□王 晶

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司 第38研究所 合肥 230088

基于精益生產(chǎn)的生產(chǎn)線效率提升方法研究

□王 晶

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司 第38研究所 合肥 230088

隨著市場(chǎng)需求量不斷增加，某新體制雷達(dá)數(shù)字陣列模塊組件生產(chǎn)線出現(xiàn)生產(chǎn)能力不足問(wèn)題。運(yùn)用精益生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)和方法，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化和改善，提高了生產(chǎn)線產(chǎn)能，同時(shí)獲得了精益生產(chǎn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

精益生產(chǎn)；生產(chǎn)線；效率

精益生產(chǎn)方式是一種消除浪費(fèi)、降低成本、提高效率和增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力的生產(chǎn)方式[1]。自二戰(zhàn)結(jié)束以后，以豐田生產(chǎn)方式為代表的精益生產(chǎn)方式，帶領(lǐng)日本汽車工業(yè)趕上并超越了美國(guó)，取得了驕人的業(yè)績(jī)[2]。從20世紀(jì)80年代起，精益生產(chǎn)方式在汽車行業(yè)得到了廣泛運(yùn)用，而在一些國(guó)防裝備的科研項(xiàng)目上則應(yīng)用得不多。筆者以某新體制雷達(dá)數(shù)字陣列模塊（DAM）組件生產(chǎn)線為研究對(duì)象，運(yùn)用精益生產(chǎn)方式來(lái)提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。

1 現(xiàn)狀分析

DAM組件是新體制雷達(dá)的心臟，是提升我國(guó)現(xiàn)代國(guó)防水平的重要裝備。根據(jù)戰(zhàn)術(shù)需求，通常一臺(tái)新體制雷達(dá)裝備幾十、成百甚至上千件DAM組件。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，DAM組件的需求數(shù)量呈跳躍式遞增，依據(jù)目前市場(chǎng)訂單預(yù)測(cè)，到2020年，市場(chǎng)年需求DAM組件達(dá)10 000件以上。

DAM組件生產(chǎn)過(guò)程中，在鋁制殼體上要進(jìn)行多層印制電路板與微波元器件的電子裝聯(lián)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程非常復(fù)雜。

由于殼體空間小，電子裝聯(lián)主要依靠手工操作，而且前后工序的裝配干涉嚴(yán)重，不能進(jìn)行并行作業(yè)，生產(chǎn)效率低?，F(xiàn)行DAM組件生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力難以滿足生產(chǎn)計(jì)劃需求，生產(chǎn)線通常需要延長(zhǎng)工作時(shí)間才能完成當(dāng)日的計(jì)劃任務(wù)，最終導(dǎo)致生產(chǎn)員工怨言多，生產(chǎn)人員流動(dòng)較頻繁，增加了企業(yè)的管理難度。由產(chǎn)能不足問(wèn)題形成的惡性循環(huán)日益凸顯，企業(yè)迫切需要提升DAM組件生產(chǎn)線的效率。

對(duì)DAM組件生產(chǎn)線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和問(wèn)題分析，造成上述狀況的主要原因如下。

（1）工序作業(yè)不均衡，生產(chǎn)流程不順暢。DAM組件生產(chǎn)線共設(shè)置12道電子裝聯(lián)工序，各工序作業(yè)負(fù)荷不均衡，最高作業(yè)時(shí)間和最低作業(yè)時(shí)間的工序時(shí)間差達(dá)10.35 min，生產(chǎn)線平衡率低，直接導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品不能按時(shí)流轉(zhuǎn)到下道工序。

（2）缺乏標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，產(chǎn)品裝焊一致性不高。生產(chǎn)線缺少標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，生產(chǎn)人員按照自身習(xí)慣進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，不同生產(chǎn)人員間的作業(yè)方式不一致，產(chǎn)品裝焊后存在質(zhì)量差異。部分作業(yè)內(nèi)容需要二次返工，導(dǎo)致整體作業(yè)速度放緩。

（3）推動(dòng)式物料配送，物流流動(dòng)效率低。配發(fā)的物料與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需求不一致，采用計(jì)劃管控的推動(dòng)式供貨，生產(chǎn)線一旦出現(xiàn)計(jì)劃調(diào)整或生產(chǎn)異常，大批物料堆積現(xiàn)場(chǎng)，物料流動(dòng)性差，物流響應(yīng)速度慢，影響生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

針對(duì)以上原因，結(jié)合DAM組件生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際數(shù)據(jù)及裝配工藝資料等信息，整理成生產(chǎn)線改善前的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，見(jiàn)表1。運(yùn)用精益生產(chǎn)方式的工具和方法，對(duì)DAM組件生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化和改善，解決生產(chǎn)線難題。

表1 DAM組件生產(chǎn)線工序數(shù)據(jù)

