精益生產之流程化生產

1、LOGO5.1 流程化生產概念流程化生產概念v精益生產方式的核心思想精益生產方式的核心思想v 工序間的在制品數量接近甚至等于零工序間的在制品數量接近甚至等于零在制品數量多生產周期長質量問題多搬運多傳統批量生產方式存在的問題：設備機群式布置方式是種種問題的根源。5.1 流程化生產概念流程化生產概念例例：在圖5-1中，有A、B、C、D四道工序，每到工序的加工時間為1 min/件，批量為5件，則每20 min生產出一批零件（5件）。如第一件產品從t=0時刻開始，t=16時刻完成，每件產品在四臺設備上加工總時間為4 min，延遲的時間都浪費在批量等待上。ABCDABCDAABCDAABCDA0 min

2、5 min10 min15 minABCDA20 min圖5-1 批量生產的物料移動5.1 流程化生產概念流程化生產概念 質量問題多的原因 亂流生產方式圖5-3 整流方式圖5-2 亂流方式5.1 流程化生產概念流程化生產概念精益生產的解決之道：流程化生產根據產品的類別將機器按照工序加工順序依次排列，使得零部件的運動像是水流過一根管子一樣順暢無間斷。實施原則： 應當盡量縮小加工批量，使所有相關流程彼此靠近。5.1 流程化生產概念流程化生產概念消除工位之間的停滯5.1 流程化生產概念流程化生產概念流程化生產的要求：（2）無庫存，無出入庫操作（1）車間與主生產計劃同步（3）管理扁平化，消除中間層5.

3、2 一個流生產一個流生產做一個、傳一個、查一個，非批次操作作業(yè)人員跟著在制品走動，多工序操作 按照作業(yè)順序，合理配置場地、人員、設備，零件一次經過各工序加工、傳送、檢驗，每個工序最多只有一個在制品或者成品，全過程無在制品周轉。定 義：特 征：5.2 一個流生產一個流生產最短生產周期優(yōu) 點：發(fā)現問題及時，品質成本低搬運最小化，創(chuàng)造安全的生產條件減少存貨和在制品5.2 一個流生產一個流生產 針對上一節(jié)圖 5-1的例子，采用一個流生產方式，第一件產品只需要4 min加工完成，全部加工完成只需要8 min，對比批量生產方式節(jié)約12 min5.2 一個流生產一個流生產一個流的品質改善5.2 一個流生產一

4、個流生產 一個流生產是精益生產的根本，將一個流的模式應用到從產品設計到推出產品、實現生產、運輸銷售等所有環(huán)節(jié)上，形成不間斷的流程，縮短投入到產出的時間消耗，促成最佳品質、最低成本、最短交貨時間。5.2 一個流生產一個流生產實現單件流動實施技術：按照加工順序布置設備生產同步化員工的多能工化站立式走動作業(yè)設備合理布置和設計5.2 一個流生產一個流生產5.2 一個流生產一個流生產濁流現象： 河流在流速不一樣的交接點會產生積水渾濁的現象生產同步化： 各工序的生產速度嚴格按照一定的生產節(jié)拍進行，追求整體效率而不是個別效率工序的生產速度嚴格按照一定的生產節(jié)拍進行，追求整體效率而不是個別效率。5.2 一個流

5、生產一個流生產多能工化-操作多工序的作業(yè)方式多機臺作業(yè)-操作同一功能設備只有實現了多能工化才能達到少人化。5.2 一個流生產一個流生產 人體工程學最優(yōu)的工作是坐和站的交替，站立式走動作業(yè)可以行動方便快速反應。5.2 一個流生產一個流生產IO一致原則生產的投入點（Input）與完成品的取出點（Output）位置盡可能靠近。生產線一般排成“U”或者“C”字型多品種小批量的需求使得生產線轉向細流而快的復數生產線化（多段短線），才能有彈性的響應市場需求的快速變化5.2 一個流生產一個流生產v案例一：某汽配廠一個流改善實例圖5-14 現有的機群式布置方式。 以組裝段為例，該段瓶頸節(jié)拍為5s，有4位操作工

