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基于精益生产的生产流程优化研究
2011-06-21 14:09:45 来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》 作者:聂喜荣 殷志杰 曲立 【 】 浏览:1441次 评论:0

  摘要:借鉴精益生产的理念,以某企业的转包零件生产组织过程为案例,对其生产流程进行优化,并对优化效果进行了评价,对我国制造企业的生产流程精益化管理有一定的借鉴意义。
  关键词:精益生产 生产流程 优化
  
  随着经济全球化的发展以及我国融入全球经济的步伐加快,企业在获得更加广阔市场的同时,也面临竞争加剧、成本增加、边际赢利下降、市场需求个性化和多样化等诸多挑战,这使得企业经营平均获利水平下降。在企业生产组织过程中,选择适合自身产品特性的生产流程,是企业控制成本的关键,也对企业提高生产效率、提高产品质量和市场竞争力起到关键重要的作用。而精益生产则是优化生产流程,解决企业目前生存与发展问题的最佳途径。
  1 精益生产的基本内涵
  精益生产(Lean Production,LP),又称精良生产,其中“精”表示精良、精确、精美;“益”表示利益、效益等等。精益生产就是以企业利润最大化为目标,及时制造,消除原料采购、储运、生产、包装等生产环节中的一切浪费。
  精益生产方式既是一种以最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本为主要目标的生产方式,又是一种理念、一种文化。实施精益生产方式JIT就是决心追求完美、追求卓越,就是精益求精、尽善尽美,为实现七个零的终极目标而不断努力。它是支撑个人与企业生命的一种精神力量,也是在永无止境的学习过程中获得自我满足的一种境界。
  精益生产利用传统的工业工程技术来消除浪费,着眼于整个生产流程,而不只是个别或几个工序。精益生产与批量生产方式相反,追求工序间在制品、半成品的零库存,但它并不是强行把工序间的库存减少;也不能主要依靠传统流程的机群式布置,因为这种流程工序间的距离太远,物品传递实行单件传递是不现实。因此它强调价值流的流动,运用这一个流的流动,把设备根据这个流的流动方向按加工工序的顺序进行布置,从而大大缩短工序间的距离,减少了搬运,使得实现工序间在制品、半成品的零库存成为可能。
  精益生产主要包括所有事情的基础——5S现场管理,准时化(Just In Time)和自动化是精益生产的两大支柱。以及6σ质量管理原则,可视化管理以及不断追求完美,支撑体系如图所示。
  2 基于精益生产的流程优化案例分析
  2.1 案例研究背景 南方机电制造有限公司隶属于南方航空动力机械公司,在机电产品开发和生产制造方面具有较好的基础,公司主要从事国外机电产品“三来一补”转包生产,以外向型生产为主,生产模式主要依据客户订单要求进行组织。
  公司生产主要以客户订单作为生产驱动,产品系列化,如:刷杆支架、顶杆支架、摇轴、转轴等。同类产品结构极其相似,生产组织过程具有多品种小批量的生产特点。以刷杆支架为例,年订货量为2800件,要求每月交付150件。但是,按照公司现有生产能力根本无法满足需求。一方面,由于生产管理比较粗放,生产组织流程不尽合理,致使其生产效率低、周期长、不能按期交货等缺点十分突出, 企业每月有30%~50% 的订单不能按时出货;另一方面,工人长期加班,生产能力表现得严重不足,使企业在快速响应市场、满足客户需求方面,表现得越来越力不从心。
