曹文靜

（陜西教育學(xué)院 數(shù)學(xué)系，陜西 西安 710061）

一、物料消耗控制流程的建立

某汽車(chē)零部件制造廠為中外合資汽車(chē)公司下設(shè)的一家制造汽車(chē)電子系統(tǒng)分廠，主要產(chǎn)品有碳罐控制閥（TEV）、大油泵（EKP）、小油泵（XLP）、油泵支架（EKPT）、電子節(jié)氣門(mén)體（DVE）、油門(mén)踏板（APM），有6條主要生產(chǎn)線。該廠目前采用的物料控制模式，包括公司外部與供應(yīng)商、客戶的外部物流方式以及企業(yè)內(nèi)部的物流方式均為推動(dòng)式的物料消耗控制方式［1］。

通過(guò)分析文獻(xiàn)并結(jié)合該廠的實(shí)際情況，了解到該廠的推動(dòng)式物料控制系統(tǒng)存在著很多問(wèn)題，例如：生產(chǎn)計(jì)劃變動(dòng)導(dǎo)致退料從而引發(fā)質(zhì)量和轉(zhuǎn)賬操作過(guò)多；生產(chǎn)線一旦有緊急換型，庫(kù)房在短時(shí)間內(nèi)不能及時(shí)供應(yīng)原材料，或發(fā)生混料、送錯(cuò)料的情況；倉(cāng)庫(kù)取料和分料人員出錯(cuò)率高；供料次序無(wú)法判斷；卡車(chē)?yán)洸痪鶆?、倉(cāng)庫(kù)分料人員、卸貨人員工作不均勻，增加了人力成本；大量的在制品庫(kù)存，造成帳實(shí)不符［2-9］。針對(duì)這些問(wèn)題，本文以拉動(dòng)模式為基礎(chǔ)，結(jié)合該廠實(shí)際情況，對(duì)原材料從裝配線到生產(chǎn)線的看板拉動(dòng)過(guò)程進(jìn)行研究，制定了原材料看板拉動(dòng)流程［10-11］，如圖1所示。

圖1 原材料看板拉動(dòng)流程

從圖1中可以看出改善后的物料主要靠看板傳遞信息，取消以前八小時(shí)的計(jì)劃要料方式，通過(guò)多頻次、少批量的送料方式并且在生產(chǎn)線邊和倉(cāng)庫(kù)建立超市，生產(chǎn)線根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃觸發(fā)生產(chǎn)，生產(chǎn)線從生產(chǎn)線邊超市拿取物料，物料被取用后通過(guò)看板觸發(fā)倉(cāng)庫(kù)的超市，物料從倉(cāng)庫(kù)的超市發(fā)往廠內(nèi)超市，而倉(cāng)庫(kù)的超市又通過(guò)看板觸發(fā)補(bǔ)貨，從高位貨架拿取物料從而把倉(cāng)庫(kù)的超市補(bǔ)滿，從而形成前道工序拉動(dòng)后道工序的逆流補(bǔ)貨流程。

二、物料消耗控制模式的優(yōu)化

（一）倉(cāng)庫(kù)改造

（1）倉(cāng)庫(kù)區(qū)域的劃分。重新定義倉(cāng)庫(kù)的功能區(qū)域把倉(cāng)庫(kù)劃分為三大區(qū)域：①原材料超市區(qū)域；②原材料存儲(chǔ)區(qū)域；③成品區(qū)域。每個(gè)區(qū)域具有獨(dú)立的空間，由于成品的收貨、發(fā)運(yùn)和原材料完全沒(méi)有聯(lián)系，而原材料超市的物料需要存儲(chǔ)區(qū)的補(bǔ)充，所以成品區(qū)域和其他兩個(gè)區(qū)域完全隔離開(kāi)來(lái)，而原材料超市區(qū)域和原材料存儲(chǔ)區(qū)域應(yīng)該連接起來(lái)。每個(gè)區(qū)域主要分為四大區(qū)域：存儲(chǔ)區(qū)、收貨區(qū)、分包區(qū)和發(fā)運(yùn)緩沖區(qū)。

（2）新增面積的計(jì)算。按照以上原則進(jìn)行區(qū)域劃分，新增面積的計(jì)算就是對(duì)原材料超市區(qū)域的計(jì)算，也就是對(duì)上一步所分析的四大區(qū)域的計(jì)算。

（3）原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和規(guī)劃圖的繪制。例如：每小時(shí)卸貨量、每小時(shí)去貨量、小車(chē)區(qū)和貨架區(qū)零件數(shù)量，然后分別計(jì)算出具體的面積值，從而最終繪制出新倉(cāng)庫(kù)的布局圖。

