精益生產中制造過程分析圖的運用研究

徐曉，石愛華

（貝克休斯傳感與檢測常州有限公司，江蘇 常州 213159）

如何在市場和企業自身條件都在快速變化的環境中使企業生存和發展，企業的這個根本需求反映在制造、生產和管理等各個方面，在企業管理方面出現了全面質量管理、并行工程、制約理論、準時制、物料需求計劃等新型管理模式。在所有這些新型和先進的模式中，精益生產是非常關鍵的一個生產模式。

1 精益生產的起源和誕生

精益生產是在日本豐田汽車公司創造的準時制（JIT）生產的基礎上發展起來的， 以最大地減少企業生產所占用的資源、減少企業管理和運營成本為主要目標的生產方式。以JIT命名的日本生產制造管理模式，包含眾多的管理方法和管理技術：質量環、全面質量控制、焦點工廠、全面節約的維護、縮短準備時間、成組技術、平衡負載、多功能員工、看板、準時購買。

1990年，美國麻省理工學院James P W等人將其概括為精益生產并在1994年提出了精益企業概念。

作為精益生產的起源和核心組成，準時制生產改變創新了以往由上級部門制定各個部門生產計劃的推動式計劃與控制方法，引入了由裝配線終點的生產量決定所有工序的生產量和生產時間的拉動式計劃與控制方法。

杜絕浪費、建立流水作業線是精益生產的基本思想，而貫穿其中的兩大支柱是：準時化、自動化。準時化：在需要的時間、按需要的數量取得需要的物品。自動化：如果發生異常，操作者可以把整個流水線立即停車。

2 精益生產中的流動

精益生產的核心思想之一是追求物料的流動，以消除各種浪費。

制造現場的物料有四種狀態：搬運、檢查、停滯、加工。減少“搬運、檢查、停滯”，提高“加工”的比率，就稱為“流動化”。

流動化就是要盡量使工序間在制品數量接近甚至等于零，也就是說，前一工序加工一結束就立即轉到下一個工序進行加工，建立一種無間斷的流動性，此種流動化生產是實現精益生產的一個基本原則。

理解了流動化的重要性，制造現場就要構建不會堆積物料的流動系統，且物料在流動過程中，在各道工序上得以加工，附加其價值。

精益生產的核心：創造價值，消除浪費。而流動創造價值，停滯均為浪費。

3 提高制造流動百分比的方法

制造流動%=有價值的工時（加工時間）/制造周期

制造流動百分比是產品制造過程中有價值的工時即加工時間與產品的制造周期的比值。有價值的工時即加工時間的增加或制造周期的減少都會使制造流動百分比的提高。產品的設計決定了有價值的工時即加工時間的相對穩定，所以縮短制造周期是提高制造流動百分比的主要方法。

制造周期是從投產至完成生產之間相隔的時間。在整個制造周期中，制造流程應該像水流一樣，連綿不斷，但仔細觀察就會發現，水流會遲緩，甚至停頓，造成流動中斷或遲緩的原因是各種浪費。制造周期包括有價值的工時即加工時間；無有價值的工時即搬運、檢查、停滯時間。制造周期的縮短意味著除有價值工時外其他時間的減少，即消減搬運、檢查、停滯的時間。

生產現場中物料的搬運、檢查、停滯的狀態包含7種浪費：（1）等待。（2）搬運。（3）不良品。（4）無效的動作。（5）無效加工。（6）庫存。（7）過量生產。通過有效的方法盡快找到這7種浪費，從而消除或減少所有浪費是提高流動化即提高制造流動百分比的必要途徑。繪制制造過程分析圖（小球圖）是有效且簡單直觀找到這些浪費的好方法之一。

4 制造過程分析圖（小球圖）

（1）制造過程分析圖（小球圖）以圖1所示的方法，直觀地描述記錄了整個制造周期中按時間順序實際發生的所有事件。記錄了物料在制造現場的整個生產制造周期中完整的依據時間順序呈現的所有狀態，搬運、檢查、停滯、加工。圖1是某產品線的制造過程分析圖（小球圖），此產品線在標定工序是6個產品的批量生產，標定工序前和標定工序后的所有工序皆為單件流生產。從上班開始的第一道工序起到下班時第二批生產結束，圖上記錄了物料在這個事件段的實際狀態信息。

圖1 制造過程分析圖（小球圖）

（2）從制造過程分析圖（小球圖）可以很容易觀察到物料在生產過程中的實際狀態，是加工還是搬運、檢查、停滯。從而找到制造過程中的各種浪費。

圖2中的浪費：工序間的等待；各工序中第一個產品等待第六個產品。這些浪費阻礙了產品的流動。要消除這種浪費，單件流是最好的方法，可以徹底地消除工序間和產品間的等待，從而使在制品可以在各工序間無阻礙地流動著，且工序間不在制品庫存。

圖1中除了和圖2中相同的等待的浪費，還有檢查的浪費（終檢工序）和不良品的浪費（投入6個產出5個，一次性合格率不良）。

圖2

（3）制造過程分析圖（小球圖）在圖1的示例，只是簡略地描述了產品制造的流程，包括各個主要工序。實際上，制造過程分析圖（小球圖）可以細化到每個具體的步驟或動作，因而可以識別出具體到動作的浪費。

圖3中的浪費：無價值的移動（移動至表處、移動至控制臺）、多余的搬運（取探頭）、一次性合格率不良造成的返工（標定90%FPY）、無價值的動作（記錄序列號）。

圖3

浪費被識別出來了，就可以采取相應的措施消除這些浪費：完善產線布局避免無價值的移動和多余的搬運；提升一次性合格率盡可能減少返工；取消或最少化無價值的動作。

（4）過失；廢品和返工都會造成過程的中斷；回流。要實現無過失；廢品和返工而連續的流動，就要求每個過程和每個產品都是正確的，也就是要實現質量自動化。質量自動化的實現不僅可以幫助保持流動性，而且使得制造過程中的各種無價值的檢查或測試動作的取消成為可能。譬如在圖1中的終檢工序的取消。

（5）異常狀況的發生亦會使得生產過程中斷，物料停滯，而導致制造周期延長。設備故障停機、物料質量問題、人員短缺是常會發生的異常狀況。減少甚至消除異常狀況的發生，可以促進流動化，提高制造流動百分比，因此有效措施的實施是必要的。如設備保養的年度計劃的制定、供應商制造能力的提升和監督、員工的多技能培訓和管理。

（6）利用制造過程分析圖（小球圖）找出浪費，采取措施消除浪費，并持續改進。同時將這些改進更新在標準作業表中。

標準作業表包含三個要素：①周期時間。②作業順序。③標準在制品庫存。標準作業并不是最佳工作方法，是須時時刻刻進行改進的。

其實，標準只不過是為了達到改善目標的一個基準，是一個基于現有狀況的一個暫時的方案，必須進行進一步的修改。是在生產現場觀察到各種情況后，時時做出修訂的不斷改進的方案，包括周期時間、作業順序、標準在制品庫存等都須實時修訂。

標準時間是在盡可能地多次操作后，取其中時間最短的一次，然后找出其他幾次花費時間更多的原因，消除這些原因后，就可以讓所有人都能夠用最短的時間做出最好的工作。

5 結語

消減停滯、檢查、搬運，從而促進流動化，構建出流動的系統。制造過程分析圖（小球圖）是直觀地識別停滯、檢查、搬運浪費的很好的工具。識別出浪費，從而采取措施消除這些浪費，持續改進，修訂標準作業表，減少無價值但必要的動作，以最短時間為標準時間，減少制造周期，提高制造流動百分比。