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某機床制造企業精益模組化生產模式的實施案例

作者:天行健管理咨詢分類:案例分享時間:2016-06-17 09:38:09

目錄:(點擊以下標題可跳到相應段落)

一、案例背景

二、機床模組化生產的介紹

三、機床精益模組化生產的實施

四、項目收益


一、案例背景

當前,制造業面臨市場轉型、競爭加劇、成本增加、邊際贏收下降、市場需求個性化和多樣化等多重挑戰。精益生產作為一種生產組織體系和方式,能夠有效實現多品種、小批量混合生產條件下的高質量、低消耗生產。精益生產通過對系統結構、人員組織、運行方式和市場供求等方面的變革,使生產系統適應用戶需求的變化,并精簡生產過程中一切無用、多余的東西,最終實現生產過程最優。精益生產隨著生產管理水平的不斷發展,出現了“一個流”生產、單元生產(Cell Production)等精益生產組織形式。


由于機床產品具有結構復雜、定制需求明顯、訂貨批量小、工藝過程復雜等特點,因此機床生產的組織方式屬于一種離散型生產,機床企業大多采用定點裝配方式進行機床的單臺定位組裝 ,但受用工成本、利率匯率、能源原材料價格以及市場需求等多重因素影響,目前機床行業的生產經營難度加大,單臺定位式機床生產面臨著生產周期長、節奏不明確、學習周期長等主要問題。


因此,定點裝配方式已不能滿足機床企業生產的發展要求。對于大多數中小機床企業而言,考慮到機床生產量較小,但品種規格較多,機床生產流水線的投入巨大等因素,不具備大量生產方式(流水線生產)的應用條件。因此,尋找一種適合機床行業和機床產品特點的機床生產組織模式具有現實意義。


浙江某機床制造企業也因存在上述狀況,特邀請天行健咨詢顧問前來輔導,通過機床精益方式的創新實施,提出了機床模組化生產的思想與實現方法,并對機床模組化生產方式進行了應用。


二、機床模組化生產的介紹

1、機床精益模組化概念的提出

機床模組化生產是指將機床裝配流程和作業者進行單元化拆分,并對生產線進行以機床為對象的模組化生產組織與物料供給,以實現模組內部高效、交叉循環作業的一種機床生產模式。


機床模組化生產時首先進行工藝模組化。工藝模組化是根據機床企業的產品品種、產量、產能等特點,對機床標準化作業時間和工序平衡率分析,將機床裝配工藝分解重排為若干單元,以此實現模組內各作業者之間的作業平衡。模組化工藝由固定的若干工序集合(作業單元)組成,作業單元間的標準作業時間基本平衡,每一作業單元由專門作業者負責完成。作業平衡是交叉循環作業的基礎。


2、機床模組化生產的特點

機床模組化生產是一種新的機床生產組織形式。


①生產柔性化

調節工藝細分程度,可以加快產品流速,適應市場變化。例如,可以把工藝拆成8份或更細,來擴大產出,滿足市場常規機型的大量需求;對特殊機型可以進行2臺份的模組化生產,以滿足特殊機型的多種小量市場需求。這樣,既能解決單臺定點裝配生產效率低、產量上不去的問題,又能解決流水線生產所面臨的風險大、在制品和庫存高、不能適應市場變化等問題。


②節奏均衡化

機床模組化生產實現了一種有節拍的拉動式機床流動,把機床生產負荷能力的波動和順序思維降到最小,有助于制訂準確的生產計劃和采購細部計劃,實現物料JIT供給。


③異常目視化

機床模組化生產的交叉循環生產方式能夠突顯生產中隱藏和被忽視的問題,對異常問題的處理具有一定的強制性,使管理者重視異常并加以改善,以縮減等待時間,提高生產效率。


④學習周期短

將機床裝配工藝流程拆分為不同的作業單元,由專門作業者完成作業單元,減少了員工所需學習的技能,縮短了員工從培訓到獨立操作的學習時間,同時又能避免流水線單一作業因重復而容易疲勞的問題,能快速響應市場變化,提高作業效率。


3、機床模組化生產與單臺定位生產、流水線生產方式的比較

下表對單臺定位生產、流水線生產與模組化生產3種生產方式進行了比較。通過比較,我們可以發現,機床模組化生產克服了單臺定位機床生產模式的生產周期長等缺點,又避免了機床流水線生產模式對場地要求高、投資大、重大異常處理困難等問題,對市場的變化可以及時進行調整。但是,機床模組化生產對生產節拍和異常問題的處理并不具備流水線生產的高強制性,所以對現場的管理和品質意識提出了更高的要求。


單臺定位生產、流水線生產及模組化生產比較表

單臺定位生產、流水線生產及模組化生產比較表


三、機床精益模組化生產的實施

1、實施內容

機床精益模組化生產是對傳統機床生產方式的一種變革,不僅是對管理者和員工思想的一次洗禮,也是對現有生產模式、組織架構、物料供給等提出的挑戰。機床精益模組化生產實施流程包括精益培訓、精益意識引導和變革、確立組織,精心計劃和6S推行等。


機床精益模組化生產的實施體系包含5個模塊,如圖1所示。其中,如何實現均衡化生產和物料的JIT供給是機床模組化生產的關鍵問題。


機床精益模組化生產模式實施體系

圖1 機床精益模組化生產模式實施體系


2、工藝模組化

工藝模組化是機床精益模組化生產的基礎。對機床裝配工藝流程進行合理拆分和排程,消除生產中的等待及不均衡所產生的浪費和負荷,實現流程化和均衡化生產是工藝模組化的目標。


