常雪彬 徐克林

（同濟大學(xué) 機械與能源工程學(xué)院 上海 201804）

隨著市場競爭的日益激烈，裝備制造企業(yè)想要持續(xù)獲得好的經(jīng)濟效益，盡可能挖掘和改善生產(chǎn)車間的有效產(chǎn)出顯得極其重要。近年來約束理論思維過程受到了眾多企業(yè)的關(guān)注與實踐。藍貞貞[1]對線邊庫存管理瓶頸運用思維過程進行分析發(fā)現(xiàn)并改善，將成熟度從原來的65%提高到95%，線邊庫存量得到有效下降。吳球軍等[2]運用沖突圖對庫存控制的兩難選擇進行分析，提供了破解思路，改變大批量生產(chǎn)配送的模式，縮短生產(chǎn)周期和補貨周期，即可降低庫存水平。劉婉[3]運用思維過程對汽車分銷系統(tǒng)進行分析，找到核心瓶頸所在，然后利用沖突圖對瓶頸沖突進行分析，通過采用小批量多批次的補給模式，可以達到提高系統(tǒng)產(chǎn)出的同時，降低總成本的目的?；诖?，本文將運用約束理論對C公司臺車裝配生產(chǎn)線進行分析并優(yōu)化，以達到提高有效產(chǎn)出的目的。

1 臺車裝配生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析

現(xiàn)針對C公司臺車裝配生產(chǎn)線為優(yōu)化對象。臺車裝配生產(chǎn)流程如圖1所示。該裝配生產(chǎn)線總共包含17道工序。

圖1 臺車裝配生產(chǎn)線流程

1.1 現(xiàn)狀樹繪制及分析

在企業(yè)管理實際當(dāng)中，經(jīng)常發(fā)生管理人員四處“救火”的情況，總是在解決一些反復(fù)發(fā)生的問題。比如車間主任剛將裝配質(zhì)量問題解決，不久之后同樣的問題還是會再次出現(xiàn)。這就表明，管理者僅僅只是解決了表面的問題，而沒有從問題產(chǎn)生的根源上解決問題。在現(xiàn)狀圖中用不良效應(yīng)(Undesirable Effects, UDE)來稱呼這類表層問題，如果只是簡單的對UDE進行改善，短期內(nèi)問題會得到一定的緩解，但是長期來看，同樣的問題依然會重復(fù)產(chǎn)生。因此需要利用現(xiàn)狀圖來透過UDE發(fā)掘問題的根源。

為了更加全面且符合實際的列出不良現(xiàn)象，研究小組經(jīng)C公司領(lǐng)導(dǎo)同意發(fā)動全員參與，公司管理層、車間主任包括裝配工人各自提出存在問題的地方。經(jīng)過篩選和判別之后總結(jié)臺車裝配生產(chǎn)線的不良效應(yīng)，然后通過繪制現(xiàn)狀樹展現(xiàn)產(chǎn)生 UDE核心原因的邏輯關(guān)系。現(xiàn)狀樹如圖2所示。

圖2 臺車裝配生產(chǎn)線現(xiàn)狀樹

從圖中可以清晰的看到現(xiàn)狀樹的樹根位置為檢驗工序等待時間和操作時間過長，該問題即為最根源問題。同時，裝配專用工具工裝缺乏及緊急類訂單插隊問題為次要問題也需要解決。

1.2 沖突圖繪制

沖突圖是約束理論思維過程之中一個重要的工具，用來表示和分析沖突的邏輯化工具，用圖形化展現(xiàn)出存在的沖突或者兩難情況，為進一步化解沖突提供支持。由于核心問題可分為檢驗工序等待時間過長和操作時間過長兩個問題，故對兩個問題分別繪制沖突圖，如圖3和圖4所示。

圖3 檢驗等待時間過長沖突圖

圖4 檢驗操作時間過長沖突圖

從沖突圖中可以看到，等待和操作時間過長的問題存在的沖突，后續(xù)改善需要從解決這兩個沖突方面入手加以改善。

1.3 未來樹繪制

在使用現(xiàn)狀樹發(fā)現(xiàn)問題，沖突圖對問題分析后，接下來對未來的效果進行預(yù)測。然后觀察執(zhí)行相關(guān)改變后的影響和結(jié)果，查看是否有新的問題出現(xiàn)，并考慮相關(guān)對策。同時盡可能的消除新問題的負面影響。未來樹如圖5所示。

