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& 正文华安盛道
基于精益生产的车间设施规划改善设计
作者：佚名
选编：华安盛道 更新：
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基于精益生产的车间设施规划改善设计
精益生产是以消除不增加价值的等待、排队和其他延迟活动为目标，按照确定的生产节拍进行生产并且每次仅生产单件产品的一种先进的生产方式。与以往的靠计划系统发出指令的推动式生产方式不同，精益生产系统通过采用拉动的生产方式，来实现快速响应顾客实际需求的目的。
改善，是指以实现更好为标准而进行的持续改进或改变的过程，是精益生产实施中的重要基础组成部分。通过对生产加工车间的布置和生产节拍进行改善设计，可以平衡生产线，使产品在生产线上的流动更加和谐，使之更有利于满足顾客的需要；通过建立“一个流”的生产方式，可以消除或简化生产过程中不产生任何价值的工作，使整个企业的潜在价值得以开发。我们对某变压器厂箱体车间的物流设施布置进行了深入地分析，通过引入精益思想，提出了对目前大批量“成批与排队”生产线的改善设计步骤及方案。在充分考虑了原有箱体生产加工的工序、工艺设计基础上，通过对原有设备进行改动，大大减少了产品和在制品的库存量及产品的交货时间，增加了生产线的柔性，提高了生产率。
1、生产车间的现状及存在的问题
箱体车间物流设施布置现状
箱体车间主要生产S9/10KVA-2000KVA的19个种类变压器的箱体，箱体车间的布置现状图见图1。由于每个箱体的大体结构相同，其加工工艺也十分相似，由此，该车间将箱体的生产分为大件生产区和小件生产区，其中小件工件通常是由人工搬运，而大件工件通常是由车间内部的天吊来完成。通过对箱体车间的深入分析，得出该车间存在如下几点问题：
(1) 物流的路线太长(见图1)，造成运输时间的浪费，并且各工序之间的衔接过程存在许多Muda(浪费)，造成各工序的生产效率很低；
(2) 生产现场存在大量闲置不用的生产设备，占用了大量的空间，同时生产现场显得十分混乱；
(3) 生产设备之间的距离较大，操作人员移动距离较大，使得操作人员每人每次只能操作一台机床，不利于操作人员工作效率的提高。
　2、在精益思想指导下的生产车间的改善设计
针对以上存在的问题，以精益思想为基础，我们提出了如图2所示的设施规划改进程序模型。
2.1 模型分析
根据图中所示模型的各项，并结合该变压器厂的具体实际情况，得出如下分析：
(1) 企业现有状况的分析并确定设施目标:该厂多年来虽然因装备和工艺的改善而形成的合理性积淀，但对厂内的生产物流系统、车间的总体布局、各车间内的物流设施从未做过详尽的、系统的规划和设计。近年来，由于市场竞争愈加激烈，该厂迫切需要有一个合理的物流规划系统来降低成本，从而提高效益。企业领导的目标是要应用目前最为先进的精益生产方式这其中需要整个企业经历很大的改变，因此，公司领导决定通过某一个车间的转型形成示范带头作用，从而带动整个企业精益生产的实施。并组成了由设计人员，生产人员和采购、营销人员构成的团队，共同设计改善企业加工生产线。
(2) 输入作业资料P、Q、R、S、T：在设计改善生产线之前，要明确所要生产的产品(product)、数量(quantity)、途程安排(rouing)、辅助劳务(supporting service)与时间(time)。
(3) 精益分析：精益分析包括价值流分析、生产线柔性分析、工序流程分析和设备种类及加工能力分析。其中:
　1) 价值流分析
