鐘安飛 趙建平 黎沙

【摘 要】為了避免因生產(chǎn)線設(shè)計和布局原因而影響生產(chǎn)線的運行效率和成本，可以在生產(chǎn)線布局的設(shè)計期間引入精益生產(chǎn)指標(biāo)。根據(jù)與其他生產(chǎn)線設(shè)定的目標(biāo)進行對比，確定需要改進的項目，通過調(diào)整生產(chǎn)線布局、設(shè)備類型及優(yōu)化工藝和人員配置，滿足精益生產(chǎn)的要求，減少“七大浪費”。

【關(guān)鍵詞】精益布局；浪費；產(chǎn)能項目；孤島；設(shè)備利用率

【中圖分類號】U468.23 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）11-0055-03

0 引言

我國汽車市場2015年銷量增長已經(jīng)明顯放緩，步入成熟的新階段。自主品牌的市場份額已經(jīng)超過40%。在此新的階段，汽車企業(yè)只能通過高的產(chǎn)品質(zhì)量和合理的成本控制保持市場的競爭力。精益生產(chǎn)是以消除一切浪費和追求精益求精和不斷改善為目標(biāo)。去掉生產(chǎn)環(huán)節(jié)中一切無用的東西，每位員工及其崗位的安排必須是增值的，撤掉一切不增值的崗位。精簡產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、管理中一切不產(chǎn)生附加值的工作，以最優(yōu)的品質(zhì)、最低的成本及最高效率應(yīng)對市場需求做出最迅速的響應(yīng)。

現(xiàn)代主機廠的發(fā)動機產(chǎn)能項目生產(chǎn)線主要包含發(fā)動機裝配線和缸體、缸蓋、曲軸加工線。自主品牌的生產(chǎn)線的布局主要還是以傳統(tǒng)的按功能組織排布，例如所有的沖壓工序、焊接工序、油漆工序分門別類地布局，存在生產(chǎn)線不緊湊造成員工步行時間和響應(yīng)長，整線設(shè)備利用率不均衡、生產(chǎn)效率低、人員利用率不足等浪費。精益生產(chǎn)主張按產(chǎn)品和產(chǎn)品族進行分組，結(jié)合產(chǎn)量分析， 確定是專線生產(chǎn)還是共線生產(chǎn)，以及確定選用的設(shè)備類型。而生產(chǎn)的布局和工作要素的分配，以及設(shè)備的選型，則要充分考慮顧客節(jié)拍時間（Takt Time），即顧客拉動產(chǎn)品的速度。為了指導(dǎo)項目期間生產(chǎn)線的布局設(shè)計，建立生產(chǎn)線布局精益指標(biāo)的評估方法。查找生產(chǎn)線設(shè)計的瓶頸和優(yōu)化項，通過生產(chǎn)優(yōu)化生產(chǎn)線工藝、提高設(shè)備自動化程度和合理配置人員等，降低因生產(chǎn)線布局設(shè)計不合理造成的浪費。

1 孤島

孤島的評估是為了確保生產(chǎn)線運行后，如果生產(chǎn)線產(chǎn)生故障，班組長能夠在要求的響應(yīng)時間內(nèi)到達需要幫助的工位。其目的如下：{1}保持根據(jù)需求重新平衡工作量的能力。{2}確保班長現(xiàn)場響應(yīng)的時間，保持生產(chǎn)流暢性。孤島是識別工廠單獨操作的員工數(shù)量。孤島僅統(tǒng)計周期性工作人員和團隊相互分開的數(shù)量。

產(chǎn)生孤島的原因：{1}成員之間被自動站隔離。{2}班組長響應(yīng)任意工位暗燈的時間超過0.3個單件工時，任意2個工位之間的距離要小于0.46 m×ATT（實際單件工時），生產(chǎn)線布局原則上不允許有孤島的存在。

針對以上原因，通過以下例子進一步說明：假設(shè)一般班組人員為4～6名。如果一個班組被分成4個和2個，班組人員在一定的距離內(nèi)，不管之間的距離有多近都認為是孤立的。

例子1：假設(shè)團隊成員數(shù)量為4人，實際單件工時=60 s，工位布局如圖1所示。因此，班長最大步行距離=0.46 m×60 sec（ATT）=27.6 m；員工1（TM#1）和員工4（TM#4）的直接距離必須小于≤27.6 m。但圖1中，員工1和員工4的距離57.5 m>27.6 m，則生產(chǎn)線產(chǎn)生孤島需要結(jié)合整個生產(chǎn)線通過工藝調(diào)整和設(shè)備選型，消除該孤島。

例子2：假設(shè)團隊成員數(shù)量為4人，實際單件工時=60 s，工位布局如圖2所示。最大步行距離=0.46 m×60 sec（ATT）=27.6 m；員工1（TM#1）和員工4（TM#4）的直接距離=20.7 m；20.7 m<27.6 m，因此在這個例子中，班長的響應(yīng)時間不是產(chǎn)生孤島原因。但是，員工4（TM#4）陷在2個自動站之間。如果優(yōu)化生產(chǎn)線的節(jié)拍或工作內(nèi)容，班組的工作內(nèi)容需要重新平衡，第四名員工無法重新分配工作，會降低人員利用率。因此，這個例子里面就產(chǎn)生了一個孤島，原因為無法重新平衡工作。