6、，平均每人每小時產出167件，工序中半成品和等待現象比較多。5.2 一個流生產一個流生產工序名稱工序名稱作業(yè)時間作業(yè)時間/s操作工操作工/人人半成品半成品/件件吊具吊具/個個更換吊具更換吊具/個個彈簧插入3.51608154滑塊插入5.4160墊圈插入4.5160插板插入4.3160270圖5-15 實施一個流生產前的組裝段生產線5.2 一個流生產一個流生產 采取實施一個流的改善，由一名操作工完成所有工序，布置成U形線，如下圖所示。 實施之后，雖然增加了相關工裝夾具，但產品加工時間明顯縮短，平均每個加工時間為14.3s，平均每人每小時產出251個。5.2 一個流生產一個流生產圖5-17 改善前

7、后個人日產量對比圖5.2 一個流生產一個流生產將過去的機群式布置方式改為按照產品原則布置，如圖所示。5.2 一個流生產一個流生產圖5-19 分布流程化 （1）把組裝作業(yè)實施一個流之后，再把成型作業(yè)完成后直接進行組裝，去除單品檢查入庫的過程，同時成品檢驗與出貨檢查合并，生產提前期由以前的6天縮短為2.7天。 （2）把成形作業(yè)、單品檢查、組裝作業(yè)等各工序流程化，使得生產提前期由2.7天縮短為1.4天5.2 一個流生產一個流生產左圖為改善前后某產品不良率的對比。5.3 設備布置和設計設備布置和設計一、設備合理布置1. 設備布置的要求區(qū)別按機群式是一人一工序 操作， 按產品原則式是一人多工序 操作。設

8、備布置一般有按機群式和按產品原則兩種布置方式5.3 設備布置和設計設備布置和設計 精益生產強調要用有彈性的生產形態(tài)來適應市場上的變化。有彈性有彈性指人員配置的彈性化以及生產的品種及數量的彈性化。設備布置要設備布置要實現物流、人流和新系列順暢，減少作業(yè)人員的走動距離，方便一人多工序操作，同時要適應產量變化，一邊人員作業(yè)在分配，實現少人化。5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-31 有彈性的生產線布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計設備便于移動設備不依附其他設施布置設備不單獨隔離布置布置的布置的“三不三不”原則：原則：5.3 設備布置和設計設備布置和設計它有凹形、圓形、M型等變化形式2.

9、U型生產線布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計其中最重要的是人員的多能工化，因此對員工的作業(yè)訓練以及標準化作業(yè)是非常重要的。5.3 設備布置和設計設備布置和設計作業(yè)安排作業(yè)安排客戶需求客戶需求/件件產品周期產品周期/s每日可用時間每日可用時間/s生產節(jié)拍生產節(jié)拍/s操作員配置操作員配置/個個A5006030000601B10006030000302C150060300002035.3 設備布置和設計設備布置和設計3. 一筆畫的整體工廠布置 流程式布置采用U型生產線將長屋形（單獨隔離生產線）改為大通鋪形（生產線集中布置）整體上呈一筆畫布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-35 大通鋪

10、式生產線5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-36 一筆畫的整體工廠布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計1、鳥籠形布置二、設備不合理布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計2、孤島形布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計3、直線型布置布置5.3 設備布置和設計設備布置和設計設備小型化設備流動化設備柔性化設備作業(yè)切換快設備自働化設備入口與出口一致設備的操作界面有利于人體操作設備的無附加值動作或行程盡量減少三、設備合理設計原則5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-40 帶輪子的設備5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-41 線棒柔性系統5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-4

11、2 加熱爐入口與出口一致 5.3 設備布置和設計設備布置和設計圖5-43 設備的操作界面設計a 橫長縱短 b橫短縱長5.4 少人化少人化 在不降低生產效率的前提下，根據必要生產數量，對作業(yè)人員做彈性調整，使作業(yè)人員滿負荷工作，以節(jié)省人員。定 義：根據生產數量的變化增減人員人員處于沒有等待的作業(yè)狀態(tài)，是實現準時化。目 標：降低成本提高勞動生產率優(yōu) 點：5.4 少人化少人化二、少人化的發(fā)展歷史省人化和少人化的區(qū)別： （1）自動化自動化：通過自動化設備達到省力化。（2）自働化自働化：可以進行一人多機操作。5.4 少人化少人化三、少人化的體系前 提：（1）采用一個流生產方式一個流生產方式，不固定的設備