3、工藝模組化流程

①確定工序人員排程表

考慮到裝配中檢驗、鐳射等作業是由不同部門完成的,天行健咨詢顧問根據機床裝配不同工序的復雜程度、不同作業者的技能水平、工藝流程和各作業部門之間的配合等因素來綜合確定作業分配表和作業排程表。


②確認和現場編排

生產主管、IE部門、現場員工等一起討論和確認排程表的合理性,并確定具體的裝配作業者、物流動線和工具等,確認完成后在現場進行相關的安排。


③現場優化調整

對機床模組化實施中出現的瓶頸工序、作業不平衡等問題,天行健咨詢顧問利用IE分析手法和工具,對作業時間和排程表進行優化調整。


④總結與持續改善

對現場實施的數據進行分析總結,并通過收集整理數據來積累經驗。通過動作分析、ECRS、PDCA等手法,明確差異后設定新目標,創新思維,進一步優化生產工序和流程,確保生產效率不斷提升和持續改善。


4、工藝模組化的實施

通過工藝模組化流程對機床裝配工藝和作業員進行合理的工序排程和人員安排,我們可正確掌握模組內部(生產線/作業單元)的工作量,分析確定需要改善的瓶頸工序,使各單元作業者充分有效地利用作業時間,實現均衡化生產。根據工藝模組化的上述步驟方法,運用Excel進行工藝排程優化,天行健咨詢顧問綜合考慮到現場生產的實際狀況,如不同工藝由不同部門參與完成、人機組合作業時問安排以及工序的平衡,運用Excel進行工序排程,并對排程后的工序平衡進行了評價和選擇。以4臺機床模組化為實例進行的的工藝拆分排程如圖2所示。


4臺模組化生產工藝拆分排程圖

圖2 4臺模組化生產工藝拆分排程圖


圖2中:A/B為主作業;C/D為輔助作業;4位作業者分別負責不同的作業單元,每作業單元由若干道工序組成。我們從圖3還可以看出,這樣的工藝拆分排程還存在著人員等待和機器空閑時間,還需要通過優化生產工藝流程、動作分析等IE手法做進一步改善,以便實現單元內部的均衡化生產。


5、ALC生產控制系統

ALC生產控制系統實現了對機床精益模組化生產中的過程信息采集與處理,并且實現了與企業ERP系統的集成。ERP的月生產計劃和周生產計劃可以自動導入ALC,可實現加工生產和交貨指示。ALC可以將ERP的日生產進度表轉化為生產指示信息,實時發送到機床生產現場。在物料供應方面,我們可以利用ALC的送料深度管控表和SPS(Set Parts Supply)指示,實現JIT供料。此外,ALC能夠自動采集機床生產的現場信息(如工時信息),并與ERP相關模塊進行數據集成,完成成本核算。同時,對ALC現場信息的分析處理,還有助于優化生產L/T及提高有效作業率,并在此基礎上進一步優化工藝拆分,提高模組內部的作業平衡率。ALC的生產控制系統運作流程如圖3所示。


ALC生產處理系統運作示意圖

圖3 ALC生產處理系統運作示意圖


從圖3可以看出,根據機床生產工藝流程和物料類型,ALC送料位差表可自動確定模組內部各單元所需物料的內容及備料時間;根據SPS指示和供料看板等可實現對電控箱、護罩等大物的JIT供料;而對刀塔、主軸頭等中物采用中物車兩臺份JIT發料;根據物料需求時間點可對鈑金件進行JIT進料,如每日按產量臺份配套送料,從貨車直接放置于鈑金車上,放置于備料區。在機床模組化生產時,ALC實現了差異化物料的JIT供應。


此外,ALC可實現對現場數據的實時采集與分析處理,能夠對機床生產過程中的各種異常生產數據進行及時分析,并第一時間通知相關部門進行解決,實現了機床模組化生產異常處理的及時性和強制性。ALC可定期對異常工時進行統計,確定異常成本,以便于企業對隱性浪費進行分析處理。例如,通過ALC對每月生產異常狀況進行采集整理后,品質改善小組對相關統計數據進行分析,可確定重點改善項目,實現均衡化和節拍化生產。


四、項目收益

機床精益模組化生產方式是精益思想在機床行業的一種實踐探索和創新,是單元生產方式的發展與升華。機床模組化生產方式既具有對流水線生產中的工藝工位的拆分、突顯節拍和流速的優點,同時能夠克服流水線投資大和遇到重大問題時難以處理的問題。


天行健咨詢顧問以該機床制造企業T系列數控車床和V系列數控銑床為實施對象,實現了機床精益模組化生產。采用機床精益模組化生產后,得到的效果如下:

1、機床平均裝配時間由22d縮短至14d;

2、兩個模組化生產主線的員工由22人減少到18人;

3、機床裝配的標準工時由220h下降至16Oh。


因此,機床精益模組化生產為機床柔性生產模式變革提供了一種新的實現思路。


機床模組化生產的不斷推廣和持續精益改善,還需要從工序平衡、物料JIT供給、工藝流程拆分及排程等方面進行進一步研究與完善。


(本案例來自天行健咨詢公司,由于涉及隱私問題,本案例不一定為完整版本,可能部分省略,敬請諒解?。?/span>


文章標簽:精益生產案例
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