黃永鑫

摘要：闡述了單元式生產(chǎn)方式的定義及布局方式，比較了單元式生產(chǎn)方式與流水線生產(chǎn)方式的不同。基于現(xiàn)有生產(chǎn)流程，運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型法分析D公司擠奶機(jī)生產(chǎn)線存在的問題，確定生產(chǎn)線布局不合理的根本原因。依據(jù)ECRS方法對其生產(chǎn)流程優(yōu)化的結(jié)果，制定了生產(chǎn)線布局改善方案，給出了改善效果。指出單元式生產(chǎn)方式在擠奶機(jī)生產(chǎn)線應(yīng)用過程中需要關(guān)注的問題。

關(guān)鍵詞：Cell生產(chǎn)方式；生產(chǎn)線布局；擠奶機(jī)

中圖分類號：F406.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）30-0087-04

0引言

隨著社會的不斷進(jìn)步和發(fā)展，顧客的需求變得多樣化、個性化，賣方市場開始轉(zhuǎn)向買方市場，傳統(tǒng)的單件手工作業(yè)，大批量生產(chǎn)方式逐漸被柔性化、智能化、系統(tǒng)化的生產(chǎn)方式所取代。傳統(tǒng)的流水線布局在一些柔性化程度較高的企業(yè)受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

單元式生產(chǎn)方式自90年代末以來得到迅猛發(fā)展，這種生產(chǎn)模式相對于流水線來說，具有設(shè)備投資規(guī)模小，建設(shè)周期短，生產(chǎn)周期短，設(shè)定和調(diào)試時間短，在制品和庫存少，作業(yè)等待時間所發(fā)生的浪費(fèi)小，責(zé)任分工明確，激勵和制約機(jī)制強(qiáng)，改善人機(jī)關(guān)系，節(jié)能減排等優(yōu)點(diǎn)。國際工程協(xié)會預(yù)測，單元制造在未來的制造企業(yè)將成為主要的生產(chǎn)模式。

D公司是一家做奶牛擠奶設(shè)備的制造業(yè)公司，該公司共20條裝配線，均以Cell模式分布。隨著產(chǎn)品銷量的不斷增加，其公司也在不斷發(fā)展和壯大。因此，增大產(chǎn)能、提高生產(chǎn)率等問題亟待解決。擠奶機(jī)生產(chǎn)線作為其中的一條生產(chǎn)線，雖然目前的產(chǎn)能能夠滿足訂單的需求，但是由于生產(chǎn)時用到的人員較多，沒有工作標(biāo)準(zhǔn)，且生產(chǎn)線平衡率較低，造成了很大的浪費(fèi)。因此，本文通過分析該裝配線存在的不合理問題，以作業(yè)測定為依據(jù)，提出改善方案并做出評價。

1 Coil生產(chǎn)方式簡介

1.1 Cell生產(chǎn)方式的定義

Cell生產(chǎn)方式（Cell Production Style）是由1925年佛蘭德斯（Flanders）所提出的成組技術(shù)（Group Technology）發(fā)展而來的，是精益生產(chǎn)的組成內(nèi)容，一般被譯為“細(xì)胞生產(chǎn)方式”，也稱“單元生產(chǎn)系統(tǒng)”、“孤島作業(yè)法”、“細(xì)胞作業(yè)法”等。其實(shí)質(zhì)是由1個人或幾個人組成一個生產(chǎn)單元，按照作業(yè)流程進(jìn)行布局，完成相對完整的作業(yè)內(nèi)容的一種生產(chǎn)方法。

1.2 Cell生產(chǎn)方式的布局方式

一般來說，Cell生產(chǎn)方式的布局形式有三種：一人方式、巡回方式和分工方式。一人方式是指在一個作業(yè)單元內(nèi)的全部作業(yè)均由一人完成，在裝配線平衡上，其效率最大，它是細(xì)胞生產(chǎn)方式的基本形態(tài)。巡回式是指將零部件放置于多個工作臺（或物料臺）上，作業(yè)員自主移動半成品依次到每個工作臺完成相應(yīng)工序，直到最后一道工序完成再返回初始位置加工下一個產(chǎn)品的作業(yè)方式。根據(jù)作業(yè)工序多少及作業(yè)細(xì)胞空間大小可以分別采用一人巡回式或多人巡回式（又稱為“逐兔式”），其中多人巡回方式需要作業(yè)員以大致相同的節(jié)奏順次進(jìn)行每一道工序的作業(yè)。該方式主要適用于零部件較多的產(chǎn)品加工，降低了作業(yè)員漏裝零件的可能性。分工方式是指在一個作業(yè)細(xì)胞之內(nèi)安排若干名作業(yè)員，（通常5人以下），每人分擔(dān)若干個工序。它是在完成一件產(chǎn)品所需的工序較多時采用，或者是在多面手培訓(xùn)期間采用作為向其他兩種形態(tài)的過渡。