圖5 臺車裝配生產(chǎn)線未來樹

1.4 必備樹繪制

在完成未來樹繪制之后，就要制定針對目標(biāo)的解決方案。此過程首先使用必備樹，用來識別解決方案可能面臨的障礙。必備樹就是用來應(yīng)對解決方案執(zhí)行時遇到的困難設(shè)立中間目標(biāo)的邏輯圖。該圖可以直觀的展現(xiàn)要實現(xiàn)解決方案所需要克服的中間目標(biāo)。

檢驗工序作為核心瓶頸問題，迫切需要進行改善，以達到消除瓶頸的目的，瓶頸的消除可以極大地提高整條臺車裝配生產(chǎn)線的效率，并解決各個相關(guān)問題。檢驗工序依舊分為等待時間和操作時間問題進行單獨分析。

首先對等待時間問題進行必備樹的繪制。為達到縮短等待時間的目標(biāo)，首先要對等待時間的主要構(gòu)成進行了解并加以分析，針對不同問題給出不同的解決方案。在分析后發(fā)現(xiàn)主要等待時間為客戶監(jiān)理到場等待時間，主要障礙在于無法獲得準(zhǔn)確的相關(guān)生產(chǎn)完成時間，導(dǎo)致無法較好的預(yù)約客戶監(jiān)理到達現(xiàn)場的時間。C公司擬使用SAP系統(tǒng)記錄生產(chǎn)進度情況，以實現(xiàn)實時了解當(dāng)前生產(chǎn)狀況，并提前預(yù)約好客戶監(jiān)理到達現(xiàn)場，已消除該障礙。于是繪制出如圖6所示的檢驗工序等待時間必備樹。

然后對檢驗工序操作時間問題進行必備樹的繪制。為了達到縮短操作時間的目的，先要對檢驗工序操作時間步驟和檢測項目進行詳細分析?？紤]將檢驗工序進行拆分分類處理。這時又遇到了新的障礙，檢驗工序拆分需要得到用戶及監(jiān)理的同意才可執(zhí)行，于是應(yīng)該先與客戶與監(jiān)理充分溝通，將可以獨自進行的檢驗區(qū)分出來，將這些檢驗前置以減少檢驗工序操作時間，關(guān)鍵參數(shù)的檢驗仍等待監(jiān)理到場共同參與。根據(jù)以上情況繪制出如圖7所示的必備樹。

圖6 等待時間過長必備樹

圖7 操作時間過長必備樹

1.5 轉(zhuǎn)變樹繪制

約束理論思維過程的成功運用需要集思廣益，將所有能夠幫助實現(xiàn)最終目標(biāo)的活動集中起來，梳理這些活動之間的相互關(guān)系，確定具體活動的先后執(zhí)行順序。最終制定執(zhí)行計劃，轉(zhuǎn)變樹就是用來描述執(zhí)行計劃的一個交流工具，向全體員工傳達行動計劃，共同實現(xiàn)最終目標(biāo)。轉(zhuǎn)變樹通過將實際行動和中間目標(biāo)相結(jié)合，以應(yīng)對必備樹中多個且復(fù)雜的目標(biāo)。

研究小組召集各相關(guān)部門核心成員共同討論后，繪制了臺車裝配生產(chǎn)線轉(zhuǎn)變樹如圖8所示。從圖中可以看出為了實現(xiàn)終極目標(biāo)，臺車裝配生產(chǎn)線的持續(xù)優(yōu)化所需要依次進行的步驟和方法。首先為了解核心瓶頸時間過長的原因，通過運用魚骨圖對檢驗工序等待時間和操作時間過長問題進行詳細分析。在了解了檢驗工序等待時間和操作時間過長的具體原因后，需要與用戶充分溝通降低等待時間，將檢驗工序拆分部分前置以縮短檢驗工序操作時間。

圖8 臺車裝配生產(chǎn)線轉(zhuǎn)變樹

2 臺車裝配生產(chǎn)線改善

研究小組按照轉(zhuǎn)變樹制定的轉(zhuǎn)變計劃運用各類工具和方法依次執(zhí)行改善。首先運用5W1H分析法對檢驗工序過長問題進行分析并繪制魚骨圖如圖9所示。

