周期時間長。下面以某實木家具企業的A零件為例說明該零件生產過程。根據圖2生產過程示意圖可以看出該零件在加工過程中至少需要搬運10次，實地測量的搬運距離是140m。因此，搬運所造成的時間浪費非常的嚴重。

圖2生產過程示意圖

2.2生產線布局設計思路與步驟

根據對該企業車間現狀的研究，從加工工藝來看，該企業細作車間從零件投入加工到加工完成轉出，生產工藝是連續的，而且工藝過程是相對穩定的，但沒有實行從頭到尾的連續的流水線。如圖3 所示，該車間的原始布局是集群式布局，然而實現單件流必須改變原車間集群式的生產布局，改為以產品為導向的流水式布局。

流水式布局要求對加工對象的全部或大部分工藝為任務范圍建立工作中心，設備、工序按工藝過程的順序排列，加工、制造的零件是相同的工藝路線或工藝總體相似。首先調研研究對象的零部件基礎信息，然后對所得到的數據進行分析，得到能夠流水式布局的加工工序，最后根據得到加工工藝路線設計生產線布局。

3 生產線平衡

根據調研生產線各工位作業負荷不均，存在著比較嚴重的產線不平衡的現象。因此生產線平衡的研究對保障單件流生產線有效運行至關重要。

圖3 布局變更示意圖

3.1快速換模優化平衡生產線

快速換模是將模具的產品換模時間、生產啟動時間或調整時間等盡可能減少的一種過程改進方法。可顯著地縮短機器安裝、設定換模所需的時間。

動作時間測量；區分內外部作業時間

內部作業時間包括刀具、夾具的拆裝、更換和調整等。

外部作業時間包括工具材料的準備、夾具、刀具和模板的準備、工作區域的整理與清潔等。

內部時間外部化與優化外部作業時間，內部時間優化是指針對剩下的內部時間，采用各種方法來壓縮內部操作時間，主要方法包括并行作業、功能性夾具、測試的消除和機械化等方式。

外部時間優化是指針對剩下的外部時間，采用各種方法來壓縮外部操作時間，主要方法包括改進刀具及工具存儲方法等。

3.2 啟發式算法平衡生產線

啟發式平衡算法在解決裝配線的平衡問題時，不采用數學證明法，而以邏輯和常識為基礎，通過一種簡單的選擇規則來求解。

線平衡的目標是使生產線上的總工作量盡可能平均的分配給每個工人。針對此目標建立起來的方法大概分為兩類：一類是數學優化的方法；一類是啟發式算法。利用數學優化的方法來解決比較復雜的線平衡問題，會存在諸多約束無法表達，難以求得較優解的問題，相比而言啟發式算法則具有靈活性、實用性強的特點。

基于操作簡單、實用的目的，以最大候選原則為例來對該生產線進行平衡研究。根據生產線節拍確定方法確定生產節拍；調整各作業負荷。

4 結語

“單件流”生產方式是一種管理上的哲學思想，是靈活高效的生產方式。不能機械的追求表面上的單件流，而是要解決實際問題?！皢渭鳌鄙a方式的核心思想就是縮短生產周期，減少現場在制品，提高生產效率，提高產品質量。這也是“單件流”生產方式的實質，現代家具制造企業的機械化水平不高，基礎數據匱乏，并不適用大規模的實行“單件流”生產方式。因此，家具制造企業在“單件流”生產方式應用過程中不能單純追求零件的“單件流”動，而是以“單件流”的核心思想為根本出發點，找出能夠實現上述目標的“單件流”生產形式。

參考文獻：

[1] 董宏敢，邵卓平.淺析柜類家具設計中的力學因素[J].林業機械與木工設備.2006（07）：30-31.

[2] 江俊美，張響三，丁少平.我國家具制造業的工業化之路[J].林業科技開發.2006（01）：8-11.