2 生產(chǎn)線平衡改善方法的應(yīng)用

生產(chǎn)線平衡是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各工序作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近。在流水線生產(chǎn)作業(yè)中，決定生產(chǎn)線作業(yè)周期的工序時(shí)間只有一個(gè)，即最長(zhǎng)工序時(shí)間，也就是瓶頸時(shí)間。當(dāng)一個(gè)流水線上各個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間不一致時(shí)，瓶頸工序以外的工序就會(huì)產(chǎn)生空閑時(shí)間，即等待。等待除了造成無(wú)謂的工時(shí)損失外，還造成大量的在制品堆積，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)線中止，直接影響生產(chǎn)效率[3-5]。為解決以上問(wèn)題，就必須使各工序的作業(yè)時(shí)間平均化，進(jìn)而使生產(chǎn)線能順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1 生產(chǎn)線平衡分析

進(jìn)行生產(chǎn)線平衡分析，可以達(dá)到以下效果。

（1）縮短每道工序的作業(yè)時(shí)間，提高單位時(shí)間的產(chǎn)量。

（2）減少工序之間的預(yù)準(zhǔn)備時(shí)間。

（3）消除生產(chǎn)線中的瓶頸、不均衡等現(xiàn)象。

（4）改善制造的方法，使生產(chǎn)具備柔性。

改善前的DAM組件生產(chǎn)線工序作業(yè)時(shí)間分布如圖1所示。

圖1改善前各工序作業(yè)時(shí)間分布

從圖1數(shù)據(jù)可以看出，工序1的作業(yè)時(shí)間為44.75 min，是整個(gè)生產(chǎn)線的最長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間，工序1是瓶頸工序，瓶頸工序決定了整條生產(chǎn)線的周期時(shí)間。工序2、工序7和工序11的作業(yè)時(shí)間同樣超過(guò)節(jié)拍時(shí)間（30 min），所以降縮短序1、工序2、工序7和工序11的作業(yè)時(shí)間，可提高該條生產(chǎn)線的平衡率，對(duì)提高整條線的產(chǎn)能和效率至關(guān)重要。

平衡率=各工序時(shí)間總和/（最長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間×總工序數(shù)）=356.5/(44.75×12)=66.39%

損失率=1-平衡率=1-66.39%=33.61%

四個(gè)工序作業(yè)時(shí)間大于節(jié)拍時(shí)間，所以DAM組件生產(chǎn)線存在較大的改善空間。

2.2 改善方案的研究及應(yīng)用

對(duì)生產(chǎn)線平衡進(jìn)行改善時(shí)，采用取消、合并、重排、簡(jiǎn)化（ ECRS）原則進(jìn)行作業(yè)分析[6-7]。

對(duì)于耗時(shí)較長(zhǎng)的工序，采取的措施如下。

（1）分割作業(yè)，移一部分作業(yè)到耗時(shí)較短的工序。

（2）利用新工藝、工具或機(jī)械，改善作業(yè)，縮短工時(shí)。

（3）取消多余的工序、操作和動(dòng)作。

（4）提高生產(chǎn)人員的操作效率。

對(duì)于耗時(shí)較短的作業(yè)，可以采取的措施如下。

（1）分割作業(yè)，填充到其它耗時(shí)短的工序。

（2）接收一部分耗時(shí)長(zhǎng)的工序。

（3）將耗時(shí)短的工序合并。

采用上述改善方法，對(duì)流水線進(jìn)行了作業(yè)改善，將瓶頸工序進(jìn)行了拆分、取消和效率提升，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 DAM組件生產(chǎn)線平衡改善

DAM組件生產(chǎn)線進(jìn)行了多次精益改善，利用秒表對(duì)改善后的工序進(jìn)行二次測(cè)時(shí)，各工序作業(yè)時(shí)間分布如圖2所示。

平衡率=329.25/（29.3×12）=93.64%

損失率=1-93.64%=6.36%

經(jīng)過(guò)精益改善，DAM組件生產(chǎn)線平衡率由66.39%提升到93.64%，生產(chǎn)線平衡率得到了極大提升，生產(chǎn)線產(chǎn)能也得到了大幅度提高。

圖2 改善后各工序作業(yè)時(shí)間分布

生產(chǎn)線每班增加產(chǎn)能=生產(chǎn)時(shí)間/改善后節(jié)拍的時(shí)間-生產(chǎn)時(shí)間/改善前節(jié)拍時(shí)間=7.5×60/30-7.5×60/44.75=4.94臺(tái)。

3 建立作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)線平衡分析和改善后，DAM組件生產(chǎn)線的產(chǎn)出效率得到有效提升。要保障改善后的產(chǎn)出效率穩(wěn)定，需要建立作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)維持改善的成果。標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)是持續(xù)改進(jìn)與保持流程穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，任何作業(yè)在尚未制定標(biāo)準(zhǔn)之前，不可能達(dá)到真正的改進(jìn)[8]。