（4）相關(guān)設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)和投入使用的持續(xù)改善。相關(guān)設(shè)備的購(gòu)買(mǎi)主要包括放置成品貨架、小車(chē)和貨架的購(gòu)買(mǎi)。

（二）看板拉動(dòng)系統(tǒng)建立

1.廠內(nèi)原材料超市建立

（1）導(dǎo)出成品對(duì)應(yīng)原材料種類(lèi)和數(shù)量，確定拉動(dòng)方式（以EKP生產(chǎn)線為例）。EKP有66種原材料型號(hào)，并非所有的零件都適合拉動(dòng)方式，結(jié)合該廠的實(shí)際情況主要有以下三種：①供應(yīng)商在本地的零件（2種），這類(lèi)供應(yīng)商直接送貨到廠內(nèi)，不經(jīng)過(guò)倉(cāng)庫(kù)；②包裝異形不能被放置到周轉(zhuǎn)盒內(nèi)，且零件比較小的零件（6種）；③長(zhǎng)時(shí)間不用的零件（4種）。

（2）對(duì)應(yīng)原材料包裝統(tǒng)計(jì)和生產(chǎn)線節(jié)拍計(jì)算，步驟如下：

①確定控制消耗方式后就要對(duì)每種零件的包裝方式進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)。包裝方式主要包含有四種方式，每種零件放置到標(biāo)準(zhǔn)周轉(zhuǎn)盒的數(shù)量、周轉(zhuǎn)盒類(lèi)型、最小塑料包裝、最小紙包裝、一個(gè)托盤(pán)裝載某種零件的數(shù)量。該廠主要的周轉(zhuǎn)盒按尺寸分主要有四種：600*400*220（大盒子）、400*300*148（小盒子）、400*300*220（電樞專(zhuān)用盒子）、350*240*90（磁鋼專(zhuān)用盒子），盒子放置零件的原則是：盡量使用小盒，在不超高的情況下盡量放最多。

②生產(chǎn)節(jié)拍的計(jì)算。節(jié)拍是一個(gè)產(chǎn)品在一條生產(chǎn)線工作時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量是多少，EKP有兩條生產(chǎn)線，所有的零件都可以在兩條生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)，通過(guò)以下公式計(jì)算：節(jié)拍1/1/Ι+1/∏，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得節(jié)拍為5.68s/pcs。

（3）確定補(bǔ)貨時(shí)間，計(jì)算看板數(shù)量。具體如下：

①補(bǔ)貨時(shí)間。即看板從超市投出到循環(huán)后再次和實(shí)物一塊回來(lái)的時(shí)間。MILK RUN運(yùn)行規(guī)則為每隔一小時(shí)有兩趟車(chē)同時(shí)從倉(cāng)庫(kù)和廠內(nèi)對(duì)開(kāi)，這一個(gè)小時(shí)包括路途時(shí)間和貨物的裝卸時(shí)間，工廠到倉(cāng)庫(kù)的路途時(shí)間一般需要35分鐘，裝卸貨時(shí)間需要25分鐘。廠內(nèi)MILK RUN一小時(shí)內(nèi)沿著廠內(nèi)路線轉(zhuǎn)兩圈，每次第二圈收取一次看板。下面介紹一下廠內(nèi)超市看板的補(bǔ)貨時(shí)間的計(jì)算，如圖2。補(bǔ)貨時(shí)間分為6部分，即RT1、RT2、RT3、RT4、RT5、RT6。

圖2 補(bǔ)貨循環(huán)時(shí)間圖

RT1：表示批量看板卡被從生產(chǎn)線收取到送到廠內(nèi)庫(kù)房緩存區(qū)的時(shí)間，即標(biāo)號(hào)1到2的時(shí)間。假設(shè)從生產(chǎn)線收看板的時(shí)刻為7∶50，到達(dá)緩存區(qū)的時(shí)刻為8∶00，RT1=10分鐘。

RT2：表示批量看板卡從廠內(nèi)被外部MILK RUN帶到倉(cāng)庫(kù)的時(shí)間，也就是路途時(shí)間，即標(biāo)號(hào)2到3的時(shí)間。那么8∶00從廠內(nèi)出發(fā)到達(dá)外租倉(cāng)庫(kù)的時(shí)間為8∶35，RT2=35分鐘。