12、、工具、人員， 對設備合理地布置和設計。（2）要有具備能操作多種工序能力的訓練有素的作業(yè) 人員，即多能工多能工。（3）要經常審核、修改作業(yè)標準和作業(yè)標準組合作業(yè)標準和作業(yè)標準組合。5.4 少人化少人化圖5-45 少人化的體系5.4 少人化少人化少人化體系省人化設備改善投入巨大設備改善風險大設備改善如果在作業(yè)改善之前進行失敗風險比較大。能縮放個作業(yè)人員的作業(yè)范圍能進行工作中的相互配合5.4 少人化少人化圖5-46 工作中相互配合的體系5.4 少人化少人化四、少人化的方法5.4 少人化少人化1. 同一節(jié)拍的連接方式（1）原理：改變生產線布置，是同一節(jié)拍的兩條生產 線相連接，重新分配作業(yè)人員的工作范

13、圍， 從而追求一人工。（2）組合U形生產線 把幾條加工不同零部件的U形生產線合并成一條組合生產線，遵循標準作業(yè)組合的順序，就可以根據生產量的變化，整體統一分配每個作業(yè)人員適當的任務，達到少人化的目的。5.4 少人化少人化圖a中，存在0.9人工的等待；圖b中，對于位數較小的0.1人，可以通過短時的加班來解決。5.4 少人化少人化 圖5-49為6條U形線組合而成，分別生產6種不同零部件ABCDEF，組合生產線的生產節(jié)拍是1min。需要8人完成，作業(yè)分配和作業(yè)順序如圖5-50所示。5.4 少人化少人化圖5-50 作業(yè)人數8人的作業(yè)分配5.4 少人化少人化 當市場需求減少時，生產節(jié)拍增加為1.2min

14、，這時可對組合工序的全部作業(yè)進行重新分配，增加每個員工的操作工序數，人員減少到6人，如圖5-51所示，這樣可以節(jié)省2人，到達少人化的目的。圖5-51 作業(yè)人數6人的作業(yè)分配5.4 少人化少人化2. 多品種混流方式（1）定義：多條專用生產線間的通用化和混流化，追 求1整數人工數。方法二：通用生產線間的負荷調整方法一：專用生產線進行通用化5.4 少人化少人化 圖5-52（a）為3條專用生產線加工ABC三種產品，實際節(jié)拍T/T分別為60s，100s。60s，理論需要人工數為1.6、2.5、0.6，實際分別需要2、3、1，實際用工數比理論多了1.3人工。 如果對B生產線進行通用化改造，將AC合理編排，

15、使閑置的設備活用和空間活用聯系起來，就會使5人成為可能，如圖5-52（b）所示5.4 少人化少人化 圖5-53為通用生產線之間進行負荷的調整，XYZ三條線理論人工為4.7、2.4、3.5人工，合計需要理論人工10.6，實際配置12，產生1.4人工浪費。 如果從X向Y轉移0.5人工的工作量，從Z向Y轉移0.3，這是理論人工分別為4.2、3.2、3.2，需要人工的尾數均為0.2，可以通過短時間加班解決，這是實際配置人數就變?yōu)?、3、3，節(jié)省2人 5.4 少人化少人化3. 不同節(jié)拍下的集合方式 在圖5-54a中，因為各生產線的節(jié)拍不同造成生產對象不可轉移，因此相對于必要的9.6人工，需配置12人，造

16、成等待的浪費，如果按照整數人工進行配置，在線外安排2名支援者，就可以滿足生產，節(jié)省3人 5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間一、概述 生產流程化理想狀態(tài)：一個流生產 鑄造等工序進行批量生產，導致作業(yè)轉換總輔助時間較大。 關鍵問題：縮短作業(yè)切換時間5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間作業(yè)切換時間 定義：從前一種產品加工結束轉換到能生產出后一種產品的合格品時所需要的時間。減少作業(yè)切換時間損失傳統方法：增加生產批量和減少產品種類以達到減少切換次數缺點：僅考慮到減少切換本身的成本，卻忽略工廠的整體效率。豐田方法：減少作業(yè)切換時間，減少生產批量優(yōu)點：縮短切換時間可以明顯縮小批量規(guī)模，以適應市場的