1.3 Cell生產(chǎn)方式與流水線生產(chǎn)方式的比較

一條完整的單元式生產(chǎn)線，應(yīng)具有以下特點(diǎn)：①按工藝流程來布置設(shè)備，主線和輔線盡量合并。②單件流動。③作業(yè)內(nèi)容多，作業(yè)員多技能化。④站立作業(yè)，盡量不使用皮帶線。⑤小型及靈活的自動化設(shè)備。⑥共享性設(shè)備與工裝夾具等。而流水線的生產(chǎn)方式，是指每個生產(chǎn)單位只專注處理某一個片段的工作，以提高工作效率及產(chǎn)量。流水線上一般固定生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種產(chǎn)品，其生產(chǎn)過程是連續(xù)的，因此工作內(nèi)容專業(yè)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好，人員要求低，培養(yǎng)周期短等。

通過對兩種生產(chǎn)方式的比較（表1），指出了各生產(chǎn)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的實(shí)際情況，選擇適合自己的生產(chǎn)方式。

2 D公司擠奶機(jī)生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析

2.1 D公司擠奶機(jī)工藝流程及布局分析

D公司擠奶機(jī)型號眾多，但安裝順序及流程大致相同。例如，由于擠奶機(jī)銷往世界不同地區(qū)，擠奶機(jī)所用的電機(jī)和電源插頭就不同，因此型號不同。擠奶機(jī)的生產(chǎn)流程主要包括：安裝車架→安裝電機(jī)→安裝泵→安裝氣管→安裝真空罐→安裝電線→測試電→測試功能→安裝真空罐悶蓋→外觀檢測→包裝并粘貼合格標(biāo)簽。除包裝并粘貼合格標(biāo)簽工位設(shè)2人外，其他工位各設(shè)1人，共需12人。另外，每個擠奶機(jī)還需配備一個奶桶，奶桶內(nèi)裝進(jìn)其他配料，不須加工或安裝，與擠奶機(jī)分開包裝。

由于生產(chǎn)流程過度劃分，例如測試功能需5.76min，外觀檢測只需0.76min，但兩個工位均安排1人，因此導(dǎo)致生產(chǎn)線平衡率低，在制品堆積，人員浪費(fèi)嚴(yán)重，工人工作積極性不高等現(xiàn)象，這些原因嚴(yán)重制約了生產(chǎn)線效率的提高。

該生產(chǎn)線內(nèi)有一臺平板車，在一些必要的人工搬運(yùn)時會用到，但不經(jīng)常使用。還包括五個工作臺，一個不良品區(qū)，這些工作臺只是放一些必要的工具，工人工作時，在制品全部都放置在地面上。在最初的生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)時，考慮的因素并不多，只是在給定的區(qū)域內(nèi)，將所有物料放置在區(qū)域的邊緣，以便叉車供給物料，按照大致的生產(chǎn)流程進(jìn)行物料放置，沒有固定工位和工作臺，工人蹲在底面上工作。如圖2所示。

2.2運(yùn)用解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）法分析問題

首先從人、機(jī)、料、法、環(huán)5個方面進(jìn)行分析，利用頭腦風(fēng)暴法初步找出影響生產(chǎn)效率的原因。其次，將這些問題進(jìn)行編號和歸納：①生產(chǎn)流程過度劃分；②生產(chǎn)效率低；③生產(chǎn)線布局不合理；④在制品堆積；⑤人員浪費(fèi)嚴(yán)重；⑥工人工作積極性不高；⑦無作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；⑧無固定工位；⑨物料擺放不合理。根據(jù)各問題和原因之間是否有聯(lián)系，分別用1和0表示，1代表有聯(lián)系，0代表無聯(lián)系。如表2所示。endprint

根據(jù)給出的各因素之間的聯(lián)系，利用解釋結(jié)構(gòu)模型（ISM）法對系統(tǒng)要素間的關(guān)系（尤其是因果關(guān)系）進(jìn)行層次化處理，最終形成具有多級遞階關(guān)系和解釋功能的結(jié)構(gòu)模型，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)③生產(chǎn)線布局不合理是影Ⅱ向該復(fù)雜性系統(tǒng)效率低的根本原因。

3 D公司擠奶機(jī)生產(chǎn)線布局改善

3.1 D公司擠奶機(jī)生產(chǎn)流程的改善

完善的生產(chǎn)流程、較高的生產(chǎn)線平衡率是設(shè)計(jì)生產(chǎn)線布局的前提。在進(jìn)行5W1H分析的基礎(chǔ)上，運(yùn)用ECRS方法對生產(chǎn)流程進(jìn)行以下優(yōu)化：

