機(jī)加工企業(yè)精益生產(chǎn)改善(一)單元生產(chǎn)設(shè)備布局的改善規(guī)劃

1、 機(jī)加工企業(yè)精益生產(chǎn)改善（一）單元生產(chǎn)設(shè)備布局的改善規(guī)劃?rùn)C(jī)加工企業(yè)精益生產(chǎn)改善（一）單元生產(chǎn)設(shè)備布局的改善規(guī)劃 精益管理顧問 宋文強(qiáng) （原創(chuàng)） 去一些機(jī)加工企業(yè)講課和輔導(dǎo)，感覺到這些機(jī)加工企業(yè)的布局流線化、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化等精益程度比裝配企業(yè)相對(duì)要低一些，改善的潛力也大一些。 所以，這次本人就重點(diǎn)談?wù)剻C(jī)加工企業(yè)的布局改善和生產(chǎn)線編成，幫助深挖一下機(jī)加工企業(yè)的精益改善潛力。 機(jī)加工企業(yè)的典型布局方式機(jī)群式布局。在機(jī)群式布局情況下，同一類型的機(jī)加工設(shè)備布置在一起，例如：按照車床組、銑床組、刨床組、磨床組等進(jìn)行分區(qū)布置。 china kaizenchina kaizenchina kaizenchina

2、kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizen在機(jī)群式布局下，某一個(gè)工件被加工時(shí)，需要車銑刨磨等一系列流程，多個(gè)種類設(shè)備。由于這些機(jī)群區(qū)域之間距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致搬運(yùn)成本較高。為了搬運(yùn)成本不至于太高，被加工的工件就要進(jìn)行批量搬運(yùn)。搬運(yùn)批量很大，又導(dǎo)致在制品庫(kù)存積壓很多，庫(kù)存成本就很高。 在機(jī)群式布局下，產(chǎn)品流向不固定、不清晰，導(dǎo)致訂單跟進(jìn)比較困難。管理比較差的機(jī)加工企業(yè)，某個(gè)訂單現(xiàn)在走到哪一步驟根本沒有認(rèn)真控制，只控制毛坯進(jìn)料和成品工件產(chǎn)出。 在這種較粗放的管理情況下，設(shè)備故障率和首次合格率也不被重視。在制品庫(kù)存較多，可以進(jìn)行安全緩沖，同

3、時(shí)同類型機(jī)床可以隨時(shí)替代，所以出現(xiàn)點(diǎn)設(shè)備故障或其他意外也不會(huì)影響生產(chǎn)。缺少改善的壓力，問題就較多，形成惡性循環(huán)，庫(kù)存就更多，去那些機(jī)群式布局的車間去會(huì)有深刻印象。 精益生產(chǎn)的直接改善方向主要是控制現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)存。在不過多增加搬運(yùn)成本的情況下，減少搬運(yùn)距離是主要選項(xiàng)。所以，對(duì)于機(jī)加工企業(yè)而言，從機(jī)群式布局改善為單元生產(chǎn)布局就是精益改善的重點(diǎn)。在單元生產(chǎn)布局下，機(jī)床不是按類型來布置，而是根據(jù)加工工件的工藝流程順序來布置，即形成相互銜接的單元生產(chǎn)線。利用分組技術(shù)，一個(gè)單元生產(chǎn)線只生產(chǎn)一種或相似的幾種產(chǎn)品。 china kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizench

4、ina kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizen通過流線化單元生產(chǎn)方式，讓被加工工件連續(xù)流動(dòng)，降低在制品庫(kù)存；上下游設(shè)備相互連接，有利于進(jìn)行節(jié)拍控制，提升產(chǎn)出效率。 要想進(jìn)行機(jī)加工單元生產(chǎn)布局改善，就要進(jìn)行改善前布局分析和改善后新布局規(guī)劃。 第一，第一，pq 分析：產(chǎn)品數(shù)量分析分析：產(chǎn)品數(shù)量分析 pq 分析，products/quantity 分析的簡(jiǎn)稱，對(duì)每種產(chǎn)品的產(chǎn)量需求進(jìn)行排序分析，降序排列，形成一個(gè)帕累托圖，一般稱為pq 分析表。 經(jīng)過 pq 分析，結(jié)合設(shè)備產(chǎn)能，就能初步確定單元生產(chǎn)的模式：批量很大的產(chǎn)品在專用單元進(jìn)行生產(chǎn)，批量較大的幾個(gè)產(chǎn)品