2 設(shè)備利用率

設(shè)備利用率是部門內(nèi)所有設(shè)備的節(jié)拍除以設(shè)備數(shù)量和實際單件工時。設(shè)備利用率指標(biāo)反映設(shè)備使用時間和可用時間的比例。它的本質(zhì)是設(shè)備的節(jié)拍與時間單件工時的對比。設(shè)備利用率，即設(shè)備的投資效率。結(jié)合各自工廠的實際情況并參考國際精益設(shè)計布局的經(jīng)驗，在項目前期設(shè)定設(shè)備利用率的指標(biāo)。進行生產(chǎn)線布局的設(shè)計的時候，就要該指標(biāo)確定設(shè)備數(shù)量和平衡各加工設(shè)備的工作內(nèi)容。比如，上汽通用五菱汽車股份有限公司（簡稱SGMW）根據(jù)GM各工廠的經(jīng)驗，并結(jié)合自身的情況把機加工設(shè)備利用率設(shè)定為85%，裝配的設(shè)備利用率為90%。公式如下：

設(shè)備利用率（%）=■

例子3：假設(shè)生產(chǎn)線由5個工位串聯(lián)組成，節(jié)拍如圖3所示。

總設(shè)備的節(jié)拍=45+50+30+32+50=207 sec；設(shè)備數(shù)量=5；ATT=60 sec；部門設(shè)備的利用率=（207sec/（5machines×60sec））×100=69%。

3 人力資源利用率

隨著我國人力成本的持續(xù)增加，合理地分配和安排生產(chǎn)線員工的工作已經(jīng)成為各公司的重要工作。人力資源利用率是計算和評估操作員的操作情況。它等于操作員的工作時間除以操作員的可用時間。周期性和非周期性的員工需要分別計算。通過計算人力資源利用率，可以指導(dǎo)生產(chǎn)線布局的優(yōu)化，通過工藝整合和優(yōu)化及提高生產(chǎn)線的自動化率等方法，提高人員的利用率，減少人力成本浪費。比如，SGMW針對于周期性員工的利用率設(shè)定的目標(biāo)為87%，非周期性員工的人力利用率為90%。公式如下：

周期性人力利用率（%）=■

非周期性人力利用率（%）=■

變量定義：平均操作時間指操作員完成每個工作的平均總時間；這個時間是所有類型和模塊的加權(quán)平均值。實際單件工時是調(diào)整每個主線和分裝線的時間；這個時間與每個工位的節(jié)拍不一樣。實際單件工時是主線和分裝線的時間運行速度。計劃工作時間指員工每班完成計劃工作的平均時間?？捎霉ぷ鲿r間指每班可用的工作時間。

周期性工作一般包含裝配線的大部分員工（發(fā)動機、缸蓋、變速箱等）；給設(shè)備直接上料和下料；手動包裝裝配工作；在放到外部容器前，從設(shè)備上下料檢查。此外，還包含一些附帶性的工作如移動包裝。

非周期性工作一般包含上料補充滾道物料和非定期包裝工件；這些員工也可以完成其他的上、下料等工作。

4 工位利用率

工位利用率是計算主線和分裝線工作工位的比例。通過評估工位的利用率來評估生產(chǎn)線的工位布局數(shù)量是否合理。減少生產(chǎn)線的占地面積，降低廠房的投資，減少班組長的響應(yīng)時間和物流配送時間等，其計算方法是主線或分裝線總的工作工位除以主線或分裝線的總工位。每個主線和分裝線分別計算這個值（主線Loop1、主線Loop2、缸蓋分裝線、閥體分裝線等）。SGMW的工位利用率指標(biāo)為28.8%。公式如下：

系統(tǒng)連接=系統(tǒng)緩存站+系統(tǒng)過程站

工位利用率（%）=■

5 增值工作

增值工作是計算周期性的工作中的增值時間比例。評估增值工作的比例的目的是為了辨識生產(chǎn)線的非增值時間。通過調(diào)整物流擺放布局、調(diào)整工藝和提高自動化水平等措施提高增值時間比例，減少過度動作浪費和去掉不必要的工位設(shè)置，減少生產(chǎn)人員數(shù)量。根據(jù)SGMW前期生產(chǎn)線的布局設(shè)計經(jīng)驗，對工作的增值時間比例要求為55%。計算的公式如下：

增值工作（%）=■

變量定義：增值時間（增值時間比例通過標(biāo)準(zhǔn)化操作單獲得）；非增值時間（人工操作不增加產(chǎn)品價值，一般指步行、等待、獲取零件、檢查和工具維護等）。

6 其他

項目期間還評估每班直接操作員工的數(shù)量，所有輔助性員工的數(shù)量和工廠面積等。

7 總結(jié)

進行新的生產(chǎn)線的布局設(shè)計，通過精益布局的各項指標(biāo)要求計算出項目的實際數(shù)值并與其他工廠進行比較。對低于現(xiàn)有工廠指標(biāo)的，通過調(diào)整生產(chǎn)線的工藝、設(shè)備選型及提高自動化率等方法優(yōu)化布局。從而提高設(shè)備利用率和工位利用率，減少初期的設(shè)備投入，通過孤島的辨識提高生產(chǎn)線未來重新平衡的能力和班組長的故障響應(yīng)速率?？傊谏a(chǎn)線的設(shè)計過程中，引入精益思想可以有效地減少“七大浪費”。

參 考 文 獻

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]