單元制造模式及其應用研究

何悅

摘要：隨著科學信息技術的迅猛發展，傳送帶生產出來的大批量、單一產品已不再滿足客戶的需求。除此之外，低成本、“少人化”理念已滲透企業當中。此背景下，由成組技術發展而來的單元制造模式受到了廣泛的關注和應用。論文對兩種生產方式進行比較研究，找出傳送帶中存在的問題及單元制造模式的優點。找出一條適合我國企業推行的單元制造模式的實施方法，使我國企業在生產過程中達到降低成本、提高利潤的目的，增強我國制造業的競爭力。

關鍵詞：單元制造模式;傳送帶生產方式;制造業

1? 緒論

傳送帶生產方式以大批量、標準化的生產達到降低生產成本、提高生產效率的目的。但客戶對產品的需求逐漸從單品種、大批量到多品種、小批量的趨勢發展[1]。傳送帶生產方式的缺點具有以下三點：第一，傳送帶生產方式具有很強的剛性，只能針對需求趨同的情況;第二，生產設備較為復雜，占地面積龐大，只有大批量生產才能滿足降低成本的需求;第三，傳送帶作業方式過于細化，使操作者缺乏自主性和積極性。

單元制造模式的研究是興起于美國、瑞典等歐洲發達地區，繁榮于日本的一種具有創新性的生產方式[2]，單元制造模式是配備少數低自動化和機械化的設備生產多品種、少批量的產品，符合我國目前工廠中缺乏大量自動化設備的國情。單元制造模式的優點是低成本、高柔性化以及“少人化”[3][4]。在該模式下，工人是以一個單元為單位，在一個單元內部進行組裝生產，縮短了生產線的長度，減少了工廠內部機器的數量，不再需要大量的操作工人，進而降低了雇傭工人的成本;同時，生產質量、生產效率直接與工資掛鉤，在保證產品質量的同時，也提高了生產效率。

2? 單元制造模式分類

結合目前現有的理論研究，根據單元制造模式的實際情況，可以將單元制造模式分為以下四類：

①無傳送帶生產方式：是在傳送帶生產方式的基礎上將傳送帶去除，由少數幾名操作人員分段承擔流程或工序。工作臺和工作臺之間設置專門放置半成品的地方，操作人員在完成自己所負責的流程段或工序之后，將半成品交給下一個流程或工序。如圖1所示為無傳送帶生產方式示意圖。

②分割式生產方式：是由少數幾名操作人員分段承擔流程或工序，主要為U字型生產。它是在完成一件產品所需工序數或流程相對較多的情況下，或當新工人對操作還不夠熟練時所采用的一種生產方式。如圖2所示為分割式生產方式示意圖。

③單人生產方式：單元內所有工序由一個人承擔，不再進行分工，操作人員在不同的作業臺之間移動，它是單元制造模式的基本形態。如圖3所示為單人巡回式生產方式。

④巡回式生產方式：單元內有若干名作業人員，并按順序排列，一個跟著一個在單元內周而復始地完成所有工序。這種方式的優點是，可以在不增加車間作業面積，不增加工作臺數量和配套設備的前提下，僅通過增加作業人員達到迅速增加產量的目的。如圖4所示為巡回生產方式示意圖。

3? 我國制造業推行單元制造模式的方法

我國目前制造業存在的問題主要有：生產效率和勞動生產率低、自動化程度低、過于依靠廉價勞動力、對市場的應變能力較弱，競爭優勢低下。因此，推行單元制造模式，可以有效解決我國制造業存在的上述問題。

單元制造模式的實施步驟一般可以分為：單元的劃分、單元的構建、單元布局的制定、單元制造模式試運行、應用單元制造模式五步。其中，單元的劃分是指通過對產品工藝流程資料的搜集，將全部工序劃分為不同的工藝流程類型，工藝流程資料的搜集需要了解從原材料到制成成品各項工序安排的程序。在這里主要介紹單元的構建和單元布局的制定。

3.1 單元的構建方法

單元構建的具體分析方法包括程序分析和時間研究。程序分析包括消除單元的無用功、單元構建的動作均衡分析以及單元構建的儲存問題分析三個方面。其中，消除單元的無用功與單元構建的動作均衡分析分別是利用5W1H的提問技術以及ECRS四大原則來構造出更加高效和經濟的單元，減少了原生產線的消耗和無用功。