5、共用生產(chǎn)單元，剩余批量較小或很小的產(chǎn)品在通用單元進(jìn)行生產(chǎn)，不排除有些種類的小批量產(chǎn)品仍然采用機(jī)群式布局進(jìn)行生產(chǎn)。 對(duì)于共用生產(chǎn)單元的產(chǎn)品，如何進(jìn)行分類呢？產(chǎn)品分族。 第二，產(chǎn)品分族第二，產(chǎn)品分族 先進(jìn)行工件的加工流程、所需機(jī)加工設(shè)備梳理。 利用成組技術(shù)和產(chǎn)品分族矩陣進(jìn)行產(chǎn)品與機(jī)加工設(shè)備的匹配分析，確定產(chǎn)品相似性，進(jìn)行產(chǎn)品分族。每個(gè)機(jī)加工單元生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品族的產(chǎn)品。 第三，車間整體規(guī)劃第三，車間整體規(guī)劃 對(duì)于機(jī)加工企業(yè)而言，單元生產(chǎn)改善一般是對(duì)整個(gè)車間進(jìn)行統(tǒng)籌改善。 這與部分電子裝配企業(yè)的單元生產(chǎn)改善不相同，許多電子裝配企業(yè)進(jìn)行單元生產(chǎn)改善是將較長(zhǎng)的流水線改為多條較短的單元，所以是對(duì)某條生產(chǎn)線進(jìn)行

6、改善而不是對(duì)整個(gè)車間進(jìn)行改善。 但機(jī)加企業(yè)不一樣，機(jī)群式布置，導(dǎo)致許多產(chǎn)品要流經(jīng)車間的許多機(jī)床、設(shè)備，牽一發(fā)而動(dòng)全身，只動(dòng)幾臺(tái)設(shè)備根本不行。 結(jié)合現(xiàn)有廠房結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品族、生產(chǎn)工藝流程、倉(cāng)庫(kù)位置、門口（樓梯）位置等，進(jìn)行總體統(tǒng)籌規(guī)劃，劃分出大體區(qū)域，也就是要規(guī)劃出多個(gè)單元。 總體布局規(guī)劃時(shí)，要考慮單元間工件超市、毛坯倉(cāng)庫(kù)、工件成品倉(cāng)庫(kù)、車間出入口、倉(cāng)庫(kù)出入口、產(chǎn)品搬運(yùn)通道等。如果車間較大，由天車將車間分成幾個(gè)跨的時(shí)候，需要根據(jù)天車的起重能力以及工件的起重需求進(jìn)行匹配和大體劃分。 這樣，統(tǒng)籌生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)等的關(guān)系，規(guī)定出幾個(gè)單元的大體位置，之后，再對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。一個(gè)產(chǎn)品族一個(gè)產(chǎn)品族地進(jìn)行

7、詳細(xì)梳理分析，具體確定各自的布局方式，最后再進(jìn)行統(tǒng)籌。 第四，確定單元布局改善規(guī)劃分析順序第四，確定單元布局改善規(guī)劃分析順序 一般是需求較大而且需求較穩(wěn)定的產(chǎn)品族先討論，因?yàn)樗麄兊纳a(chǎn)相對(duì)固定，容易分析。 第五，工藝流程現(xiàn)狀梳理與布局現(xiàn)狀梳理第五，工藝流程現(xiàn)狀梳理與布局現(xiàn)狀梳理 對(duì)于確定的產(chǎn)品族，首先，進(jìn)行原布局下的工藝流程梳理進(jìn)行梳理，形成工藝流程圖。工藝流程一般分為：直列、分解、合成等。 其次，進(jìn)行布局圖繪制。 在布局圖上，不僅可以描繪各種機(jī)加工設(shè)備的位置關(guān)系，還可以描述毛坯、在制品工件等的物流方向。 然后，進(jìn)行一些數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)觀察與測(cè)量。比如：搬運(yùn)距離、各工序標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)、在制品庫(kù)存數(shù)、換型時(shí)

8、間、換型間隔、生產(chǎn)批量等，并依此計(jì)算出搬運(yùn)周期、存放周期、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)加工時(shí)間等。 標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察和測(cè)量，不能用現(xiàn)在正在使用的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)或定額，這是因?yàn)榇蟛糠謾C(jī)加工企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)不如一些電子企業(yè)或服裝企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)那樣準(zhǔn)確。借布局改善之機(jī)正好確認(rèn)一下標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的準(zhǔn)確性。 如果測(cè)出來的數(shù)據(jù)與現(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)有差異、有波動(dòng)，正好說明存在一定的問題，要么是原來的標(biāo)準(zhǔn)有問題，也可能是現(xiàn)場(chǎng)員工執(zhí)行的不好，追查存在差異、問題的原因，并進(jìn)行分析和解決。 除了測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，還要測(cè)量、計(jì)算每種產(chǎn)品的搬運(yùn)距離。許多時(shí)候，不測(cè)不知道，一測(cè)嚇一跳，某些產(chǎn)品的搬運(yùn)距離會(huì)很驚人。比如：一生產(chǎn)齒輪的機(jī)加工車間，采用機(jī)群式布

