精益工具在裝配車間的應用

李帆

摘要：管理思想產生于特定的社會環境，工具產生于思想，用于解決具體的問題。精益生產（LP）起源于豐田、普及在制造業，適用于多品種、小批量訂單拉動式的生產模式。文章針對某型產品的裝配流程，從團隊建設、價值流分析、生產線平衡、工藝裝備優化、單元化等方面，進行精益思想工具應用，取得了縮短生產周期，提高生產效率，降低生產成本，實現穩定批產的效果，達到了精益生產的目標。

Abstract： The management thought comes from the specific social environment， the tool comes from the thought， which is used to solve the specific problems. Lean production （LP） originated from Toyota and popularized in manufacturing industry， which is suitable for the production mode of multi variety and small batch order pull. Aiming at the assembly process of a certain product， this paper applies lean thought tools from the aspects of team building， value flow analysis， production line balance， process and equipment optimization， and unitization， and achieves the goal of lean production by shortening production cycle， improving production efficiency， reducing production cost， achieving stable batch production.

關鍵詞：精益生產（LP）;價值流圖分析（VSM）;生產節拍（TT）;站位;團隊（TEAM）

Key words： lean production;value stream mapping analysis;takt time;station;team

中圖分類號：F273;F426 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）17-0244-03

0 ?引言

管理思想產生于特定的社會環境，管理改善是一種思想的轉變和實踐過程。18世紀60年度工業革命開始，面臨主要問題是如何管理產量巨大的機器;1911年泰勒正式發表《科學管理原理》、提出動作研究、工長制、工時研究，主要是為了解決推行將管理者和工人的利益統一起來而達到最大化;上世紀20年代，亨利·福特在大批量生產T型車的背景下，引入標準化、改善機床和計量系統，降低單件成本;到上世紀50年代，定制化汽車越來越多，多品種生產成為趨勢，豐田英二對福特的魯奇工廠進行考察;到70年代，隨著計算機技術的發展，開始引入MRP系統;到1990年出版《改變世界的機器》一書中將豐田生產方式成為“精益生產方式”、1996年出版的《精益思想》闡述了精益的“五大原則”。

生產管理作為一門學科，在每個社會階段都產生適應其發展需求的思想和管理工具。精益生產（LP，Lean Production）是美國學者總結了豐田方式基礎上提出的生產經營管理理論。它所提出的非成本主義利潤觀點（利潤Profit=售價Selling price-成本Cost）尤為適應當今航空工業及其他制造業的發展需要，它的“五大原則”（定義價值、判斷價值流、流動、拉動、完美）及應用工具，能夠為生產現場帶來非常大的改善，從而實現“提高生產率、降低成本和庫存，對顧客快速響應”[1]的目的。

1 ?改善的總體思路

借鑒先進企業成功的管理經驗，運用精益生產理論和工具，從瓶頸艙段入手，按照選題、團隊策劃、現場數據收集、改善實施、跟蹤保持的五步流程，針對目前操作采取傳統模式組織生產，作業流程不透明，部分工序合格率較低，嚴重依賴操作者技能和經驗且生產現場存在大量浪費的現狀，從團隊建設、價值流分析、生產線平衡、工藝裝備優化、單元化等方面著手進行改進，以期達到縮短生產周期，提高生產效率，降低生產成本，實現穩定批產的目標。

在單點改善效果得到驗證后，開始進行各個艙段基于同一節拍的精益單元設計，進行“從點到線”的貫通，通過產品簇劃分及按照功能進行廠房布局設計，實現某新型產品按照顧客需求，節拍化均衡生產的總體目標。

2 ?改善前價值流程分析

“Kaizen”——改善，是一個日語詞，意思為持續改進;把事情做好大體有兩個路徑：一是突破性的的進展，即創新;二是持續改進即改善。由其他部門發現的問題再解決問題叫整改，只有自己主動發現問題，并找出原因解決問題才能稱之為改善。本次改善確定的主要方面為品質和交期，運用時間觀察表、價值流程圖等工具進行。

價值流圖（VSM）分析技術起源于日本豐田，豐田公司稱其為“物料與信流”（Material and Information Flow）。Womack和Jones[3]將價值流圖的作用總結為“指出物資和信息無障礙流通的途徑”。價值流圖分析方法的作用就是挖掘整個生產過程中所存在的問題，并加以改善[4]。在現場實施調研階段，通過時間觀察表、生產流程描述表（面條圖），記錄每個工序/步驟/工作所消耗的時間，展示產品在生產區域內的平面狀態，記錄產品的物流及人員流動，收集各工序的周期時間（CT）、換模時間（CO）、計算交付周期（LT）。

對一名技能水平中上的操作者進行多次秒表測時，對于各個工序操作時間求得平均值，作為該工序的觀察時間，涉及設備的需要標注出設備占機時間。

為了直觀表達出各個工序的操作時間（增值+非增值），對于各個工序的時間，用柱狀圖進行表示。（圖1）

經過對于現狀的全面分析，可以看出在原有流程中存在諸多的浪費。主要有以下幾個方面：

①流程周期效率（增值時間/交付周期）低，流程遠未達到各戶需求的的節拍時間（Takt Time，T/T）：T/T=有效工作時間/需要的產量。

②因為各個工序的操作時間差異很大，導致在各個工序之間有在制品的積壓，同時在工序時間最長的下一工序，又處于缺件等待狀態。產品物流無法以穩定的節拍進行流動。

③生產準備時間長，延長了生產周期。

④整個流程采取推式計劃模式，由計劃調度人員人工管控各個工序的進程，對每個工序進行單獨的管控，未能形成基于節拍的拉式計劃管控效應。

⑤個別工序還存在一次交檢合格率（FTY）較低的情況，說明從工藝、工裝角度還有很大的改善空間。

3 ?改進實施

3.1 改進點選擇

經過對于現狀的價值分析，可以看出目前流程很多可以改進的地方，用魚刺圖表示如圖2。

二八原則又名80/20定律、帕累托法則（parteo's principle）、關鍵少數法則等，被廣泛用于社會學和企業管理學方面，由19世紀20年代意大利經濟學家帕累托提出。對于需要大的資金投入，但是效果不明顯的，不作為精益改進的主要方向。主要對于立竿見影、投入少回報高的方面進行梳理，利用二八原則從人、機、法等方面進行改進，制定了明確的改進計劃。

