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1、
某變壓器廠箱體車間生產(chǎn)線的改善設(shè)計步驟及方案
精益生產(chǎn)是以消除不增加價值的等待、排隊和其他延遲活動為目標,按照確定的生產(chǎn)節(jié)拍進行生產(chǎn)并且每次僅生產(chǎn)單件產(chǎn)品的一種先進的生產(chǎn)方式。與以往的靠計劃系統(tǒng)發(fā)出指令的推動式生產(chǎn)方式不同,精益生產(chǎn)系統(tǒng)通過采用拉動的生產(chǎn)方式,來實現(xiàn)快速響應(yīng)顧客實際需求的目的。
改善,是指以實現(xiàn)更好為標準而進行的持續(xù)改進或改變的過程,是精益生產(chǎn)實施中的重要基礎(chǔ)組成部分[2]。通過對生產(chǎn)加工車間的布置和生產(chǎn)節(jié)拍進行改善設(shè)計,可以平衡生產(chǎn)線,使產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的流動更加和諧,使之更有利于滿足顧客的需要;通過建立“一個流”的生產(chǎn)方式,可以消除或簡化生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生任何價值的
2、工作,使整個企業(yè)的潛在價值得以開發(fā)。我們對某變壓器廠箱體車間的物流設(shè)施布置進行了深入地分析,通過引入精益思想,提出了對目前大批量“成批與排隊” 生產(chǎn)線的改善設(shè)計步驟及方案。在充分考慮了原有箱體生產(chǎn)加工的工序、工藝設(shè)計基礎(chǔ)上,通過對原有設(shè)備進行改動,大大減少了產(chǎn)品和在制品的庫存量及產(chǎn)品的交貨時間,增加了生產(chǎn)線的柔性,提高了生產(chǎn)率。
1、生產(chǎn)車間的現(xiàn)狀及存在的問題
箱體車間主要生產(chǎn)S9/10KVA-2000KVA的19個種類變壓器的箱體,箱體車間的布置現(xiàn)狀圖見圖1。由于每個箱體的大體結(jié)構(gòu)相同,其加工工藝也十分相似,由此,該車間將箱體的生產(chǎn)分為大件生產(chǎn)區(qū)和小件生產(chǎn)區(qū),其中小件工件通常是由人工搬運
3、,而大件工件通常是由車間內(nèi)部的天吊來完成。通過對箱體車間的深入分析,得出該車間存在如下幾點問題:
(1) 物流的路線太長(見圖1),造成運輸時間的浪費,并且各工序之間的銜接過程存在許多Muda(浪費),造成各工序的生產(chǎn)效率很低;
(2) 生產(chǎn)現(xiàn)場存在大量閑置不用的生產(chǎn)設(shè)備,占用了大量的空間,同時生產(chǎn)現(xiàn)場顯得十分混亂;
(3) 生產(chǎn)設(shè)備之間的距離較大,操作人員移動距離較大,使得操作人員每人每次只能操作一臺機床,不利于操作人員工作效率的提高。
2、在精益思想指導(dǎo)下的生產(chǎn)車間的改善設(shè)計
針對以上存在的問題,以精益思想為基礎(chǔ),我們提出了如圖2所示的設(shè)施規(guī)劃改進程序模型。
2.1 模
4、型分析
根據(jù)圖2所示模型中的各項,并結(jié)合該變壓器廠的具體實際情況,得出如下分析:
(1) 企業(yè)現(xiàn)有狀況的分析并確定設(shè)施目標:該廠多年來雖然因裝備和工藝的改善而形成的合理性積淀,但對廠內(nèi)的生產(chǎn)物流系統(tǒng)、車間的總體布局、各車間內(nèi)的物流設(shè)施從未做過詳盡的、系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計。近年來,由于市場競爭愈加激烈,該廠迫切需要有一個合理的物流規(guī)劃系統(tǒng)來降低成本,從而提高效益。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的目標是要應(yīng)用目前最為先進的精益生產(chǎn)方式這其中需要整個企業(yè)經(jīng)歷很大的改變,因此,公司領(lǐng)導(dǎo)決定通過某一個車間的轉(zhuǎn)型形成示范帶頭作用,從而帶動整個企業(yè)精益生產(chǎn)的實施。并組成了由設(shè)計人員,生產(chǎn)人員和采購、營銷人員構(gòu)成的團隊,共同設(shè)計改
