某變壓器廠箱體車間生產(chǎn)線的改善設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)步驟及方案 精益生產(chǎn)是以消除不增加價(jià)值的等待、排隊(duì)和其他延遲活動(dòng)為目標(biāo)，按照確定的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn)并且每次僅生產(chǎn)單件產(chǎn)品的一種先進(jìn)的生產(chǎn)方式。與以往的靠計(jì)劃系統(tǒng)發(fā)出指令的推動(dòng)式生產(chǎn)方式不同，精益生產(chǎn)系統(tǒng)通過采用拉動(dòng)的生產(chǎn)方式，來實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)顧客實(shí)際需求的目的。 改善，是指以實(shí)現(xiàn)更好為標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行的持續(xù)改進(jìn)或改變的過程，是精益生產(chǎn)實(shí)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(jìn)行改善設(shè)計(jì)，可以平衡生產(chǎn)線，使產(chǎn)品在生產(chǎn)線上的流動(dòng)更加和諧，使之更有利于滿足顧客的需要；通過建立“一個(gè)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(jià)值的工作，使整個(gè)企業(yè)的潛在價(jià)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(jìn)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(duì)” 生產(chǎn)線的改善設(shè)計(jì)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(jì)基礎(chǔ)上，通過對原有設(shè)備進(jìn)行改動(dòng)，大大減少了產(chǎn)品和在制品的庫存量及產(chǎn)品的交貨時(shí)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(gè)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(gè)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(yùn)，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(diǎn)問題： (1) 物流的路線太長(見圖1)，造成運(yùn)輸時(shí)間的浪費(fèi)，并且各工序之間的銜接過程存在許多Muda(浪費(fèi))，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(shí)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(dòng)距離較大，使得操作人員每人每次只能操作一臺(tái)機(jī)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(jì) 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(jìn)程序模型。 2.1 模型分析 根據(jù)圖2所示模型中的各項(xiàng)，并結(jié)合該變壓器廠的具體實(shí)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(biāo):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(jì)。近年來，由于市場競爭愈加激烈，該廠迫切需要有一個(gè)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(biāo)是要應(yīng)用目前最為先進(jìn)的精益生產(chǎn)方式這其中需要整個(gè)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(gè)車間的轉(zhuǎn)型形成示范帶頭作用，從而帶動(dòng)整個(gè)企業(yè)精益生產(chǎn)的實(shí)施。并組成了由設(shè)計(jì)人員，生產(chǎn)人員和采購、營銷人員構(gòu)成的團(tuán)隊(duì)，共同設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shí)間(time)。 (3) 精益分析：精益分析包括價(jià)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(jià)值流分析 該車間產(chǎn)生價(jià)值的部分在于箱體的加工，箱體的價(jià)值流從原材料開始，沿著整個(gè)生產(chǎn)加工的工序進(jìn)行流動(dòng)，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(jià)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(dòng)(通常稱之為一型muda，如原材料、在制品及產(chǎn)成品的流動(dòng))應(yīng)盡可能的減少；而對于那些不產(chǎn)生價(jià)值，并且可以立即取消的行動(dòng)(通常稱之為二型muda，如由于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)不能均衡，經(jīng)機(jī)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(dòng)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(jià)值的流動(dòng)，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(xì)分析，決定采用可以移動(dòng)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(dòng)地為每一個(gè)生產(chǎn)單元供貨，使生產(chǎn)線上每一個(gè)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(gè)產(chǎn)品的價(jià)值流按照 “一個(gè)流”的方式移動(dòng)。 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(qiáng)度的要求進(jìn)行重新設(shè)計(jì))進(jìn)行了改進(jìn)，從而縮短某些不合理工件的加工時(shí)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(jì)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(gè)基礎(chǔ)工作單元加工時(shí)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(shí)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(jìn)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(qiáng)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(shí)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(gè)加工設(shè)備中鉆床、剪板機(jī)、沖床及卷床的加工時(shí)間較短，而電焊所用的加工時(shí)間較長，二者所用時(shí)間的比例大約是1:2，由于這個(gè)原因，該廠經(jīng)常出現(xiàn)大量在制品在電焊區(qū)排隊(duì)等待加工的現(xiàn)象。考慮到設(shè)備加工能力的不同，決定在圖1的基礎(chǔ)上各增加一個(gè)電焊作業(yè)區(qū)，以均衡整個(gè)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(jié)論，可以發(fā)展出關(guān)聯(lián)線圖，以表現(xiàn)各項(xiàng)作業(yè)的相對空間位置。之后的工作是決定每項(xiàng)作業(yè)所分配的空間的大小，并為每一個(gè)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(shí)務(wù)上的限制，就可以發(fā)展出許多布局方案，并進(jìn)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(jìn)行改善，已達(dá)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(tái)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(fù)責(zé)管理，這樣，無形中產(chǎn)生了人員的Muda，因?yàn)椴僮魅藛T在整個(gè)加工的過程中，大多只是在裝卸工件時(shí)直接參與其中，而加工中的大部分時(shí)間都是用來檢查加工中工件是否存在問題(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(jī)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(gè)工人都要經(jīng)過培訓(xùn)，使之具有操作多種機(jī)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(shí)，車間平均每天的生產(chǎn)能力為10個(gè)箱體，由此可以計(jì)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(shí)際生產(chǎn)能力=(8602)/10=96分鐘/件（分鐘／件） 由于采取了“一個(gè)流”的精益思想對車間進(jìn)行了改善布置，使整個(gè)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(jìn)行基于精益生產(chǎn)的車間改善設(shè)計(jì)、實(shí)施外，還對其的生產(chǎn)管理進(jìn)行改善，只有二者能夠有機(jī)的結(jié)合，相輔相成，改善設(shè)計(jì)后的車間才會(huì)達(dá)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(jī)，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(jìn)一步完善和改進(jìn)其生產(chǎn)組織和現(xiàn)場管理。 (2) 5s管理 5s管理的五個(gè)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(jìn)行合理擺放，并長期加以保持。根據(jù)這個(gè)思想，在圖3中去掉了圖1中標(biāo)有a的無用設(shè)備，使整個(gè)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(xùn)，使之對所采用的管理模式有一個(gè)深入的了解，同時(shí)，他們還需要經(jīng)過各個(gè)工種的培訓(xùn)，并在實(shí)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(gè)具體的實(shí)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(jìn)程序模型。通過進(jìn)行價(jià)值流分析，減少或消除了一些不產(chǎn)生價(jià)值的部分；通過工序流程的分析，對原有的工序進(jìn)行合理改善；通過進(jìn)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(shí)現(xiàn)了“一個(gè)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