  2.2 企业存在的问题及主要原因分析 通过对企业生产及管理进行考察后,对问题的原因大致可以得出如下结论:①每月批量投放制定不合理。无法按顺序组织生产,在制品占用时间长,生产周期长(生产周期大约一个月)缺乏灵活的处理能力,市场响应能力差。②工序作业缺乏标准化。工序设备及人员配置不尽合理,经常出现多处设备闲置及人员等待时间,且同道工序的作业方法、作业时间相差悬殊,产品质量、生产进度控制困难。并且不能建立有效的工时考核标准,生产能力存在较大的不确定性。③缺乏基本的市场预测机制,按订单生产。临时订单的插单生产,经常引起整体生产过程的混乱,不能按时交货的情况经常发生。④由于工序设备及人员配置不尽合理。出现多处设备闲置及人员等待时间,造成生产能力的浪费。⑤生产现场布局混乱。没有安全可靠的工位器具存放保护零件和运输零件,造成零件的碰伤和划痕,导致零件返修甚至报废。
  2.3 根据精益生产方式制定优化方案 根据上述分析,企业目前生产流程中存在的问题主要分为机械加工的工艺技术问题和企业整体生产现场布局问题。结合精益生产方式和企业未来发展趋势,提出建立一套较完整的现代加工技术及工艺管理体系,对企业原有传统生产组织及管理流程进行改造,对产品加工工序内容、设备和人员重新调整布置。通过增加必要的先进设备,并组成比较灵活的小单元相连接方式生产线,实现了消除浪费、提高效率、降低成本的精益生产目标,并在生产现场之间建立“连续流程”,实现整个价值流的优化,并采用拉动式生产控制方式提高生产效率。制定出的改进措施如以下几个方面:
  2.3.1 调整月批次投入量 精益生产着眼于整个生产流程,追求工序间在制品、半成品的零库。而原来每批次投入量80件,单批次数量过多,造成单批次流转周期过长,经常出现设备、人员停工待料的情况。经过分析测算,将单批次投入量调整为30件,每月投入5-6批次,以适应各加工环节的频次,较好地控制了生产现场在制品的合理流转,保证了生产流程的连续性。
  2.3.2 建立完整的生产线 精益生产强调价值流的流动,运用这一个流流动,把设备根据这个流的流动方向按加工工序的顺序进行布置,从而大大缩短工序间的距离,减少了搬运。根据精益生产的要求及各加工设备工序能力的不同,调整设备,增加一台立式加工中心,并将两台铣床和一台钻床调整他用。按所加工零件“刷杆支架”的工艺流程,组成较灵活的小单元相连接的生产线,完成全部机械加工的工序内容,生产出合格的产品。配置必须的加工设备和工人,并根据生产周期需要及设备加工能力合理安排人员班次。具体调整见“原加工现场生产布局图”(如图2所示)和优化改进后的“调整后的加工现场生产布局图”(如图3所示)。
  经过以上调整后,设备加工能力得到显著提升,各生产单元更为紧凑,大大减少了零件的中途流转时间和设备空置时间。
  2.3.3 对加工工艺改进优化 精益生产要求人员按标准工艺工作,按节拍进行生产。根据精益生产方式、现代加工技术及工艺管理模式对零件“刷杆支架”的加工工艺进行合并调整,对加工工序中的50、60、80、90工序合并成一道工序,采用加工中心机床进行加工,仅此一项,不但节省了加工费用,更缩短加工时间,保证了质量,提高了产品的合格率。具体工艺内容参见图4。
  ①生产成本分析。该零件(如图5所示)工艺技术复杂程度中等,有形位公差要求。经过设备调整和工序调整后,增加了资金的投入,购置了立式加工中心。但是从表1与表2的对比中可以看出加工费用不但没有增加,还有所降低。更重要的是提升了企业的生产加工能力和扩大了生产范围。
  A.原成本:Q原工序费用=E50工序+E60工序+E80工序+E90工序=10+9+50+60=129元
  B.现成本:Q加工中心=E加工中心工件单价·H工序时间=100x0.7=70元
  ②工序能力分析。如表1所示,我们可以看出,从单件工时来看限制工序能力的瓶颈主要在80、90、120工序,而120工序直接通过增加检验人员可以解决,因为80、90工序则比较复杂,工艺要求较高,由于工人的加工技术参差不齐,造成产品质量极不稳定,合格率较低,更导致生产效率的低下。所以,必须通过改进工艺和调整加工设备,才能提高生产效率保证加工质量,直接提高产品零件合格率,使工序能力得到极大的提升。