5、善企業(yè)加工生產(chǎn)線。
(2)PQRST分析: 輸入作業(yè)資料P、Q、R、S、T:在設(shè)計改善生產(chǎn)線之前,要明確所要生產(chǎn)的產(chǎn)品(product)、數(shù)量(quantity)、途程安排(rouing)、輔助勞務(wù)(supporting service)與時間(time)。
(3) 精益分析:精益分析包括價值流分析、生產(chǎn)線柔性分析、工序流程分析和設(shè)備種類及加工能力分析。其中:
1) 價值流分析
該車間產(chǎn)生價值的部分在于箱體的加工,箱體的價值流從原材料開始,沿著整個生產(chǎn)加工的工序進行流動,直至流到該車間生產(chǎn)加工的終端。在此過程中,對于那些不產(chǎn)生價值但由于目前生產(chǎn)系統(tǒng)的需要,又不能馬上取消的行動(通常稱之
6、為一型muda,如原材料、在制品及產(chǎn)成品的流動)應(yīng)盡可能的減少;而對于那些不產(chǎn)生價值,并且可以立即取消的行動(通常稱之為二型muda,如由于整個生產(chǎn)系統(tǒng)不能均衡,經(jīng)機加后的零件在焊接工序之前需要等待的過程)則應(yīng)立即取消。另外,可以看到,圖1所示的車間布置中,存在大量固定的料架,其導(dǎo)致的直接后果是操作人員不得不自行走動去搬取貨物,這有無形中出現(xiàn)了muda,側(cè)面地阻礙了產(chǎn)品價值的流動,考慮到供應(yīng)商與箱體生產(chǎn)車間的關(guān)系不是十分緊密,經(jīng)仔細分析,決定采用可以移動的料架來代替原有固定的料架,并按照生產(chǎn)看板的要求主動地為每一個生產(chǎn)單元供貨,使生產(chǎn)線上每一個加工單元始終都保持有少量的庫存。這樣,不但可以節(jié)省
7、大量的人力和物力,而且能夠使整個產(chǎn)品的價值流按照 “一個流”的方式移動。
2) 工序流程分析
該箱體車間的改善布置是在采用原有的工序的基礎(chǔ)上,對原有不合理的工序(如對某些不利于生產(chǎn)加工的零件按其性能強度的要求進行重新設(shè)計)進行了改進,從而縮短某些不合理工件的加工時間。
3) 生產(chǎn)線柔性分析
考慮到生產(chǎn)加工的柔性,并根據(jù)所要生產(chǎn)的箱體零件的大小、生產(chǎn)工藝及設(shè)備加工能力的不同,決定將改善后的生產(chǎn)車間設(shè)計成兩條分別用于加工大小不同箱體零件的生產(chǎn)線(其中,生產(chǎn)線的布置首先應(yīng)取決于所要生產(chǎn)產(chǎn)品加工過程的相似性,其次應(yīng)取決于所劃分的每一個基礎(chǔ)工作單元加工時間的相近性),這樣,不僅物流路線大大的縮短
8、了,還節(jié)省了生產(chǎn)空間,在市場需求產(chǎn)品種類變化不大的時候,這些空出來的空間作為預(yù)留地,一旦市場需求產(chǎn)品種類發(fā)生變化,可以利用這部分空間安裝設(shè)備,對特殊零部件進行生產(chǎn)加工。
4) 設(shè)備種類及加工能力分析:選用那些換產(chǎn)能力較強的設(shè)備組成具有柔性生產(chǎn)線,并采用快速換模技術(shù)組織實際生產(chǎn)。另外,通過對設(shè)備之間加工能力的分析,了解到在圖1所示的各個加工設(shè)備中鉆床、剪板機、沖床及卷床的加工時間較短,而電焊所用的加工時間較長,二者所用時間的比例大約是1:2,由于這個原因,該廠經(jīng)常出現(xiàn)大量在制品在電焊區(qū)排隊等待加工的現(xiàn)象??紤]到設(shè)備加工能力的不同,決定在圖1的基礎(chǔ)上各增加一個電焊作業(yè)區(qū),以均衡整個生產(chǎn)。
(4
9、) 其他分析