單元構建的儲存問題分析是指對在制品的數量進行標準化。由于在制品的數量會嚴重影響到單元內的生產效率、生產周期以及產品質量的穩定性，因此，在我國制造型企業的實際生產過程中要計算出標準在制品庫存量（Work in Process，WIP）以指導單元的合理構建。論文以時效處理的標準WIP計算方法來指導單元的構建[5]。所謂時效處理指的是當第一道工序加工完畢后，由于工藝要求，在制品不能立刻轉入下一道工序，必須有一定的等待時間，這段等待時間稱之為時效處理時間。根據利特爾法則，可得出標準WIP的計算方法如下：

前置時間（Lead Time）=存貨數量×生產節拍

單元構建的時間研究是通過作業測定使時間標準化，是指在合理的作業方法的基礎上，測定必要的作業時間，通過寬放、評比等技術，制定出合理的標準時間，并以此為依據制定勞動定額。一般來說，企業應給予4%的寬放時間[6]。

3.2 單元的布局方法

接下來需要進行的工作是基于設施布局制定出單元的布局。對于不同類型的企業或車間，應根據單元制造模式中4種不同類型的特點進行單元布局模式的選擇，具體的選擇方法可分為不同企業和不同車間兩個方面的內容。

3.2.1 對于不同的企業應選擇不同類型的單元布局

①勞動密集型企業：對于紡織業、食品企業、日用百貨等輕工企業以及服務型企業來說，這種類型的企業都屬于勞動密集型企業，設備技術程度很低，但容納的操作者卻還多。對于勞動密集型企業來說，應采取無傳送帶的單元制造模式，其類型仍為直線型，只是去掉了無用功過多的傳送帶，可以適當減少一些在傳送帶時期的員工配備，對提高操作者的積極性以及企業的經濟效益有很大幫助。

②技術密集型企業：對于剛開始應用單元制造模式的技術密集型企業來說，不適宜應用單人生產方式，應采取從傳送帶生產方式向單人生產方式過渡的分割式或巡回式生產方式。可以將單元的設備布局成“U”字型或“C”字型，推行少數幾個人的生產方式。當單元內每個操作者的熟練度達到可獨立負責全部工序的水平時，可考慮推行單人生產方式。

3.2.2 對于不同的車間應選擇不同類型的單元布局

①裝配車間：裝配車間中每道工序的復雜程度以及操作者的數量不一致，且工人之間的操作速度和生產效率相差很多。另外，裝配車間的自動化程度比較低，使用大型設備或自動化程度較高設備的情況很少，一般情況下都是操作者進行手工作業，因此，裝配型車間的生產模式符合單元制造模式的基本原理。分割式生產方式符合裝配車間工序較多，不可配備單人操作的特點。

②機加車間：在機加車間中，操作工人較少，而機器設備的數量卻相當龐大。在這種情況下，單元內可以采取單人生產方式的方法，以達到“一人多機”的目的，因此，在機加車間中為了能使操作者獨立完成各道生產工序，企業應更加注重“多能工”的培養，建立起一套有效的員工培訓機制。

4? 總結

企業對經濟效益的追求是企業賴以生存和發展的基礎。目前，市場需求呈現出定制化趨勢，我國企業逐漸認識到只有順應客戶的需求和市場的變化才能達到提高經濟效益的目的，如何有效地將先進的生產方式推行到我國制造業當中已經成為企業界共同關注的焦點。論文亦是從此方面出發，探尋單元制造模式是否適合在我國推行，并基于我國目前制造業現狀和特點，提出具體的實施方法推進單元制造模式在我國的應用。

參考文獻：

[1]劉晨光，廉潔，李文娟，殷勇.日本式單元化生產——生產方式在日本的最新發展形態[J].運作管理，2010，22（5）：93-103.

[2]俞曉軍.細胞式生產方式的起源及其在日本的普及條件[J].當代經濟研究，2010（7）：23-27.

[3]羅珊珊.應用細胞式生產方式改造A產品包裝流水線的研究[D].南昌：華東交通大學碩士論文，2014.

[4]熊玲玲.虛擬制造單元方式下作業成本法的應用研究[D].鎮江：江蘇科技大學碩士論文，2014.

[5]王恩亮，工業工程手冊[M].北京：機械工業出版社，2006.

[6]崔繼耀，單元生產方式[M].廣州：廣東經濟出版社，2005.