①工序重排；由于電機(jī)和泵是組裝在一起的，所以考慮先將兩者組裝完成后，再一并安裝在車架上，這樣不僅做到了少人化，而且減少了搬運(yùn)，提高了效率。其次，由于測試功能的時間比測試電的時間長，因此將兩者順序調(diào)換，以便工序合并的優(yōu)化。②工序合并；將測試電與安裝真空罐悶蓋工序合并，外觀檢測、包裝并粘貼合格標(biāo)簽工序合并，以減少人力，提高效率。③對各工序進(jìn)行改善，降低標(biāo)準(zhǔn)工時，尤其是對瓶頸工序功能測試進(jìn)行人機(jī)聯(lián)合分析，挖掘空閑，合理分配。將測試內(nèi)容與應(yīng)得到的測試結(jié)果展示在明顯的位置，用到的工具盡可能方便作業(yè)員拿取，以減少走動距離，同時規(guī)范雙手動作，節(jié)約工時。改善后的各標(biāo)準(zhǔn)工時，人力比較如表3所示。

3.2 D公司擠奶機(jī)生產(chǎn)線布局改善的實(shí)施

根據(jù)以上工序優(yōu)化的結(jié)果作為該生產(chǎn)線布局的基礎(chǔ)，選擇適合該生產(chǎn)模式的單元化生產(chǎn)類型——分工方式，即將整個工作按照作業(yè)順序進(jìn)行分割為幾部分，每一部分作業(yè)由少數(shù)人進(jìn)行，作業(yè)完成后流入下一單元進(jìn)行作業(yè)。分工式生產(chǎn)方式適合工序較多的產(chǎn)線，因此具有可行性。

在進(jìn)行生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)時，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)因素：

①滿足生產(chǎn)工藝流程的要求。②生產(chǎn)線應(yīng)緊湊，工作舒適，不宜過長，減少搬運(yùn)距離。③較大、較重的物料（如車架、電機(jī)、真空罐等）盡量放置在生產(chǎn)線外部，方便叉車補(bǔ)料，較小物料（如電線、真空罐悶蓋等）可放置在工作桌的貨架上。④矩形支柱的位置應(yīng)盡量不影響作業(yè)。

生產(chǎn)線工作臺的尺寸，應(yīng)參照產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。該生產(chǎn)線的產(chǎn)品雖然型號不同，但尺寸大小完全相同：長110cm，寬50cm，高70cm，工作臺的尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：①作業(yè)高度要在作業(yè)者胸與肚臍之前。②減少彎腰，抬手等動作。③作業(yè)移動距離盡量小。

根據(jù)以上尺寸設(shè)計(jì)原則將工作臺設(shè)計(jì)寬1.2m，確保在特殊情況下兩側(cè)同時工作時不受影響，高80cm，確保員工80%作業(yè)動作在胸前完成。

根據(jù)以上應(yīng)遵循的原則，設(shè)計(jì)出如圖4的布局圖。

綜合以上改善措施，改善后的生產(chǎn)線將更加緊湊，工人工作量更加合理，叉車有足夠的空間進(jìn)行補(bǔ)料。不僅能滿足多樣化的訂單需求，而且生產(chǎn)效率也將大大提升。線體長度約6米，較原來的線體縮短了2米，線體柔性也大幅提升，在滿足生產(chǎn)的前提下，為以后的生產(chǎn)線擴(kuò)建也留有足夠的空間。

3.3單元式生產(chǎn)線應(yīng)用過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)

在對該生產(chǎn)線布局改善后，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①嚴(yán)格按照“一個流”進(jìn)行生產(chǎn)，不制造多余的在制品，避免出現(xiàn)堆貨現(xiàn)象。②建立配套的JIT送料措施，完善水蜘蛛送料制度，避免因更換產(chǎn)品型號而造成原材料堆積現(xiàn)象。③人員素質(zhì)的培養(yǎng)。改善后的生產(chǎn)線，由于工序的合并，工作的簡化，不僅要求工人承擔(dān)的工序更多，而且更加強(qiáng)調(diào)員工之間的團(tuán)隊(duì)合作精神。同時培養(yǎng)員工的JIT意識。④產(chǎn)品質(zhì)量的確保。單元生產(chǎn)中由于多個工序由一個人獨(dú)立完成，產(chǎn)品質(zhì)量更加依賴于作業(yè)者的細(xì)心度與責(zé)任心。所以應(yīng)將檢驗(yàn)過程及不良問題做到可視化管理，減少作業(yè)員的主觀判斷。⑤改善永無止境，每個人都應(yīng)積極發(fā)掘可改善的空間，為公司創(chuàng)造更大的效益。

4結(jié)束語

Cell生產(chǎn)方式作為一種較新的生產(chǎn)方式，在生產(chǎn)多品種，小批量的產(chǎn)品中具有非常明顯的優(yōu)勢，本文在對D公司擠奶機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行分析和布局優(yōu)化后，不僅提高了生產(chǎn)率，而且使人員安排的柔性大大提高（6-9人），在需求量變動的情況下可根據(jù)訂單隨時調(diào)整，具有較強(qiáng)的可行性和借鑒性。隨著Cell生產(chǎn)方式的普及，越來越多的企業(yè)會看到Cell生產(chǎn)方式的優(yōu)越性，這種方式也將為企業(yè)創(chuàng)造更多的利益和更大的競爭力。endprint