RT3：表示批量看板卡來(lái)到倉(cāng)庫(kù)再到離開(kāi)倉(cāng)庫(kù)的時(shí)間，是看板卡對(duì)應(yīng)零件的備貨時(shí)間和轉(zhuǎn)賬時(shí)間，即標(biāo)號(hào)3到4的時(shí)間。RT3=25分鐘（本趟車(chē)的裝卸貨時(shí)間）+35分鐘（下趟車(chē)到達(dá)倉(cāng)庫(kù)的時(shí)間）+25分鐘（下趟車(chē)的裝卸貨時(shí)間）=85分鐘。那么8∶35到達(dá)倉(cāng)庫(kù)的看板就應(yīng)該10∶00從廠內(nèi)出發(fā)。

RT4：表示看板和實(shí)物從倉(cāng)庫(kù)到廠內(nèi)的時(shí)間，即標(biāo)號(hào)4到5的時(shí)間。RT4=35分鐘，那么從倉(cāng)庫(kù)10∶00出發(fā)的看板和實(shí)物應(yīng)該10∶30到達(dá)。

RT5：表示看板卡和實(shí)物在緩存區(qū)等待的時(shí)間，也就是廠外MILK RUN在廠內(nèi)裝卸貨時(shí)間，即標(biāo)號(hào)5到6的時(shí)間。RT5=25分鐘，那么看板卡和實(shí)物應(yīng)該11∶00從緩存區(qū)出發(fā)。

RT6：表示看板卡和實(shí)物從廠內(nèi)緩存區(qū)到達(dá)生產(chǎn)線的時(shí)間。而RT1是從生產(chǎn)線到達(dá)緩存區(qū)的時(shí)間，兩者相加即是一個(gè)廠內(nèi)MILK RUN的一個(gè)循環(huán)時(shí)間，即RT1+RT5=30分鐘，于是：RT=（RT1+RT6）+RT2+RT3+RT4+RT5=30+35+85+35+25=210（分鐘）。

看板卡被生產(chǎn)線投到看板收集盒內(nèi)需要等待一段時(shí)間才能被取走，假設(shè)定義看板在收集盒內(nèi)的等待時(shí)間為RT7。假設(shè)批量看板收集盒內(nèi)的看板剛被取走，那么這張看板卡在已經(jīng)被取空的收集盒內(nèi)所待的時(shí)間是最長(zhǎng)的，這個(gè)時(shí)刻距離下一次收看板的時(shí)間剛好是一小時(shí)，RT6=60分鐘。重新定義補(bǔ)貨時(shí)間為：RT（總）=RT+RT7=270（分鐘）=4.5（小時(shí)）。

②看板計(jì)算。表1深藍(lán)色標(biāo)題部分是需要統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，淺藍(lán)色標(biāo)題部分是需要計(jì)算或需要處理的數(shù)據(jù)部分，淡藍(lán)色標(biāo)題“統(tǒng)計(jì)周轉(zhuǎn)盒最小塑料袋數(shù)量”主要是為了減少超市庫(kù)存，同時(shí)保證超市正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功能，主要作用是后期的持續(xù)改善。

針對(duì)上一步每種零件看板計(jì)算的結(jié)果來(lái)選擇零件的放置方式主要有兩種：小車(chē)和貨架。由于該廠周轉(zhuǎn)盒的不同尺寸和設(shè)備的通用性，將貨架分為兩種：一種是可以放置400×300×148（小盒）的貨架，看板位置編號(hào)為A；一種可以放置600×400×220（大盒）和400×300×220（電樞專(zhuān)用盒）的貨架，看板位置編號(hào)為B。小車(chē)的尺寸長(zhǎng)寬為600×400，可放置1個(gè)大箱或2個(gè)小箱。

選擇放置的原則為：①周轉(zhuǎn)盒尺寸為400×300×148，放置到A貨架，尺寸為400×300×220和600×400×220放置到B貨架，相似零件不能放置在一起。②根據(jù)人體工學(xué)、貨架滑軌的流利性和貨架的可移動(dòng)性，貨架的高度應(yīng)不超過(guò)1.7米，長(zhǎng)度不應(yīng)該超過(guò)2.5米（也就是四個(gè)大箱的長(zhǎng)度），寬度最好不超過(guò)1米（即兩個(gè)大箱的寬度）。③放置零件時(shí)，對(duì)于使用尺寸為600×400×220盒子裝的零件小于等于9張看板的放置到貨架B上，大于9張看板的放置到小車(chē)上。使用尺寸為400×300×220零件小于等于18張看板的放置到貨架B上大于18張看板的放置到小車(chē)上。使用尺寸為400×300×148零件看板張數(shù)小于等于2張的放置到A貨架上，大于2張而小于等于18張的放置到A貨架上，大于18張的放置到小車(chē)上。④小車(chē)零件最高不能超過(guò)六個(gè)大箱疊起來(lái)的高度。

