精益理念在高壓開關制造企業中的應用研究

李皓然 王瓊鵬 李樹果 劉書豪

[摘 要] 高壓開關制造因其行業特點長期采用手工裝配方法，自動化水平低，管理較粗放。隨著國家基礎建設不斷加強，電力制造行業競爭加劇，原有的生產工藝已經不能滿足公司發展需要，提高生產能力，保證履約交貨，同時降低成本，實現最大效益是當務之急。將精益生產理念引入公司，改善生產工藝，提升公司市場競爭能力，為企業獲取更大效益。

[關鍵詞] 精益生產；GIS；單件流；生產線平衡

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 09. 042

[中圖分類號] F270 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2019）09- 0094- 02

1 引 言

氣體絕緣全封閉組合電器（Gas Insulated Switchgear，GIS）屬于特種設備，需求量較低，公司長期保持著傳統生產工藝。但隨著電力基礎建設不斷推進，特高壓技術的發展應用，目前的生產能力已經無法滿足公司發展需要，同時由于競爭加劇，單品價格降低，原材料與人工成本上漲，優化現有的生產工藝方法已經成為公司能否繼續快速發展，取得未來競爭優勢的關鍵問題。

精益生產方式是一種最大限度減少企業生產所需資源，降低企業管理成本和運營成本的生產方式，精益生產方式要求消除一切浪費，追求不斷改善，其目的是以最優品質、最低成本和最高效率對市場需求做出響應。

在制造企業內部，通過精益生產理論不斷對原有生產工藝進行梳理與改善，基于不同的行業特點，精益生產的實現方式有所區別，本文就是精益生產理論在高壓開關制造企業的運用實踐。

2 公司生產體系

由于GIS制造行業自身特點，公司現有的生產體系具有一定獨特性，可以稱之為“基于單元生產的單件流”。產品精密化程度高，生產困難，產品差異化大，故通常基于市場訂單模式生產，采用單件生產方式。但裝配過程中分工不細，機械化和自動化水平不高，同時由于產量不大，工序繁雜，通常將整個生產過程劃分為數個生產單元，由幾個作業人員承擔一個生產單元的全部作業，產品順序完成一個個生產單元，最終出廠。

目前的生產體系總體屬于較為合理的模式，經受了多年的生產實踐考驗，但在部分環節上較為粗糙，仍是十幾年前的老方法，已經不適應當今快速發展的制造業實際需求。

3 精益生產理念在生產中的運用

3.1 流水線作業

目前公司產品體積較大，重量重，搬運作業通常采用吊車搬運的方式，由于搬運困難，生產時將多個生產單元放在一個位置上進行，即人員流動、產品不動的生產方式進行。這種生產方式在過去產量較低的時候，生產效率很高，但隨著生產量的急劇增加，固定工位生產帶來了許多問題，包括生產場地混亂、人員流動復雜、多吊車相互干涉、吊車搬運距離增大、安全隱患增多等。故考慮實現主要產品件的流水線改進及其他配套件的單件流改進。

以D型號產品為例，考慮取消固定工位的生產方式，讓產品在一個個生產單元之間流動，將每個生產單元固定為工位，作業人員移動范圍限制與各自的生產單元中，保證生產場地的整潔高效。

從圖1中可以看出，改善之后的生產模式減少了作業人員流動，同時生產單元的固定保證了標準件等配套物流的順暢。但是需要注意的是，由于產品從固定工位轉為流動生產，雖然其總轉運距離沒有增大，但轉運次數變多，如果仍然采用吊車轉運的方式，吊裝次數大幅度增加。由于產品外形不規則，吊裝準備時間較長，吊裝次數的增加會產生大量的時間浪費，故還需要對轉運方式進行優化。

小型產品流水線通常采用傳送帶、自動滾筒等方式進行輸送，但GIS產品體積大、重量重，常見的流水線方式并不適用，且其生產量絕對值仍然偏小，因此考慮符合生產需要，且經濟性好的轉運方式——軌道轉運。

設計專用的軌道小車工裝，將GIS產品固定于軌道小車上，在軌道上完成生產單元間的轉移，可以有效減少吊裝轉運次數，減少吊車使用頻率和范圍，避免多個吊車作業干涉，避免吊車遠距離行駛，規范吊車管理。

3.2 生產線平衡

按生產單元的單件流生產，生產單元的確定更多考慮裝配作業的可操作性，對各單元間的時間平衡考慮較少，各單元實際生產中存在較大的時間偏差。在過去生產量較小，工作強度不高的時期，此種模式并不會對生產造成太大影響，但當生產量急劇增加時，花費較多時間的瓶頸工序直接影響了整個生產流程，需要進行改善，在達到產量要求的情況下實現各生產單元的大致平衡，這將有利于生產工作的管理與實施。

以D型號產品為例，其包括11個生產單元，其中瓶頸工序所需工時數倍于其他工序，分析發現，瓶頸工序所涉及氣體處理作業在前道工序也有進行，瓶頸工序需要進行吊裝作業，根據安全規定，吊裝時產品氣室內部不允許攜帶高氣壓，故不得不進行二次氣體處理。

根據此思路，如果取消吊裝作業，不用重復氣體處理，可以大大節省瓶頸工序的工時，從而提高整體生產能力。借鑒汽車維修行業頂升裝置的思路，設計了GIS產品耐壓自動對接裝置，配合軌道使用，直接將GIS產品推至對接裝置上，之后自動完成對接，從而取消吊裝作業，避免重復氣體處理，節約了工時。

4 改善成果分析

通過對生產單元之間的轉運方法及生產單元瓶頸工序進行優化，整個生產線有了大幅度提升改善。以D型號產品生產線為例，共包括11個生產單元，優化后生產線平衡情況明顯改善，具體效果如圖2所示。

可以看出，優化前E單元所需時間最短，J單元所需時間最長，差值超過一倍，嚴重影響了整條產線的生產效率，改善后F、I、J等單元的時間有所減少，整體平衡性得到改善。

上述改善成果明顯，但對企業而言，需通過具體數據衡量改善結果，以D型號產品產線為例，在作業人員數量不變、生產配套良好的情況下，通過對過去生產情況與改善后生產情況進行對比，發現生產能力、生產周期、生產占地面積等方面都有所提高，最終改善結果如表1所示。

5 總 結

精益生產作為已經廣泛應用于各行業的生產管理方法，是提高生產效率、降低生產成本的有效措施。在不改變物流倉儲等其他因素的情況下，僅對生產工藝進行優化，便取得了一定的改善成果，這一方面說明公司過去的生產管理體系已經出現問題，存在改善空間，同時體現了精益生產理念在高壓開關制造行業的應用成果，為后期全面、深入的改善提供理論基礎。

隨著高壓開關行業競爭加劇，我們需要進一步將精益生產推行到公司生產管理的各個環節，不斷改善與創新，提高公司綜合競爭力，逐步建成自動化、現代化、信息化、智能化的高壓開關制造企業。

主要參考文獻

[1]董鵬，張樂，吳仲禮，等.精益生產在生產線改善中的應用研究[J].蘇鹽科技，2014（1）.

[2]牛占文，荊樹偉.基于精益生產的制造業企業管理創新模式探討[J].天津大學學報：社會科學版，2014（6）.

[3]李瑞香，吳中元，呂成功.精益生產在X制造企業的應用研究[J].東南大學學報：哲學社會科學版，2015（z1）.

[4]楊保，岳歲寧.多品種小批量生產方式中精益生產的應用[J].現代制造技術與裝備，2017（12）.

[5]段淇斌.推進精益管理 提升管理水平[J].社科縱橫，2018（9）.