9、局時(shí)，某種齒輪在車間內(nèi)的移動(dòng)距離為 150 米；改善為單元布局之后，在車間內(nèi)的移動(dòng)距離只有 30 多米。 第六，加工工藝流程優(yōu)化第六，加工工藝流程優(yōu)化 在產(chǎn)品分族時(shí)，已經(jīng)對(duì)產(chǎn)品族所需經(jīng)過的工藝流程進(jìn)行了初步梳理?，F(xiàn)在，要對(duì)這些流程進(jìn)行優(yōu)化分析，看能否在滿足機(jī)加工質(zhì)量指標(biāo)要求的情況，規(guī)劃出新的加工流程。 首先，對(duì)加工流程進(jìn)行 ecrs 改善分析，考慮通過取消、合并、重排、簡(jiǎn)化等方式讓流程更優(yōu)化。 ecrs 法則是指消除 （eliminate） 、 合并 （combine） 、 重排 （rearrange） 和簡(jiǎn)化 （simplify） 。加工流程改善時(shí)，首先思考對(duì)于不增值、對(duì)實(shí)現(xiàn)加工目標(biāo)無關(guān)的步

10、驟進(jìn)行取消，最典型的就是取消存放，減少搬運(yùn)；其次對(duì)操作、工序等進(jìn)行合并或重排，比如將銑軸承外圓邊的次數(shù)從兩次合并為一次；最后考慮對(duì)某一工序的加工方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，比如測(cè)量軸承外徑尺寸時(shí)利用新設(shè)計(jì)的夾具使得測(cè)量效率更高。 其次，進(jìn)行產(chǎn)品族節(jié)拍計(jì)算，以便于確定單元生產(chǎn)的產(chǎn)能需求。 節(jié)拍=每天工作時(shí)間/每天生產(chǎn)需求 然后，根據(jù)這個(gè)節(jié)拍，進(jìn)行產(chǎn)能負(fù)荷分析，確定本單元設(shè)備選型確定。 在產(chǎn)品分族時(shí)，已經(jīng)梳理了有關(guān)機(jī)加工設(shè)備，如果能滿足節(jié)拍，而且不決定購(gòu)買新設(shè)備時(shí)，這一步就很簡(jiǎn)單。 如果要進(jìn)行設(shè)備更換，比如：一臺(tái)大機(jī)床換成多臺(tái)小機(jī)床，或者老舊設(shè)備換成新設(shè)備，那么，這一步就比較重要，要進(jìn)行與上下游各工序機(jī)床等設(shè)備

11、的產(chǎn)能平衡。 如果要對(duì)設(shè)備進(jìn)行重新選型，盡量選擇精度夠用但小型化并且能滿足節(jié)拍需求的設(shè)備。設(shè)備要便于操作、維護(hù)保養(yǎng)，甚至移動(dòng)，因?yàn)閷砜赡苓€要進(jìn)行布局調(diào)整。 第七，進(jìn)行新的單元生產(chǎn)布局規(guī)劃第七，進(jìn)行新的單元生產(chǎn)布局規(guī)劃 明確了加工流程和設(shè)備之后，就要對(duì)設(shè)備等的布局按照單元生產(chǎn)的要求進(jìn)行規(guī)劃。 在進(jìn)行單元布局規(guī)劃之時(shí)，要考慮前面講過的整個(gè)車間總體布局規(guī)劃，動(dòng)態(tài)調(diào)整總體規(guī)劃和單元規(guī)劃。 1、設(shè)備的布局規(guī)劃 在進(jìn)行機(jī)加工設(shè)備布局規(guī)劃時(shí)，要考慮以下原則： 設(shè)備布局緊湊化，實(shí)現(xiàn)人員走動(dòng)和產(chǎn)品移動(dòng)的距離最短。設(shè)備布局不求美觀，主要關(guān)注物流最短化，只有產(chǎn)品移動(dòng)距離最短才可能通過頻繁搬運(yùn)（甚至單件流動(dòng)）壓縮在