圖9 檢驗工序魚骨圖

從魚骨圖上可以清晰的看出引起檢驗工序等待時間和操作時間過長的各類原因，其中較為核心的問題為導(dǎo)致等待時間過長的監(jiān)理到場時間過長和導(dǎo)致操作時間過長的檢驗工序的繁復(fù)和缺乏重新規(guī)劃的問題。

首先關(guān)注導(dǎo)致等待時間過長的問題，從魚骨圖分析中可以看出主要包含兩個問題，一個是預(yù)約時間過長，另一個是等待時間過長。對預(yù)約時間過長問題進行詳細分析，發(fā)現(xiàn)本質(zhì)上是由于對生產(chǎn)計劃準(zhǔn)時性存在問題，無法精確掌握具體完工時間，導(dǎo)致只有較短的緩沖時間才對客戶監(jiān)理進行預(yù)約，這就造成了預(yù)約時間過長問題。該問題可利用SAP系統(tǒng)加強生產(chǎn)管理，實時掌握生產(chǎn)進度，可以對完工時間進行較好的預(yù)測，提前與客戶監(jiān)理進行預(yù)約，達到消減預(yù)約時間的目的。對于等待時間過長問題進行分析發(fā)現(xiàn)，等待時間過長主要由于C公司地理位置較為偏僻，客戶監(jiān)理到場路途較遠，且周邊配套較為缺乏，住宿條件較差，導(dǎo)致客戶監(jiān)理往往不愿提前到場住宿等待。研究小組了解了情況后經(jīng)過C公司討論決定充分利用現(xiàn)有空閑職工宿舍，對宿舍進行改造以滿足客戶監(jiān)理住宿要求，使客戶監(jiān)理可以較早的到達C公司，以確保完工時可以及時到達現(xiàn)場參與檢驗，極大地縮短了等待監(jiān)理時間。原檢驗工序等待時間需要1.5天才可進行檢驗操作，其中預(yù)約客戶監(jiān)理時間約0.75天，等待客戶監(jiān)理時間約0.75天。C公司經(jīng)過加強管理使用SAP系統(tǒng)，較好的掌握生產(chǎn)完工時間，提前預(yù)約客戶監(jiān)理。對職工宿舍進行了改造滿足客戶監(jiān)理基本住宿要求，使得監(jiān)理可以提前到達現(xiàn)場等待，在完工時能較快的參與檢驗。在C公司完成這兩項改善后，極大縮短了等待客戶監(jiān)理時間，基本可以確保在前道工序完工后60分鐘客戶監(jiān)理即可到達現(xiàn)場參與檢驗，極大地縮短了檢驗工序的等待時間。

針對導(dǎo)致操作時間過長的問題進行改善，鑒于檢驗工序過于繁復(fù)，且不是所有檢驗項都需要客戶監(jiān)理參與，可以考慮將檢驗工序操作項進行分類整理。將不需要客戶監(jiān)理參與的檢驗項目前置，這樣既可以緩解檢驗工序過長的問題，也可以避免前導(dǎo)工序的誤差積累。研究小組多次測量了各個檢驗環(huán)節(jié)操作的時間并求得平均值，作為該環(huán)節(jié)的操作時間。同時召集客戶及監(jiān)理開會共同討論各個項目客戶及監(jiān)理的關(guān)注程度，確定各個檢驗項目是否需要客戶監(jiān)理到場。與客戶、監(jiān)理溝通完成之后得出結(jié)果見表1所示。

表1 檢驗工序表

從表中可以看出夾輪器夾緊狀態(tài)檢驗和車輪間隙檢驗可以不需要客戶監(jiān)理到場參與，只需出具檢驗報告提供給客戶監(jiān)理即可，且在后續(xù)的整體檢驗試車之中會涉及到相關(guān)性能的體現(xiàn)。電機與減速箱平面度和直線度檢驗，鎖緊盤扭力檢驗和其它整體檢驗這些都需要客戶監(jiān)理到場參與其中。因此擬將夾輪器夾緊狀態(tài)檢驗和車輪間隙的檢驗工作前置，即將該兩項檢驗工作移至原工序9安裝夾輪器之后進行。這樣既縮減了檢驗工序操作時間，提高了生產(chǎn)線平衡率，又將相關(guān)檢驗工序前置，達到了消除前導(dǎo)工序誤差積累的問題。

