制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性生產(chǎn)與合理布局

1、制造業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的柔性生產(chǎn)與合理布局在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，并不是每個(gè)生產(chǎn)管理人員都能得到高速、靈活 和功能強(qiáng)大的先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備而往往只能在有限的預(yù)算和簡(jiǎn)單的設(shè)備 條件下設(shè)法提高產(chǎn)能和質(zhì)量生產(chǎn)過(guò)程中最重要的因素不外乎兩個(gè)方面：設(shè)備和人。隨著科 技的進(jìn)步，較復(fù)雜的自動(dòng)化設(shè)備得以更多地參與到生產(chǎn)流程中，并 替代人對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行控制，使整體的效率獲得提升和產(chǎn)品質(zhì)量趨向于 穩(wěn)定。特別是在大規(guī)模生產(chǎn)的情況下，手工作業(yè)相比于設(shè)備化生產(chǎn), 其效率和穩(wěn)定性根本不可同日而語(yǔ)。但市場(chǎng)也在急劇的變化，科技 的發(fā)展使產(chǎn)品的種類(lèi)極大豐富，同時(shí)產(chǎn)品更新和淘汰的速度也越來(lái) 越快。這使得實(shí)際生產(chǎn)的規(guī)模大大縮水，而生產(chǎn)線(xiàn)變換的頻率卻急 劇地

2、上升。在一般的考慮中，由于設(shè)備所占的比重較大，所以解決上述問(wèn) 題時(shí)會(huì)考慮通過(guò)采用更高級(jí)的設(shè)備來(lái)獲得柔性和效率的整體提升。 但現(xiàn)實(shí)的情況卻經(jīng)常是企業(yè)的資本能力不足以支持如此大的投資， 或者是企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的預(yù)期并不支持這一筆支出。并且從另一個(gè)角度 來(lái)說(shuō)，設(shè)備能力的提升往往是有限的。因此，單純從提升設(shè)備能力 方面來(lái)考慮生產(chǎn)系統(tǒng)的改善，其局限性太大。與其“組合設(shè)備”，不如“設(shè)備組合”考察設(shè)備的工作方式可以看到，表面上設(shè)備受控工作按部就班， 但實(shí)際上設(shè)備的工作并不可控，即它基本上不按照我們的意愿做出 響應(yīng)。特別是對(duì)于較復(fù)雜的設(shè)備，由于其運(yùn)轉(zhuǎn)需要一個(gè)穩(wěn)定期，而 且工序轉(zhuǎn)換的效率也較低，因此當(dāng)產(chǎn)量和品種變化頻

3、繁時(shí)，設(shè)備轉(zhuǎn) 換時(shí)間占總工序時(shí)間的比率就會(huì)顯著上升，甚至還可能導(dǎo)致?lián)p耗的 增加。當(dāng)設(shè)備的能力不適合支持小規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，生產(chǎn)能力還可能出 現(xiàn)倒退。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵是在設(shè)備的能力與柔性之間尋求一個(gè)平衡 點(diǎn)。一般說(shuō)來(lái)，可以將設(shè)備功能進(jìn)行分割，然后使用單一或較少功 能的“設(shè)備組合”來(lái)替代所謂的“組合設(shè)備”，從而減少生產(chǎn)工序中 設(shè)備參與的比重，特別是減少必須由設(shè)備來(lái)完成的工序轉(zhuǎn)換過(guò)程。 從“組合設(shè)備”向“設(shè)備組合”的轉(zhuǎn)換，是將原先固化在設(shè)備中的 轉(zhuǎn)換成本和效率轉(zhuǎn)移到了企業(yè)內(nèi)部，通過(guò)人或簡(jiǎn)單設(shè)備的動(dòng)作來(lái)完 成。通過(guò)這樣的轉(zhuǎn)換，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中可控和可以自我調(diào)整的環(huán)節(jié) 得到增加，這實(shí)際上等價(jià)于生產(chǎn)系統(tǒng)整體柔性

