某變壓器廠箱體車間生產(chǎn)線及改善設計步驟及方案.doc

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某變壓器廠箱體車間生產(chǎn)線的改善設計步驟及方案 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、工藝設計基礎上，通過對原有設備進行改動，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構相同，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，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、在精益思想指導下的生產(chǎn)車間的改善設計 針對以上存在的問題，以精益思想為基礎，我們提出了如圖2所示的設施規(guī)劃改進程序模型。 2.1 模型分析 根據(jù)圖2所示模型中的各項，并結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)的物流設施從未做過詳盡的、系統(tǒng)的規(guī)劃和設計。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)領導的目標是要應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，公司領導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。并組成了由設計人員，生產(chǎn)人員和采購、營銷人員構成的團隊，共同設計改善企業(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(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(通常稱之為一型muda，如原材料、在制品及產(chǎn)成品的流動)應盡可能的減少；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，側面地阻礙了產(chǎn)品價值的流動，考慮到供應商與箱體生產(chǎn)車間的關系不是十分緊密，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)工藝及設備加工能力的不同，決定將改善后的生產(chǎn)車間設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)線的布置首先應取決于所要生產(chǎn)產(chǎn)品加工過程的相似性，其次應取決于所劃分的每一個基礎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備，對特殊零部件進行生產(chǎn)加工。 4) 設備種類及加工能力分析：選用那些換產(chǎn)能力較強的設備組成具有柔性生產(chǎn)線，并采用快速換模技術組織實際生產(chǎn)。另外，通過對設備之間加工能力的分析，了解到在圖1所示的各個加工設備中鉆床、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]到設備加工能力的不同，決定在圖1的基礎上各增加一個電焊作業(yè)區(qū)，以均衡整個生產(chǎn)。 (4) 其他分析 如圖2所示，根據(jù)以上分析所得出的結論，可以發(fā)展出關聯(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，并為每一個設備制作樣板，并將這些樣板放入關聯(lián)線圖中，從而獲得空間關聯(lián)線圖。在根據(jù)修正的考慮及實務上的限制，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 改善布置結果分析 圖1所示的車間中，幾乎每一臺加工設備都要有專人(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，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=(8602)/10=96分鐘/件（分鐘／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合，相輔相成，改善設計后的車間才會達到預想的效果，其生產(chǎn)管理改善如下： (1) 建立持續(xù)改善的管理體系 以車間設施規(guī)劃改善為契機，建立企業(yè)領導主持，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U形生產(chǎn)線的要求。 4、結論 本文結合一個具體的實例(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