如圖2所示,根據(jù)以上分析所得出的結(jié)論,可以發(fā)展出關(guān)聯(lián)線圖,以表現(xiàn)各項作業(yè)的相對空間位置。之后的工作是決定每項作業(yè)所分配的空間的大小,并為每一個設(shè)備制作樣板,并將這些樣板放入關(guān)聯(lián)線圖中,從而獲得空間關(guān)聯(lián)線圖。在根據(jù)修正的考慮及實務(wù)上的限制,就可以發(fā)展出許多布局方案,并進行評估與推薦較佳的方案(見圖3)。最后,需要定期對現(xiàn)有的方案進行改善,已達到趨近于最佳的車間布置方案的目的。
2.2 改善布置結(jié)果分析
圖1所示的車間中,幾乎每一臺加工設(shè)備都要有專人(車間中的直接參與操作的工人大約有14人)來負責管理,這樣,無形中產(chǎn)生了人員的Muda,因為操作人員在整個加工的過程中
10、,大多只是在裝卸工件時直接參與其中,而加工中的大部分時間都是用來檢查加工中工件是否存在問題(根據(jù)經(jīng)驗,這種問題發(fā)生的幾率是很小的,而且完全可以通過經(jīng)常性的檢修設(shè)備予以避免)。如圖3所示的改善后的生產(chǎn)線是根據(jù)工業(yè)工程中人機操作分析確定的,由于其均衡了整條生產(chǎn)線,因此,僅需要7人(其中每個工人都要經(jīng)過培訓,使之具有操作多種機床的能力)就可以完成上述工作。
根據(jù)調(diào)查,該箱體車間采取兩班工作制,且每班每天工作8小時,車間平均每天的生產(chǎn)能力為10個箱體,由此可以計算出改善后的精益生產(chǎn)線的工作節(jié)拍為:
節(jié)拍=(每班工作的分鐘數(shù)×每天的班數(shù))/每天的實際生產(chǎn)能力=(8×60×2)/10=96分鐘/件(分
11、鐘/件)
由于采取了“一個流”的精益思想對車間進行了改善布置,使整個車間的生產(chǎn)效率提高了30%,產(chǎn)品的質(zhì)量問題也比往常有了較明顯的下降。
3、生產(chǎn)管理改善
除了進行基于精益生產(chǎn)的車間改善設(shè)計、實施外,還對其的生產(chǎn)管理進行改善,只有二者能夠有機的結(jié)合,相輔相成,改善設(shè)計后的車間才會達到預(yù)想的效果,其生產(chǎn)管理改善如下:
(1) 建立持續(xù)改善的管理體系
以車間設(shè)施規(guī)劃改善為契機,建立企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)主持,車間主任及班組長和員工參與的持續(xù)改善的三級管理體系,充分發(fā)揮員工參與的積極性和熱情。促使企業(yè)在保持現(xiàn)有改善成果的基礎(chǔ)上,進一步完善和改進其生產(chǎn)組織和現(xiàn)場管理。
(2) 5s管理
5s管理的五個
12、要素是整理、整頓、清掃、清潔和素養(yǎng),既要通過全體員工的共同努力,從自己身邊做起,把無用的雜物清理干凈,把有用的物品按照使用頻率的不同進行合理擺放,并長期加以保持。根據(jù)這個思想,在圖3中去掉了圖1中標有a的無用設(shè)備,使整個生產(chǎn)現(xiàn)場井井有條。
(3) 人員管理
按照精益思想的要求,每一名現(xiàn)場操作員工都需要經(jīng)過精益思想的培訓,使之對所采用的管理模式有一個深入的了解,同時,他們還需要經(jīng)過各個工種的培訓,并在實際工作中經(jīng)常輪換工作,只有這樣,才能適應(yīng)U形生產(chǎn)線的要求。
4、結(jié)論
本文結(jié)合一個具體的實例(某變壓器廠箱體車間),引入了基于精益思想的設(shè)施規(guī)劃改進程序模型。通過進行價值流分析,減少或消除了一些不產(chǎn)生價值的部分;通過工序流程的分析,對原有的工序進行合理改善;通過進行生產(chǎn)線柔性的分析,節(jié)約了大量的生產(chǎn)空間,使工廠內(nèi)部的物流路線大大縮短;通過設(shè)備種類及加工柔性分析,平衡了加工生產(chǎn)線。
改善后的箱體車間基本上實現(xiàn)了“一個流”的思想,均衡了整條生產(chǎn)線,節(jié)約了大量的人力、物力和生產(chǎn)空間,提高了生產(chǎn)效率,產(chǎn)品的質(zhì)量問題也比以前有了明顯的下降
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