在完成檢驗工序的改善之后，C公司按照轉(zhuǎn)變樹步驟繼續(xù)推進，對緊急訂單插隊問題進行改善，運用SAP ERP系統(tǒng)對整個生產(chǎn)加以管理，做到可以實時了解生產(chǎn)進度及生產(chǎn)能力， 提前預(yù)約客戶監(jiān)理，消減等待時間，使緊急訂單順利完成。SAP生產(chǎn)管理系統(tǒng)界面如圖10所示。

圖10 ERP生產(chǎn)管理界面

ABC分類法又被稱為帕累托分析法，是存儲管理中最為常用的一種分析方法。ABC分類法對庫存按照重要程度、價值、資金占用及消耗情況等維度進行分類和排序，將庫存分為 A、B、C三類，進行分類管理。其核心思想就是將事物在眾多因素中分清主次關(guān)系，識別出對事物起決定性作用的關(guān)鍵因素。研究小組首先收集物料數(shù)據(jù)進行整理并計算，根據(jù)金額占比和存放空間的影響對物料進行 ABC分類，如表2所示。

表2 臺車裝配生產(chǎn)線ABC分類表

研究小組根據(jù)現(xiàn)有物料堆放區(qū)域進行重新劃分，根據(jù)不同物料分類分別劃分區(qū)域存放，并且重點保障A類物資的堆放。B類物資增加貨柜分類堆放。C類物質(zhì)也增加貨柜分類堆放，每個托盤放置一類物料，并設(shè)置名稱卡片，方便識別。同時還為了保證不同項目的物料不至于混放，項目相關(guān)物料盡量擺放在一起，同一項目物料保持相對集中原則，使得物料堆放更加緊湊規(guī)范，避免不同項目物料混放情況發(fā)生。同時還提高了使用效率，降低了查找物料的時間。改善后堆放區(qū)域如圖11所示。

圖11 改善后物料堆放區(qū)

結(jié)合 5S現(xiàn)場管理研究小組對工具工裝缺乏及擺放混亂問題進行解決。按照 5S步驟依次進行整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)管理。針對工裝缺乏問題，首先從反饋問題最多和易疲勞動作較多的工序進行。經(jīng)過問卷調(diào)查和現(xiàn)場查看選出工序13安裝制動器工序作為首先解決缺乏工裝問題。

針對工具擺放混亂問題，參考其他優(yōu)秀企業(yè)經(jīng)驗，制作工具小車對工具進行合理分類擺放。改善后工具小車如圖12所示。

圖12 各類工具小車

針對工序 13安裝制動器工序反饋問題較多且易疲勞動作較多，對該工序操作進行了詳細動作分析，針對需要彎腰過多等問題進行改善，有針對性的設(shè)計專用工裝。改善前后對比圖如圖13所示。工裝使得操作簡單，減少了工人的彎腰低頭，并且保證了定位的準(zhǔn)確性。工裝設(shè)計得十分輕便，在移動構(gòu)件定位的過程中，降低了操作工的勞動強度，且工裝可以放置在工具小車上，隨用隨取。工裝設(shè)備使用后，減少了工序準(zhǔn)備時間和工序操作時間，準(zhǔn)備時間由原來的20 秒縮短到15 秒，操作時間由原來的372 秒縮短到166 秒，效率提升了53.8%。

圖13 工裝使用前后對比圖

按照轉(zhuǎn)變樹逐步實施改善后，臺車裝配生產(chǎn)線的問題得到了有效的解決：消除了檢驗工序瓶頸，生產(chǎn)效率得到了提高；通過SAP ERP系統(tǒng)使用提高了生產(chǎn)管理能力；物料堆放更加合理，提高了使用效率；車間環(huán)境干凈整潔，工具擺放合理，增加工裝有效降低勞動強度并縮短工序時間。目前問題得到了解決，但隨著生產(chǎn)的進行依然會有新的問題出現(xiàn)，只有持續(xù)不斷的改進才能時刻保持競爭力。

4 結(jié)語

通過使用TOC思維過程，達到臺車裝配生產(chǎn)線瓶頸消除的目標(biāo)，并通過運用TOC理論，為J基地臺車裝配生產(chǎn)線進行改善，消除了各種不良效果，給臺車裝配生產(chǎn)線效率帶來了極大的提升。