该车间产生价值的部分在于箱体的加工，箱体的价值流从原材料开始，沿着整个生产加工的工序进行流动，直至流到该车间生产加工的终端。在此过程中，对于那些不产生价值但由于目前生产系统的需要，又不能马上取消的行动(通常称之为一型muda，如原材料、在制品及产成品的流动)应尽可能的减少；而对于那些不产生价值，并且可以立即取消的行动(通常称之为二型muda，如由于整个生产系统不能均衡，经机加后的零件在焊接工序之前需要等待的过程)则应立即取消。另外，可以看到，图1所示的车间布置中，存在大量固定的料架，其导致的直接后果是操作人员不得不自行走动去搬取货物，这有无形中出现了muda，侧面地阻碍了产品价值的流动，考虑到供应商与箱体生产车间的关系不是十分紧密，经仔细分析，决定采用可以移动的料架来代替原有固定的料架，并按照生产看板的要求主动地为每一个生产单元供货，使生产线上每一个加工单元始终都保持有少量的库存。这样，不但可以节省大量的人力和物力，而且能够使整个产品的价值流按照“一个流”的方式移动。
2) 工序流程分析
该箱体车间的改善布置是在采用原有的工序的基础上，对原有不合理的工序(如对某些不利于生产加工的零件按其性能强度的要求进行重新设计)进行了改进，从而缩短某些不合理工件的加工时间。
3) 生产线柔性分析
考虑到生产加工的柔性，并根据所要生产的箱体零件的大小、生产工艺及设备加工能力的不同，决定将改善后的生产车间设计成两条分别用于加工大小不同箱体零件的生产线(其中，生产线的布置首先应取决于所要生产产品加工过程的相似性，其次应取决于所划分的每一个基础工作单元加工时间的相近性)，这样，不仅物流路线大大的缩短了，还节省了生产空间，在市场需求产品种类变化不大的时候，这些空出来的空间作为预留地，一旦市场需求产品种类发生变化，可以利用这部分空间安装设备，对特殊零部件进行生产加工。
4) 设备种类及加工能力分析
选用那些换产能力较强的设备组成具有柔性生产线，并采用快速换模技术组织实际生产。另外，通过对设备之间加工能力的分析，了解到在图1所示的各个加工设备中钻床、剪板机、冲床及卷床的加工时间较短，而电焊所用的加工时间较长，二者所用时间的比例大约是1:2，由于这个原因，该厂经常出现大量在制品在电焊区排队等待加工的现象。考虑到设备加工能力的不同，决定在图1的基础上各增加一个电焊作业区，以均衡整个生产。
(4) 其他分析
设施规划改进程序模型
如所示，根据以上分析所得出的结论，可以发展出关联线图，以表现各项作业的相对空间位置。之后的工作是决定每项作业所分配的空间的大小，并为每一个设备制作样板，并将这些样板放入关联线图中，从而获得空间关联线图。在根据修正的考虑及实务上的限制，就可以发展出许多布局方案，并进行评估与推荐较佳的方案(见图3)。最后，需要定期对现有的方案进行改善，已达到趋近于最佳的车间布置方案的目的。
2.2 改善布置结果分析
箱体车间物流设施重组布置图
如图所示的车间中，几乎每一台加工设备都要有专人(车间中的直接参与操作的工人大约有14人)来负责管理，这样，无形中产生了人员的Muda，因为操作人员在整个加工的过程中，大多只是在装卸工件时直接参与其中，而加工中的大部分时间都是用来检查加工中工件是否存在问题(根据经验，这种问题发生的几率是很小的，而且完全可以通过经常性的检修设备予以避免)。如图3所示的改善后的生产线是根据工业工程中人机操作分析确定的，由于其均衡了整条生产线，因此，仅需要7人(其中每个工人都要经过培训，使之具有操作多种机床的能力)就可以完成上述工作。
根据调查，该箱体车间采取两班工作制，且每班每天工作8小时，车间平均每天的生产能力为10个箱体，由此可以计算出改善后的精益生产线的工作节拍为：
由于采取了“一个流”的精益思想对车间进行了改善布置，使整个车间的生产效率提高了30%，产品的质量问题也比往常有了较明显的下降。
　3、生产管理改善