  ③生产周期分析。如表2所示,由于50、60、80、90工序时间较长,加工内容多,存在不确定性,容易造成生产周期的延长和混乱,经过50、60、80、90工序的调整合并后,改由加工中心机床一道工序加工,工序时间也由原来134分钟/单件工时(合并前)缩短到现在42分钟/单件工时(合并后)。单件总工时也由原来“80分钟/单件总工时”缩短到“288分钟/单件总工时”,大大节约了工序加工时间,直接缩短了零件加工的生产周期。
  2.3.4 采用“看板管理”方式
  通过对生产计划、生产进度、在制品流转过程、质量控制和管理等各环节借鉴精益生产的“看板管理”,可以更好地传送生产以及运送的工作指令,防止过量生产和过量运送,进行“目视管理”并能及时改善存在的问题。加强产品的质量控制,在零件加工过程中增加必要的检测和抽检,避免零件的批量返修和报废。增加必要的工位器具保护零件,避免零件的碰伤和划痕,减少零件的返修和报废。选用性价比较好的刀具、夹具、量具,降低生产费用和生产成本。
  3 实施优化方案后的应用效果分析
  经过一段时间的实践运用,通过实例验证,经过精益生产优化后的生产流程获得了以下几个方面的直接效益:首先,在调整月批次投入量后,合理的批量生产极大地减少了在制品库存,改善了现场生产管理秩序,每周均有产品下线,生产周期显著缩短。提高了生产效率10%以上。其次,经过建立小单元生产线,设备加工能力得到显著提升,各生产单元更为紧凑,大大减少了零件的中途流转时间和设备空置时间。合理安排轮番生产,工序作业标准化,定编定岗。至少使生产效率提升5%以上。再次,通过对加工工艺的改进优化,缩短了加工时间,降低了加工费用,保证了产品加工质量,提高了产品的合格率。扭转了经常出现的不能按时交货、长期加班加点的不利局面,降低了生产成本。在不增加成本的情况下产能获得显著提升。比改进前提高生产效率30%以上。最后,通过实行“看板管理”方式,使得整个产品的生产流程状态一目了然。增加了加工过程中的灵活性和可控性,加之对其它一些环节的改进优化,使生产效率提高15%以上。
  综上所述,经过对企业生产流程重新设计运行后,使企业逐步实现从传统批量生产方式到精益生产方式的转变,建立了一套较完整的现代加工技术及工艺管理体系,通过对企业原有传统的生产组织及管理流程进行改造,对产品加工工序管理内容、设备和人员重新调整布置。通过实例也说明了以上方法的应用过程和实际效果,产能指标完全达到设计要求。同时也满足了企业提出的不增加生产人员, 生产效率提高50%以上的要求,同时生产现场的环境得到了较大改善。可以随时满足市场对产品多样性的需求,提高了顾客满意度,更重要的是提高了企业的整体工艺技术水平和机械加工能力,极大增强了企业的市场竞争力。
  4 结束语
  从案例可以看出在精益生产的指导下,结合企业实际,生产流程可以是低成本的高效率的连续的作业流程,其适应现代快速变化的外部环境的新思路。利用精益生产,持续不断的改进,减少浪费、增加价值,提高核心竞争力,是制造型企业获取和保持市场竞争优势的一条有效途径。
  参考文献:
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  [4]潘家轺,曹德弼.现代生产管理学[M].北京:清华大学出版社,2003.
  [5]陈心德,吴忠.生产运营管理[M].北京:清华大学出版社,2005.
  [6]张金娟,蒋丽华,段向云.基于精益思想的服务流程优化研究[J].物流技术2009,总第202期.

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Tags:精益生产 生产流程 优化 责任编辑:草木含羞

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