4、的提升。不僅如此，在同等的設(shè)備水平下，“設(shè)備組合”所需支付的成本 也遠(yuǎn)低于“組合設(shè)備”。但是，這樣的轉(zhuǎn)換在生產(chǎn)過(guò)程中引入了更多 的人的成分。如何科學(xué)地對(duì)人進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)更低的轉(zhuǎn)換成本、 更高的效率及品質(zhì)的穩(wěn)定，就成為擺在工廠(chǎng) IE 面前的新挑戰(zhàn)。動(dòng)態(tài)優(yōu)化生產(chǎn)線(xiàn)比如在一家美資電器產(chǎn)品制造企業(yè)，其生產(chǎn)主體是多媒體音箱 產(chǎn)品組裝流水線(xiàn)。新產(chǎn)品上線(xiàn)前一般都需要對(duì)流水線(xiàn)和工人的生產(chǎn) 效率進(jìn)行精確的分析和測(cè)算，以確定流水線(xiàn)的具體分工作業(yè)。在某 款新機(jī)型上線(xiàn)前的測(cè)算分析結(jié)果顯示，單條生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)能可以達(dá)到 40臺(tái)/天，安排加班可以達(dá)到 60 臺(tái)/天的產(chǎn)能。而實(shí)際生產(chǎn)也與預(yù)期 的狀態(tài)完全吻合，但由于產(chǎn)能仍然不

5、能滿(mǎn)足客戶(hù)的要求，公司方面 決定由專(zhuān)門(mén)的 IE 專(zhuān)家對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化。在專(zhuān)家的調(diào)整下，僅僅兩 天的時(shí)間，生產(chǎn)線(xiàn)的正常產(chǎn)能達(dá)到 60 臺(tái)/天，加班產(chǎn)量為 80 臺(tái) /天， 并很快達(dá)到了 85 臺(tái)/天。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的緊張生產(chǎn)，終于按期交貨。后來(lái)通過(guò)分析產(chǎn)能提高的原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在原先的設(shè)計(jì)方案中， 所有的效率測(cè)量和分析都是建立在靜態(tài)、分離的生產(chǎn)工序上，而 IE 專(zhuān)家則是從動(dòng)態(tài)的角度進(jìn)行測(cè)算和分析。專(zhuān)家特別關(guān)注的是生產(chǎn)線(xiàn) 的流動(dòng)性，他們認(rèn)為決定生產(chǎn)線(xiàn)效率的不是每個(gè)工序的效率最大化， 而是整個(gè)流水線(xiàn)流動(dòng)性的合理化。他們重點(diǎn)調(diào)整了首工位，使其盡 量保持較穩(wěn)定的效率，并以一個(gè)較穩(wěn)定的投入頻率來(lái)保持生產(chǎn)線(xiàn)總 體

6、效率的穩(wěn)定。必要時(shí)，還需要適當(dāng)減少首工位的工作以保證一定 的產(chǎn)量。在對(duì)后續(xù)工位進(jìn)行調(diào)整時(shí)，通過(guò)測(cè)量該工位從產(chǎn)品接收到 最終流出 （而非單純的加工 ）的時(shí)間，使整條生產(chǎn)線(xiàn)的流動(dòng)性獲得保證。同樣是要求每個(gè)工位的作業(yè)時(shí)間相等，同樣是將不同的工作分配的各個(gè)工位，但由于專(zhuān)家的調(diào)整更加注重于生產(chǎn)線(xiàn)的整體流動(dòng)性 和不同工位的平衡性，因此調(diào)整后的生產(chǎn)線(xiàn)基本保持在一種穩(wěn)定的 平衡狀態(tài)下。平衡狀態(tài)保持的時(shí)間越長(zhǎng)，實(shí)際上就換來(lái)了越高的工 作效率。需要注意的是，在實(shí)際分配時(shí)應(yīng)該將測(cè)量得到的時(shí)間增加 15% 左右的寬放空間，以提高生產(chǎn)線(xiàn)的容錯(cuò)性，使得即使有意外情況發(fā) 生，生產(chǎn)線(xiàn)也不至于出現(xiàn)停頓或者塞車(chē)。生產(chǎn)物流設(shè)計(jì)在物

