精益化生產(chǎn)控制的應(yīng)用

趙 健

（上汽通用汽車有限公司，上海 201206）

前言

在我們?nèi)粘５纳a(chǎn)運行過程中，我們經(jīng)常可以看到類似于下面的現(xiàn)象：

圖1 生產(chǎn)運行過程圖

見圖1，在這個生產(chǎn)線上，有五個工位，其中工位20和40是瓶頸工位，無法滿足客戶需求。尤其是40工位，是瓶頸中的瓶頸。對工位 10,20,30和50進行改進無助于整個系統(tǒng)的改進。但在工位 40做改進可以提高整個系統(tǒng)地輸出產(chǎn)能。

1 目的

通過對現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)的收集，進行對應(yīng)的分析整理，找出其中的瓶頸工位，后期通過對瓶頸工位的改進，可以提升整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，消除各種形式的浪費，以達到持續(xù)改進的目的。

2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集及其定義

現(xiàn)場數(shù)據(jù)的收集可以是人工統(tǒng)計也可以控制系統(tǒng)自動統(tǒng)計。對于節(jié)拍較低簡單工位，可以進行手工統(tǒng)計，但對于自動化程度比較高、節(jié)拍高的生產(chǎn)線，人工統(tǒng)計難以滿足要求，常用的手段是利用其控制系統(tǒng)來收集相關(guān)的數(shù)據(jù)。

主要收集的數(shù)據(jù)如下，但并不限于下面數(shù)據(jù)。

堵塞（BLOCKED）——當(dāng)前工位工件已經(jīng)完成準(zhǔn)備發(fā)送到下游工位，但操作時馬上發(fā)現(xiàn)下游工位沒有準(zhǔn)備好接受工件。

缺料（STARVED）——當(dāng)前工位準(zhǔn)備好接受上游工位的工件，但操作時立刻發(fā)現(xiàn)上游工位沒有準(zhǔn)備好發(fā)送工件。

停機時間（Downtime）——工位無法正常工作，工位也沒處于上面的堵塞（blocked） 或缺料（starved）狀態(tài)。

生產(chǎn)周期（Cycletime）——從完成一個循環(huán)到完成下一個循環(huán)（或輸送線上的固定停止位置到固定停止位置）的平均總時間（秒）。包括上料時間、工序時間（機器人和/或操作員）和下料時間。

3 數(shù)據(jù)分析

收集到的數(shù)據(jù)，可以用獨立或混合的方式來分析瓶頸。對于簡單又相對獨立的工位，有較大的緩存，可以從一些數(shù)據(jù)就能得出，例如產(chǎn)量、加班時間或緩存數(shù)量就可以判斷瓶頸工位，但對于節(jié)拍較高，中間沒有緩存的工位，就需要收集多種數(shù)據(jù)，并采用混合的方式來進行計算，從而得出其中的瓶頸工位。

3.1 利用產(chǎn)量找出瓶頸

比較一個工廠不同區(qū)域的凈運行時間的 JPH（Jobs Per Hour），凈運行時間的 JPH是實際運行時間內(nèi)的產(chǎn)能—計劃時間，非計劃加班時間，臨時輪崗，工間休息等。運行時間不受工間休息或堵塞/缺料時間影響。那么從我們計算得出的凈運行時間的JPH就可以判斷，最低數(shù)值的區(qū)域就是瓶頸區(qū)域。

舉例：有三個車間，依次是車身、油漆和總裝，車身生產(chǎn)出的車輛發(fā)往總裝，油漆完成后送到總裝，每個車間之間都有較大的緩存，可以停放4個小時之內(nèi)的產(chǎn)量。計劃運行班次是從早上 7:00 到下午 3:30，有半小時的午飯時間和兩次18分鐘的工間休息。那么，計劃運行時間=8.5小時-.5小時 - 2*（.3小時）=7.4小時。實際運行情況有所變化，變化情況可參考下面的表格，車身只有一次休息，油漆正常，總裝在3:18PM就完成了。

我們可以根據(jù)下面的表1進行統(tǒng)計，得出每個車間的實際節(jié)拍，因為各個車間之間的緩存夠大，實際運行中沒有發(fā)生堵塞/缺料的現(xiàn)象，因此不納入此次計算中。