表1 看板計(jì)算模板表格

按照以上原則設(shè)計(jì)好零件放置的位置后可以完善表1中的超市位置和小車(chē)數(shù)量這兩項(xiàng)內(nèi)容，接下來(lái)按照已有的面積和設(shè)計(jì)好的流利架以及小車(chē)車(chē)數(shù)對(duì)超市進(jìn)行整體布局設(shè)計(jì)，本著方便生產(chǎn)線取用超市零件和MILK RUN路線的便利性，超市的布局如圖3。

圖3 EKP超市布局圖

2.倉(cāng)庫(kù)超市建立

（1）確定超市補(bǔ)貨時(shí)間，篩選上超市零件。①確定補(bǔ)貨時(shí)間。廠內(nèi)超市有固定的外部和內(nèi)部MILK RUN時(shí)間，內(nèi)部MILK RUN時(shí)間由外部MILK RUN時(shí)間決定，外部MILK RUN時(shí)間由工廠和倉(cāng)庫(kù)的實(shí)際距離決定，所以廠內(nèi)補(bǔ)貨時(shí)間是客觀條件決定的，而對(duì)于倉(cāng)庫(kù)來(lái)講則不然，因?yàn)檠a(bǔ)貨的高位貨架就在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部，所以補(bǔ)貨時(shí)間比較短，需求信息發(fā)出的時(shí)刻并不是處理這個(gè)信息的時(shí)刻，所以需求信息發(fā)出來(lái)后需要等待到下次補(bǔ)貨的時(shí)間，一般取最長(zhǎng)時(shí)間1小時(shí)，所以倉(cāng)庫(kù)超市補(bǔ)貨時(shí)間為2小時(shí)。②篩選上超市零件。有兩種不用上超市，第一種是不用看板拉動(dòng)方式的零件，第二種是使用原包裝而且比較沉的零件。

（2）根據(jù)公式計(jì)算看板數(shù)量。具體的計(jì)算過(guò)程如表2，主要由四部分構(gòu)成。第一部分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部分，包括：①零件號(hào)；②零件名稱(chēng)；③每個(gè)成品用的個(gè)數(shù)；④周轉(zhuǎn)盒類(lèi)型；⑤周轉(zhuǎn)盒數(shù)量；⑥節(jié)拍。第二部分為計(jì)算補(bǔ)貨時(shí)間的庫(kù)存量部分，即2小時(shí)庫(kù)存量的計(jì)算，包括：①補(bǔ)貨時(shí)間；②最小庫(kù)存（數(shù)量）；③最小庫(kù)存（箱數(shù)）。第三部分為補(bǔ)貨頻次的數(shù)據(jù)部分，包括：①最小紙包裝；②每托數(shù)量；③卸貨數(shù)量；④補(bǔ)貨量（箱數(shù)）。第四部分包括：①實(shí)際總使用時(shí)間；②周轉(zhuǎn)箱數(shù)；③超市形式，即選擇貨架還是小車(chē)的放置形式；④最大庫(kù)存，即2小時(shí)的庫(kù)存量和一托盤(pán)或紙箱量總和。

（3）零件SAP貨位設(shè)置和超市布局設(shè)計(jì)。這部分和廠內(nèi)超市唯一不同的就是需要在SAP中要對(duì)每種零件的位置進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的輸入，倉(cāng)庫(kù)超市的補(bǔ)貨是當(dāng)超市用量只剩下2小時(shí)的補(bǔ)貨量的時(shí)候才觸發(fā)補(bǔ)貨。這樣每小時(shí)只需要統(tǒng)計(jì)哪些零件已經(jīng)到最低庫(kù)存。至于超市的布局設(shè)計(jì)，據(jù)計(jì)算EKP整條生產(chǎn)線總共在倉(cāng)庫(kù)建超市零件有32種，其中貨架上零件有24種，小車(chē)裝載零件8種，倉(cāng)庫(kù)貨架為了統(tǒng)一只有一種，共有45個(gè)貨位，所以一個(gè)貨架可放置所有零件，而小車(chē)區(qū)按照順序擺放即可。