7、流方面，科學(xué)的設(shè)計(jì)也同樣可能產(chǎn)生驚人的效果。許多生 產(chǎn)管理人員認(rèn)為，更短、更便捷的物流行程就意味著更低的搬運(yùn)成 本和更高的工作效率；但在實(shí)際生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)中，這樣的考慮往往 流于片面。假如某車(chē)間有多臺(tái)不同類(lèi)型的設(shè)備，在作業(yè)上存在單工序 （由某 一臺(tái)設(shè)備單獨(dú)完成 ）和多工序 （ 由幾臺(tái)設(shè)備分步完成 ） 的作業(yè)方式，基 本上屬于多線(xiàn)式的作業(yè)流程。由于作業(yè)流程較復(fù)雜，就對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)了直線(xiàn)式的物流。一般情況下，機(jī)臺(tái)作業(yè)員完成產(chǎn)品的加工后，將 產(chǎn)品就近擺放在劃定的區(qū)域內(nèi)，并在經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)后由包裝人員立即包 裝并運(yùn)送到出貨區(qū)。工作不太忙時(shí)，機(jī)臺(tái)作業(yè)人員還可以協(xié)助工作。從經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這種布局人員利用率較高，物流的實(shí)際

8、路程也最 短。但隨著訂單量和產(chǎn)品品種的急劇增加，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)就陷入了混舌L。 針對(duì)這樣的情況，車(chē)間對(duì)物流進(jìn)行了重新整合，設(shè)立了專(zhuān)門(mén)的包裝 和檢驗(yàn)區(qū)域。所有的產(chǎn)品下線(xiàn)后均須運(yùn)送至包裝區(qū)進(jìn)行檢驗(yàn)和包裝。 改變后，雖然產(chǎn)品的品種增加，但并沒(méi)有出現(xiàn)以前那種產(chǎn)品混淆的 現(xiàn)象，而且車(chē)間里開(kāi)始表現(xiàn)得井井有條。更重要的是，雖然物流的 路線(xiàn)被拉長(zhǎng)，但車(chē)間的產(chǎn)能卻獲得了大幅提升。分析其原因就在于，這種針對(duì)專(zhuān)業(yè)化分工的物流設(shè)計(jì)，將因分 工不明確導(dǎo)致的低效率作業(yè)流程進(jìn)行了優(yōu)化整合，用專(zhuān)業(yè)化的高效 率去抵消物流路線(xiàn)延長(zhǎng)所帶來(lái)的時(shí)間消耗。同時(shí)，由于分工明確， 工作的目標(biāo)也相應(yīng)明確，各單位人員的工作積極性和責(zé)任感都有所 提高，

9、所以產(chǎn)品的品質(zhì)也獲得了提升。關(guān)鍵在于人的管理通過(guò)以上說(shuō)明可以看到，在實(shí)際的生產(chǎn)中，人的效率和價(jià)值在 很多領(lǐng)域還存在很大的改善空間。對(duì)應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)上產(chǎn)品種類(lèi)多、更 新?lián)Q代快的特點(diǎn)，人的參與不失為實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)的一條捷徑。由經(jīng)驗(yàn)可知，合理地設(shè)計(jì)物流和分工，不僅可以保證工作的績(jī) 效，而且可能帶來(lái)生產(chǎn)流程整體水平的提升。不過(guò)從管理的角度來(lái) 看，人的可控性雖然較強(qiáng)，但受控的持續(xù)性卻比設(shè)備要差得多。關(guān) 于人的管理如果處理得不好，將不僅不能改善生產(chǎn)，還可能導(dǎo)致管 理成本的上升和效率的下降，甚至于影響到產(chǎn)品的品質(zhì)。如何合理 地利用人力資源，盡可能地?cái)[脫設(shè)備參與生產(chǎn)所帶來(lái)的種種限制， 已經(jīng)成為真正解決當(dāng)前生產(chǎn)所面臨的主要問(wèn)題。設(shè)備上的競(jìng)爭(zhēng)由于 技術(shù)水平、生產(chǎn)量、產(chǎn)品品種等多方面因素的影響，其差別已經(jīng)越 來(lái)越小。真正的價(jià)值空間正逐漸轉(zhuǎn)向人力資源方面，人的管理才是 生產(chǎn)優(yōu)化管理的關(guān)鍵和終極目標(biāo)。生產(chǎn)與測(cè)試設(shè)備的進(jìn)步對(duì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高密度、高精度和高質(zhì) 量的電子制造業(yè)目標(biāo)至關(guān)重要。十年前還是磚頭大小的手提電話(huà)今 天已經(jīng)可以做得比名片盒還??；過(guò)去生產(chǎn)線(xiàn)上大量工人忙碌不停的 景象已被井然有序的SMT、AOI , AI , W/S和ICT, FCT等