表1 各車間數(shù)據(jù)

從上面的數(shù)據(jù)可以得出，車身車間是整個環(huán)節(jié)中的瓶頸。

3.2 用超出時間得出瓶頸

比較各區(qū)域的非計劃加班時間，最多地應(yīng)該就是瓶頸。在上面的例子中，車身是0.3小時，油漆和總裝是0，則車身最像瓶頸。

3.3 通過緩存區(qū)找出瓶頸

觀察不同區(qū)域的緩存區(qū)。通常，瓶頸的下游緩存區(qū)是空的或接近空的，上游是滿的或接近滿的，這個在工間休息或每班生產(chǎn)結(jié)束前更可靠。

3.4 通過堵塞和缺料得出瓶頸

觀察堵塞和缺料結(jié)構(gòu)。通常，在瓶頸工位的上游是滿的，下游經(jīng)常等待工件。

舉例，現(xiàn)場有7個工位，運行情況見下圖。

圖2 運行狀況圖

從圖2可以得出，工位3一直在忙于運行，工位4和工位5還一直缺料，工位 7的情況和工位3有點類似，也一直在忙于運行，在它在它之前的幾個工位一直在等待它的完成。從上面可以初步判斷，工位3和工位7是可能的瓶頸。

3.5 用統(tǒng)計的設(shè)備獨立產(chǎn)能SAT（Stand Alone Throughput）找出瓶頸

這種方式是對節(jié)拍比較高的自動工位經(jīng)常采用方式，所需要的數(shù)據(jù)較多，但得出的結(jié)論也相對比較可靠。

設(shè)備獨立產(chǎn)能SAT的計算方式主要有兩種：

方法一：

先得出設(shè)備的開通率，然后通過運算得出設(shè)備獨立產(chǎn)能SAT。

設(shè)備開通率=設(shè)備運行時間/（設(shè)備運行時間+停機時間）

設(shè)備獨立產(chǎn)能SAT=設(shè)備開通率*設(shè)計節(jié)拍

下面是對一個工位的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計：

表2 各工位數(shù)據(jù)統(tǒng)計

其中，設(shè)計周期為48秒，設(shè)計節(jié)拍為75.7件/每小時。

這個是指設(shè)備沒有堵塞或缺料時, 設(shè)備開通率和設(shè)計節(jié)拍相乘就是設(shè)備的獨立產(chǎn)能。

方法二：

設(shè)備獨立產(chǎn)能SAT=產(chǎn)量/（運行時間-（堵塞+缺料））

這種計算方式的前提是堵塞和缺料的總時間不能超過總運行時間的20%，否則計算的結(jié)果就不可靠了。

不管是方法一還是方法二，得出的結(jié)論是一樣的，SAT的數(shù)值越小，那么這個設(shè)備就越是瓶頸工位。

下面是對一個現(xiàn)場工位進行一天的統(tǒng)計后得出的 SAT JPH柱狀圖：

圖3 SAT產(chǎn)能圖

從圖3上很容易以看出，工位50的SAT數(shù)值最小，說明工位50是瓶頸工位。針對50工位進行具體分析，根本原因是什么，是故障問題還是其他的問題，后期可以通過對工位50的優(yōu)化改進，從而提升整條線體地輸出產(chǎn)能。

4 計劃和實施

建立完整、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集機制，并在系統(tǒng)上進行顯示和監(jiān)控，另有有專業(yè)的人員進行數(shù)據(jù)分析比對，找出瓶頸工位，分析其原因，通過對其進行優(yōu)化改進，從而實現(xiàn)產(chǎn)能改進的目的。

5 總結(jié)

現(xiàn)代工業(yè)自動化程度越來越高，生產(chǎn)過程具有高度的比例性、均衡性、適應(yīng)性和連續(xù)性。生產(chǎn)過程的任何一個環(huán)節(jié)的問題都有可能對最后的產(chǎn)品輸出有所影響。因此，采用精益化生產(chǎn)，可以對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)全盤掌控，清楚生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的瓶頸工位，通過對其進行優(yōu)化改進，可以提升整體生產(chǎn)產(chǎn)能，也減少了浪費，節(jié)約了資源，從而提高競爭力，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造優(yōu)先條件。