3.2 基于單元生產的生產組織及布局改善

單元（cell）原意為細胞，意味著可以像細胞分裂或者死亡一樣隨意增加或者減少生產線以適應需求量的變化。一人一臺次的手工作坊，是最基礎的單件流，尊重了顧客的定制需要，但是存在流程不清晰、過程不可控、生產成本高、產品周期的長的缺點;后經過引進亞當.斯密的分工理論以及標準化概念后，產生了流水線（批量生產）模式，提高了生產率，但是也存在品種單一，適合大批量生產的問題，是謂第一次管理革命;而在此基礎上引入了LP思想的單元生產，是非常適合多品種小批量的生產模式，其既是單件流和連續流的結合，又是標準化、模塊化生產，互換性好，更能滿足顧客價值，是謂第二場管理革命。單元化生產最顯而易見的好處就是可以通過減少庫存而縮短生產周期、并減少換模時間。單元典型樣式有多人直線型、多人直線型（配子單元）、單人巡回U型、多人U型、花瓣型等，本次采取多人直線型。

3.3 基于木桶原理的產線平衡

木桶原理有很多推論，也有一些衍生的理論，其中有一條就是所有木板高出最低木板的部分都是沒有意義的，而且高出越多浪費就越大。產線平衡與其有類似之處，整個生產線的最大產能，不是取決于作業速度最快的工位，而是作業速度最慢的工位，最快與最慢的差距越大，產能損失就越大。產線平衡即指構成生產線各道工序的所需時間處于平衡狀態，作業時間盡量保持一致，消除等待浪費，實現連續流。主要步驟為確定對象、把握現狀、測定時間、制作山積圖、計算平衡率、繼續改善。而主要原則有ECRS原則（取消、合并、重排、簡化）。[5]

并根據以上單元化及產線平衡結果，繪制改善后價值流程圖。

完成改進后，制定標準作業指導書。標準作業指導書（Standard Operation Procedure）是對上述各項工作的工藝固化過程。生產組織方式變化以后，需要通過對于關鍵過程的細化，詳細描述工序作業步驟、操作要點及加工參數，以指導操作者完成本工序作業。通過標準作業指導書的制定，可以實現“憑經驗加工產品”向“依標準加工產品”的轉變，解決生產中存在的工藝不細化及操作不當問題，能夠達到：作業質量統一、生產效率高、員工智慧得到傳承、實現持續改善[6]的目標。

同時在此單元設置了生產控制板，對于安全、質量、成本、交付、人員進行跟蹤，實現對于各個生產要素的管控，看板實現了溯源頭、查數據的功能，一切問題在數據面前無處遁形，在職工思想文化中形成了“發現問題是能力、解決問題是成績、暴露問題是勇氣、隱瞞問題是犯罪”的文化理念。

4 ?工藝裝備、裝夾方式的優化及防差錯

出錯的本質是因為關注度不夠，防錯的主要內容是防錯、防誤。在此次案例中，某工序存在FTY=60%的情況，經分析后，采取了如下措施：

5 ?案例改進小結

經過此次改善，使得操作人員減少44%、操作總時間縮短15%，FTY從60%提升至85%，形成了節拍生產的概念，達到了預期目的。但是也存在一些不足，如周期時間（C/T）若能通過工藝改進、操作熟練等措施，降低至節拍（TAKT）的90-95%，將會給系統留出5-10%的安全余量，則系統的運行穩定性將會更好，也是后續持續改善的目標。

經過此次驗證，證明通過少投入、甚至不投入資金，通過動作分析、工藝優化、布局調整、防錯設計等思路，可以大幅提高產品裝調一致性以及生產效率，提高產品質量及產量。在此基礎上，啟動了《某型產品精益單元建設及貫通工作》。

制造車間是企業的成本中心、也是利潤中心，是企業健康發展的關鍵環境，精益生產理念是車間管理過程中的重要理念，對提高車間管理的水平有十分積極的意義。精益生產理念的落實可以幫助企業更好地開展車間現場管理，在降低生產成本的同時，提高企業的效益及核心競爭力。經過實踐證實，精益生產理念在車間現場管理中意義重大，值得研究與應用。對企業長遠發展有十分積極的促進作用。

參考文獻：

[1][美]丹尼斯P.霍布斯著.精益生產實踐：任何規模企業實施完全寶典[M].2009：15.

[2]黃蕾，胡錦文，董欣，潘麗華.航空制造企業精益生產管理能力提升案例研究[D].南昌航空大學，2018.

[3]OMACK J， JONES D.Lean Thinking， Simon & Schuster[M].New York：NY， 1996： 86-111.

[4]藺宇，郭潔.基于JIT的流水線生產效率提升方法研究[J]. 工業工程與管理，2012，17（3）：124-128.

[5]中航工業精益工程師培訓教材，一階段，P101.航空工業生產力促進中心.

[6]中航工業運營管理體系普及讀本，標準作業指導書.P3-4.中航出版傳媒有限責任公司.