除了进行基于精益生产的车间改善设计、实施外，还对其的生产管理进行改善，只有二者能够有机的结合，相辅相成，改善设计后的车间才会达到预想的效果，其生产管理改善如下：
(1) 建立持续改善的管理体系
以车间设施规划改善为契机，建立企业领导主持，车间主任及班组长和员工参与的持续改善的三级管理体系，充分发挥员工参与的积极性和热情。促使企业在保持现有改善成果的基础上，进一步完善和改进其生产组织和现场管理。
(2) 5s管理
5s管理的五个要素是整理、整顿、清扫、清洁和素养，既要通过全体员工的共同努力，从自己身边做起，把无用的杂物清理干净，把有用的物品按照使用频率的不同进行合理摆放，并长期加以保持。根据这个思想，在图3中去掉了图1中标有a的无用设备，使整个生产现场井井有条。
(3) 人员管理
按照精益思想的要求，每一名现场操作员工都需要经过精益思想的培训，使之对所采用的管理模式有一个深入的了解，同时，他们还需要经过各个工种的培训，并在实际工作中经常轮换工作，只有这样，才能适应U形生产线的要求。
本文结合一个具体的实例(某变压器厂箱体车间)，引入了基于精益思想的设施规划改进程序模型。通过进行价值流分析，减少或消除了一些不产生价值的部分；通过工序流程的分析，对原有的工序进行合理改善；通过进行生产线柔性的分析，节约了大量的生产空间，使工厂内部的物流路线大大缩短；通过设备种类及加工柔性分析，平衡了加工生产线。
改善后的箱体车间基本上实现了“一个流”的思想，均衡了整条生产线，节约了大量的人力、物力和生产空间，提高了生产效率，产品的质量问题也比以前有了明显的下降。
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　　在很多企业精益生产实际推动中，会碰到以下一些情况：
　　一、退而居其次的情况
　　有人可能会问，精益生产推动中，许多企业是达不到既定目标的或者说失败的，那么如果这样岂不是不如开始就不推动。
　　实际上，精益生产导入也分许多层级的，很多企业认为达到拉动式生产是很高的水平了，但是这也是把双刃剑，一些管理水平不错的公司也没有用拉动式生产。即便实现不了拉动式生产，推动精益生产对企业也大有益处，至少5S、消除浪费、降低成本这些事天经地义到哪里都应该做好吧。在精益生产中实现流线化生产可以起到巩固基础工作的程度，所以至少流线化生产还是要达到的，真达到了流线化生产，现在企业降低15%的成本是有希望的。
　　另外看板（Kanban）是可以和MRP系统共生的，MRP系统基于长期的复杂的系统的信息综合，资源调配，而看板方式对于短期的小范围的简单的信息反馈，资源调配是擅长的。比如20分钟到2个小时的现场物料情况，半成品情况，还是看板方式较实用，但对于超过2天的计划还是MRP系统占优势。所以说两者是可以共存的。精益生产推动是没问题的。
　　二、本地化设计
　　任何生产方式都要适应当地的实际情况，精益生产也是这样，推动精益生产切记不能生搬硬套，需要建立专业团队进行精益生产如何适合于本企业实际所属行业、实际人员特性及实际产品物料形态进行客制化设计及实际推行过程中的经验总结。要建立一套符合自身经营模式与产品特性，结合工业工程的改善手法及借鉴六西格玛管理与解决问题方式的制造管理文化。
　　很多企业直接原版引用精益生产方式，忽视自身企业实际情况，并没有进行一些基础及前提条件的前期改造。简单复制部分精益生产的做法，结果最后不能达到预期的设想，反倒将责任归咎于精益生产方式和精益生产，进而武断地认为精益生产根本不适用于自己的企业而宣告精益生产不宜导入或推行中断。