17、需求。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間例： 需要加工A、B、C3種產品，每種產品的每個加工時間都是1min，每種產品的批量規(guī)模是600個，更換零件加工時的一次作業(yè)切換時間是1h，則分攤到單個產品切換時間為0.1min。于是，加工完成這批的3種產品，需要總生產時間為33h。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 但是，如果把產品A、B、C的批量規(guī)模都縮小到1/10，即60個，作業(yè)切換時間也縮短到1/10，即6min，則分攤到單個產品切換時間還是0.1min。于是加工完成這批的3種產品，只需要總生產時間3h18min，要完成A、B、C各600個需進行10個循環(huán)切換完成，共33h。5.5

18、縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 批量規(guī)模減小，若能相應地縮短作業(yè)切換時間，則加工完成這個批量3種產品的時間大大縮短。一般來說，如果作業(yè)切換時間縮短到1/N，在保持分攤到單個產品切換時間不變的情況下，批量規(guī)模就可以縮小到1/N，即作業(yè)切換時間與批量規(guī)模成正比。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間二、生產切換類型1. 換模作業(yè) 這種類型的切換作業(yè)一般是指模具、刀具、工裝夾具等的切換，在機械加工廠及注塑廠比較常見。2. 更換標準作業(yè)業(yè) 具有數控系統的機床、化學裝置、測試儀器工作時，一旦產品變更，就必須重新設定條件更換相應的工作標準。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間3. 換線作業(yè) 在加工

19、或組裝生產線上，當切換產品加工時，所使用的材料或零部件等就必須跟著更換。有兩種方法：同時換線順序換線4. 準備作業(yè) 準備作業(yè)是指在制造開始前所必須要做的準備工作。 以上四類切換作業(yè)均會造成生產停頓的浪費。傳統上只著重于第一種類型的切換作業(yè)，忽視其他三種。其實后三種的改善不但容易做到，而且節(jié)省的切換時間也很可觀。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間三、快速切換發(fā)展階段1. 傳統切換2. 單一作業(yè)切換 單一作業(yè)切換是指在10min之內完成作業(yè)切換。單一作業(yè)切換應用在換模上稱為快速換模（Single Minute Exchange of Dies，SMED）,因換模時間可以用一位數的分鐘表示，所

20、以也稱為單分換模。3. 瞬間切換 瞬間切換是指在1min之內完成作業(yè)切換，也就是“快餐式”作業(yè)切換。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間四、快速換模實施步驟1. 作業(yè)切換類型 按照切換的作業(yè)類型不同，可以將切換過程分為兩大類：內部作業(yè)： 操作時機器必須停止運轉才能進行的作業(yè)，決定作業(yè)切換時間。包括：模具、刀具、夾具和導軌等的拆裝、更換和調整、試車生產等。外部作業(yè)： 機器運行的時候也能進行的操作，可在停機前或停機后進行切換的作業(yè)。不影響作業(yè)切換時間.包括：工具和材料的準備、夾具與模具準備、工作區(qū)域的整理與清潔等5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 據統計表明：目前可以將換模行為的類型分為

21、以下四類：類型一類型一收集、準備和歸還工具、夾具等（占切換過程的收集、準備和歸還工具、夾具等（占切換過程的30%30%）類型二類型二在機器上移除前道模具、裝上下個要用的模具（占在機器上移除前道模具、裝上下個要用的模具（占切換過程的切換過程的15%15%）類型三類型三測量、校準、調整（占切換過程的測量、校準、調整（占切換過程的15%15%）類型四類型四進行試車生產、調整，直到零件合格（占切換過程進行試車生產、調整，直到零件合格（占切換過程的的50%50%），這也是減少最明顯的一步），這也是減少最明顯的一步 快速換模的核心思想： 把內部作業(yè)盡量轉化為外部作業(yè)，內部作業(yè)時間盡量壓縮。5.5 縮短作業(yè)