作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化是將生產(chǎn)人員在生產(chǎn)過(guò)程中的作業(yè)步驟、內(nèi)容、方法、注意事項(xiàng)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)文件的形式加以固化和保存，可規(guī)范生產(chǎn)人員的操作方法和作業(yè)順序。建立作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)能減小生產(chǎn)線生產(chǎn)人員發(fā)生丟漏、誤裝、損壞等對(duì)生產(chǎn)線整體運(yùn)作效率產(chǎn)生的影響，大大提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

制定的DAM組件裝焊作業(yè)順序與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如圖3所示。將生產(chǎn)人員的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間和裝配順序加以規(guī)定，DAM組件裝焊過(guò)程中的質(zhì)量控制要求、工藝要求和安全操作要求與生產(chǎn)人員的操作步驟相結(jié)合，采用圖片與文字相結(jié)合的方式，標(biāo)注出作業(yè)要領(lǐng)、使用工具和輔助材料，能進(jìn)一步指導(dǎo)生產(chǎn)線作業(yè)人員合理化作業(yè)，穩(wěn)定生產(chǎn)線的整體產(chǎn)出效率。

根據(jù)DAM組件在線質(zhì)檢數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，改善后DAM組件單條生產(chǎn)線效率穩(wěn)定在每天15件，建立作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以后，裝焊后的產(chǎn)品質(zhì)量得到了較大提高，DAM組件一次交檢合格率≥97.5%。

4 建立后補(bǔ)充領(lǐng)料方式

圖3 DAM裝焊作業(yè)順序與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

物流作為連接各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的紐帶，物流系統(tǒng)的效率間接影響到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的效率。DAM組件生產(chǎn)線前期的物料供應(yīng)是推動(dòng)式的物流配送機(jī)制，領(lǐng)料信息由計(jì)劃員依據(jù)先前生產(chǎn)計(jì)劃觸發(fā),工序與倉(cāng)庫(kù)之間缺乏及時(shí)響應(yīng)，生產(chǎn)物流流轉(zhuǎn)不暢，導(dǎo)致在制品庫(kù)存積累增加，生產(chǎn)流程中存在大量浪費(fèi)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率[9-10]。

DAM生產(chǎn)線建立的后補(bǔ)充領(lǐng)料方式如圖4所示，根據(jù)生產(chǎn)線物料的實(shí)際消耗情況，將物料需求轉(zhuǎn)化成物料配送信息。

圖4 DAM生產(chǎn)線后補(bǔ)充領(lǐng)料方式

DAM生產(chǎn)線物料負(fù)責(zé)人根據(jù)生產(chǎn)線的物料使用情況，適時(shí)發(fā)出物料需求，車間計(jì)劃員根據(jù)生產(chǎn)線的節(jié)拍，將物料需求分解成每日需求量，在企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)內(nèi)觸發(fā)需要的物料信息。物流部門收到物料需求信息后，進(jìn)行合理調(diào)度，將物料按每日需求量齊套、分包、配發(fā)，生產(chǎn)線定時(shí)、定量領(lǐng)取必要物料。這樣實(shí)現(xiàn)了物料準(zhǔn)時(shí)化供應(yīng)，解決了推式配送物料在生產(chǎn)線的堆積問(wèn)題，提高了生產(chǎn)的物料管理配發(fā)效率。后工序拉動(dòng)物流配送物料機(jī)制，減少了在制品的堆積，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)快速響應(yīng)，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)減少了浪費(fèi)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在完成生產(chǎn)線平衡、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、后補(bǔ)充領(lǐng)料機(jī)制等精益改善后，DAM組件生產(chǎn)線精益化水平已有顯著提升。后續(xù)將建立一套完善的精益生產(chǎn)點(diǎn)檢制度和改善成果維護(hù)機(jī)制，維持精益改善成果，確保生產(chǎn)線精益化水平不斷提升。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，精益生產(chǎn)提供了一套改善思路，在不過(guò)多依賴場(chǎng)地、人員和設(shè)備等硬件投入的前提下，使生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品質(zhì)量提升，并降低企業(yè)成本，改善企業(yè)運(yùn)行效率，為企業(yè)管理提供新的思路。

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Asthemarket demand continuestoincrease,production under-capacity appeared in theproduction line for a new systemof radar digital array module.Correlation techniques and methods of lean production wereused tooptimizeand improvetheproduction sitetoboost theproductivecapacity of theproduction linewhile practical experienceof lean production wasachieved.

Lean Production ；Production Line ；Efficiency

TH162

A

1672-0555（2017）03-025-05

2017年2月

王晶（1976—），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事雷達(dá)產(chǎn)品加工工藝研究與精益生產(chǎn)管理工作

（編輯：小 前）