　　例如，某公司聘请外部顾问公司来推行精益生产，顾问公司一到生产线，直接要求所有的操作员要站立作业，因为很多精益企业都是这样做的，尽管顾问公司一再说这样可以提高作业幅度，提升作业的效率。但等顾问公司一走，作业方式马上就变回原来的坐式作业，因为他们生产的产品是MP4，产品和设备都比较小巧，即使工序合并，作业内容增多，操作员还是可以在一个工作台上进行所有的操作，他们无法理解站立作业能给他们带来什么好处，反倒让他们体会到站立的疲惫。这就是导入时没有考虑产品的形态进行实际变通方式的结果。
　　精益生产的推行也需要按照其体系一步一个脚印地逐步推行，不能直接跳跃。例如，没有进行基础的人员、设备、生产计划等的前提改造，直接在企业推行看板管理，其结果注定是因为这样那样的异常，导致看板无法正常运行。只有先耐心地将基础工作做好，然后进行有步骤有成效地逐步递进改善，才能将精益生产推到实处。
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&nbsp>> 精益生产线的设计注意点有哪些？
精益生产线的设计注意点有哪些？
概要：通过考虑生产现场的空间利用率、物品流动、式作者身体条件、设备搬运工具布置和设计，增加生产并最有效地利用空间。
& & &概要：通过考虑生产现场的空间利用率、物品流动、式作者身体条件、设备搬运工具布置和设计，增加生产并最有效地利用空间。
& & &设计适用范围：
考虑工作者身体条件设计Converyou
按设备特点决定所需面积和设备数量。按设备功能布置并设计流程方法。
通道宽度设计（考虑人和搬运工具）
设计间隔（人、设备、构筑物等）、工作高度等。
1.&缩短物流动线：使物品迅速顺利地流动。布置时考虑交叉和逆行。最大限度减少M/H（Material Handing)数。
2.&空间效率：平面性布置—〉立体性布置。广泛利用地面或天花板，提高空间利用率。
提高Conveyor、通道、工作区域等地区的空间效率。
3.&最佳布置：最大限度地减少建筑物结构上的障碍因素。应能灵活地改变生产线（设备）布置。最大限度地减少筑柱子、Utility设施等障碍因素。
4.&安全性：设定适当的工作空间和通道。确保人员、材料、通道布置的效率与安全性。易于监督管理的布置。
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精益生产线设计的注意事项及优点
　　精益生产线只有达到一个最高的状态，生产能力才能稳定一个产品在设计规划中的生产。才可以说生产这个产品是赚钱的。精益生产线中，使用精益管工作台在生产线中的作用是显而易见的，生产能力以及产量的良率有20%提高。
　　我们在生产中要合理布置精益生产线。进行精益生产线设计之前的首要问题就是要明确精益生产线的类型，进行精益生产线设计时一定要科学、合理地计算各项指标，就可着手进行精益生产线的设计了。
　　设计完成后，接下来艰巨的任务就是如何进行精益生产线的安排，精益生产线上制品应保持相等的距离，是为了坚持精益生产线的节拍。
　　各种形状的精益生产线在工作地的布置上，精益生产线的平面布置应本着充分利用生产面积、人员操作方便、加工产品运输路线最短的原则进行考虑。精益生产线平面布置有许多种，又分单列和双列两种形式。单列式是将工作地布置在传送带一侧，双列式是将工作地布置在传送带的两侧。
　　精益生产线符合人体工位学及精益生产加速转换的优异性能，汽车与电子产业中得到大量广泛的应用。
　　精益生产线装卸一次性完成，在产品质量的加工过程中，加工精度高，加工形式稳定。工位的需求而改变;可以任意组合，精益生产线可以随产品的改变，利用率高。精益生产线可以任意调试、组装、移动以及装置，适合现在企业产品的更换。设备利用率高同样的一种产品，同样的产品在产量上比同类分散单机作业时的产量提高近20%-30%充沛的力高效率。