12、制品庫(kù)存。 u 型布局。u 型布局是機(jī)加工設(shè)備單元布局的最典型方式，u 型布局的主要優(yōu)勢(shì)包括： 便于通過多能工進(jìn)行一人多設(shè)備操作，更重要的是可以根據(jù)節(jié)拍不同，靈活調(diào)整機(jī)加工單元內(nèi)的操作人員數(shù)量；同時(shí)，將出入口安排為同一名員工進(jìn)行操作，控制整個(gè)單元的節(jié)拍和在制品數(shù)量。 當(dāng)然，除了 u 型單元，還可以根據(jù)機(jī)加工設(shè)備的數(shù)量和具體工藝流程設(shè)計(jì)成 l 型、s 型或 w 型等；單元中有多人單元，還有一人單元?？傊?，要要能適應(yīng)多種節(jié)拍、多種人數(shù)的柔性生產(chǎn)。 在進(jìn)行設(shè)備布局規(guī)劃時(shí)，繪制新的生產(chǎn)布局圖很重要，可以對(duì)照布局圖進(jìn)行充分討論，并不斷修改布局圖。 如果單元內(nèi)各設(shè)備的產(chǎn)能不均衡，部分設(shè)備可能要多單元（生產(chǎn)

13、線）共享。 多單元共享的可能來源有兩個(gè)：一是工藝流程原因-分解型或合成型；二是設(shè)備產(chǎn)能不匹配，部分設(shè)備要被多條線共享，部分設(shè)備要支援其他工序的工作。 2、u 型布局的細(xì)節(jié)規(guī)劃 u 型布局這個(gè)總體形式確定后，還需要確定一些布局細(xì)節(jié)。比如： u 型內(nèi)部（兩排機(jī)加工設(shè)備）的間距（空間寬度）一般為 1.5-1.8 米左右，便于在進(jìn)行一人多工序操作以及多人協(xié)作。 設(shè)備日常點(diǎn)檢、潤(rùn)滑在單元外部，這樣不影響單元內(nèi)的生產(chǎn)。 3、單元內(nèi)設(shè)備間的物流方式規(guī)劃 要想讓工件在上下游機(jī)床連續(xù)流動(dòng)，需要進(jìn)行按節(jié)拍同步生產(chǎn)。 例如：在一個(gè)單元里，第一臺(tái)機(jī)床加工結(jié)束后，自動(dòng)將工件送出，操作人員把這個(gè)工件放到第二臺(tái)機(jī)器上。而此

14、時(shí)，第二臺(tái)機(jī)床正好完成了另一個(gè)工件的加工，并自動(dòng)這個(gè)加工完的工件；操作人員在第二臺(tái)機(jī)床上裝載新的工件之后，啟動(dòng)機(jī)器，并接著把第二臺(tái)機(jī)床完成的工件，運(yùn)送到它后面的第三臺(tái)機(jī)床上。 如果兩臺(tái)機(jī)加工設(shè)備之間的上下游關(guān)系固定，工件又比較大，那么最好設(shè)計(jì)一些連接裝置，如傳送滑軌等，利用重力滑動(dòng)等方式協(xié)助操作人員進(jìn)行產(chǎn)品傳遞，甚至自動(dòng)傳遞。 如果兩臺(tái)機(jī)加工設(shè)備之間工件無法連續(xù)流動(dòng)，也沒有產(chǎn)品傳遞裝置，那就需要在設(shè)備之間暫存幾個(gè)工件。小的工件就要設(shè)計(jì)工件箱（放存放臺(tái)上）等輕便裝置進(jìn)行產(chǎn)品移動(dòng)，大的工件采用電動(dòng)葫蘆等空中搬運(yùn)方式。要保證單元內(nèi)部通道暢通，不能影響員工操作和走動(dòng)，所以，如果設(shè)備之間較窄而又必須要用工件車的話，最好放在 u 型單元外部而不是內(nèi)部，避免碰撞、磕碰，并且工件車設(shè)計(jì)成可移動(dòng)的。 另外，必要的話，還需要考慮重新設(shè)計(jì)機(jī)床旁邊放置刀具、工裝夾具等的工具架或存放臺(tái)。 4、水電氣等能源供應(yīng)管線的布置規(guī)劃 設(shè)備移動(dòng)了，相應(yīng)的水電氣等能源供應(yīng)管線肯定要隨著移動(dòng)。在一個(gè)精益改善開展的較好的企業(yè)，設(shè)備布局時(shí)不時(shí)地就要變動(dòng)，所以，這些能源管線的布置要能夠適應(yīng)這種經(jīng)常進(jìn)行的變動(dòng)。 第八，整個(gè)車間統(tǒng)籌規(guī)劃第八，整個(gè)車間統(tǒng)籌規(guī)劃 前面幾步講的是針對(duì)單個(gè)產(chǎn)品族的某一個(gè)單元的規(guī)劃流程。每個(gè)單元的規(guī)劃都是在一個(gè)已經(jīng)初步確定的區(qū)域之內(nèi)進(jìn)行規(guī)劃，并且動(dòng)態(tài)地調(diào)整車間總體規(guī)劃和單元具體