22、切換時間縮短作業(yè)切換時間2. 實施步驟 快速切換實施步驟為4個步驟，如下圖。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 步驟一：區(qū)分內部作業(yè)與外部作業(yè) 通過對切換的過程進行分析，將所有的切換過程寫在表格上，然后按照上述對內、外部操作的定義進行歸類。 例：下表為某沖床更換模具的操作過程，換模時間為13726s。因模具運輸為外部作業(yè)，因此新模具要在沖床停機前先運輸到沖床旁，換下來的模具可以待沖床新模具安裝調試后再進行運輸，這樣換模時間可以減少到11988s。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 步驟二：內部作業(yè)要盡可能轉換成外部作業(yè) 檢查為什么余下的內部作業(yè)不能轉化為外部作業(yè)；重新檢查每個步驟的

23、真實作用。 例：有些作業(yè)必須調整模具行程，如調整沖孔壓力機或鑄造機模具的高度，如果可以使用調整墊進行標準化的話，就可以免去行程調整的內部作業(yè)，而轉移到設定高度標準化的外部作業(yè)。圖：使用調整墊將模具高度標準化5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間一汽轎車沖床換模內部作業(yè)轉換成外部作業(yè)的示例：一汽轎車沖床換模內部作業(yè)轉換成外部作業(yè)的示例：圖a：提前預裝上墊板圖b：提前下放廢料滑道圖c：提前安裝氣管圖d：提前安裝編碼器5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 步驟三：縮短內部作業(yè)時間 繼續(xù)對內部作業(yè)更小的要素進行改進。應用IE手法對作業(yè)的改善和對設備的改善來縮短切換時間，可采用活用工裝具、排除調整

24、作業(yè)、實施并行作業(yè)、功能標準化等方法來實施。 工作臺上安裝滾動導軌5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間模具快夾裝置5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 步驟四：縮短外部作業(yè)時間 繼續(xù)對外部作業(yè)更小的要素進行改進。可采取改善工夾具存儲方法、提高運輸速度、排除尋找物料、常用工具靠近設備、制定標準作業(yè)指導書等方法來實現。 縮短外部作業(yè)時間對整個切換時間的縮短沒太大的影響，但是可以減少切換的人工時間耗費。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間五、快速切換的技巧1. 采用并行作業(yè) 快速切換取決于三個關鍵要素：設備和工具的技術方面設備和工具的技術方面、工作的組織工作的組織（“誰做什么，什么時候”

25、）和方法方法（“如何”）。 并行作業(yè)是指兩人或兩人以上同時從事切換動作。并行作業(yè)最容易馬上獲得縮短內部作業(yè)時間的效果。沖壓換模時天車駕駛員與地面人員的并行作業(yè)5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間2. 消除調節(jié)環(huán)節(jié) 作業(yè)切換工作中調節(jié)環(huán)節(jié)時間較長，一般占整個作業(yè)切換時間的50%-70%,而且調整時間差異很大。消除調節(jié)環(huán)節(jié)對縮短作業(yè)切換時間是非常重要的。 例：圖a為成型機使用的模具，用一個限位開關控制脫模行程，當脫模需要5種行程時，就需要5次調節(jié)限位開關的位置。為了消除這種調整，如圖b所示：5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間 要徹底消除調整的浪費，就要掌握標準不動的法則，即在機器上已經設

26、定好的標準，不要因為更換模具而變動?？梢詤⒄找韵路椒ǎ喊褍炔孔鳂I(yè)的調整動作移到外部作業(yè)，并事先做好設定的 動作。勿拆卸整個模具，保留模座，只更換模穴的母子式構造方式來消除模具的調整工作。也可采用共同夾具的方式，以雙組式的方式來作切換動作，即一組正在加工中，另外一組已設定好了，切換時只需旋轉過來即可達到立即切換，如下圖1。盡量使模座的高度標準化，則沒有必要更換緊固件和調節(jié)裝置。如下圖2。取消以刻度式或儀表式讀取數值的方式來認定工作條件，盡量改以塊規(guī)、限位塊等容易取放設定的方式，以此來減少調整的時間，進而縮短切換時間。5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間圖1 使用外部回轉臺的雙組式圖2 模座的高度標準化5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間3. 減少人體走動 切換動作主要是依賴雙手的動作來完成的，要盡可能地減少腳的移動或走動的機會。可用線路圖協助分析換模走動的距離和原因：5.5 縮短作業(yè)切換時間縮短作業(yè)切換時間4. 使用專用工裝具 切換動作要盡可能地使用專用工裝具而不要使用工具。因為裝用工裝具可提高切換的效率，縮短切換的時間。 此外，測量的器具