表2 倉(cāng)庫(kù)超市計(jì)算模板

（三）看板卡的使用和超市運(yùn)行規(guī)則

（1）看板卡的使用。①當(dāng)貨物被從倉(cāng)庫(kù)超市取下后，看板必須附到被運(yùn)送的實(shí)物上一起拉到廠內(nèi)。原因有兩點(diǎn)：一是接收人員可以目視知道該箱的零件種類(lèi)及數(shù)量；二是防止看板丟失。②不合格的產(chǎn)品決不能送到后工序。對(duì)于原材料拉動(dòng)的看板使用，不合格的產(chǎn)品絕對(duì)不能被送往超市，有質(zhì)量問(wèn)題后導(dǎo)致該物料無(wú)料可供的時(shí)候，倉(cāng)庫(kù)立刻給生產(chǎn)線報(bào)警，這樣既可以及時(shí)處理不合格零件，生產(chǎn)線又可以有充分的時(shí)間換型改作其他產(chǎn)品。③沒(méi)有看板的物料堅(jiān)決不能接收和使用。

（2）超市運(yùn)行規(guī)則。①生產(chǎn)線和庫(kù)房人員必須按時(shí)填寫(xiě)和收取交接表；②填寫(xiě)看板交接表時(shí)必須嚴(yán)格遵守看板跟蹤交接表操作手冊(cè)；③當(dāng)一個(gè)周轉(zhuǎn)盒原材料用盡時(shí)投擲看板；④投擲看板時(shí)一定要將看板從周轉(zhuǎn)盒取下并投擲到看板收集盒指定位置；⑤退料必須從取料方向退入，退料放置到取第一箱內(nèi)；⑥取料時(shí)優(yōu)先取用退料。

三、物料消耗控制優(yōu)化方案實(shí)施及問(wèn)題分析

為了能更好地目視出此次優(yōu)化過(guò)程，以便隨時(shí)監(jiān)控優(yōu)化方案的實(shí)施進(jìn)度及完成情況，項(xiàng)目組繪制了該廠看板拉動(dòng)項(xiàng)目的時(shí)間進(jìn)度表，如表3。

表3 看板拉動(dòng)項(xiàng)目時(shí)間進(jìn)度表

（1）通過(guò)表3可以看出有七次沒(méi)有按照規(guī)定的時(shí)間完成任務(wù)，其中有6次都是由于購(gòu)買(mǎi)設(shè)備所引發(fā)的。優(yōu)化方案的實(shí)施中，大部分內(nèi)部需要完成的任務(wù)基本上都可以完成，由于外部環(huán)境的不可控因素相對(duì)于企業(yè)內(nèi)部更多，而涉及到企業(yè)外部的方案一般要多留點(diǎn)時(shí)間。

（2）倉(cāng)庫(kù)超市建立的時(shí)候確定超市零件，篩選上超市零件沒(méi)有按時(shí)完成。原因是該廠的操作員工沒(méi)有接觸過(guò)超市的理念也沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)，時(shí)間概念不強(qiáng)，倉(cāng)庫(kù)超市每隔兩小時(shí)補(bǔ)一次貨物，而外部MILK RUN一小時(shí)一次，造成隔趟補(bǔ)貨，增加失誤，于是每次外部MILK RUN從超市取一次零件，補(bǔ)一次超市。另外，該廠有很多零件非常沉重而且在倉(cāng)庫(kù)不能拆包，這樣就增加了搬運(yùn)次數(shù)。鑒于該廠的實(shí)際情況，最終實(shí)施2小時(shí)加一個(gè)托盤(pán)的庫(kù)存量，而且部分零件不上超市的方案。

（3）面積利用率最大化問(wèn)題。因?yàn)閺S內(nèi)面積有限且線邊形狀固定，有效利用面積的同時(shí)將設(shè)計(jì)出來(lái)的貨架和小車(chē)盡可能地放置到規(guī)定的面積中，此外還要考慮物流以及員工搬運(yùn)流向的一致性。

（4）看板多、丟失問(wèn)題。對(duì)于廠內(nèi)超市而言，看板數(shù)量由一個(gè)周轉(zhuǎn)盒的數(shù)量、節(jié)拍和補(bǔ)貨時(shí)間決定。如果庫(kù)存不變，加大每張板上的數(shù)量，重量增加，與搬運(yùn)人員和取用人員的負(fù)載量產(chǎn)生矛盾。如果一個(gè)周轉(zhuǎn)盒里的數(shù)量確定，節(jié)拍可以當(dāng)作不變值，補(bǔ)貨頻次越高補(bǔ)貨時(shí)間越少，但是加大補(bǔ)貨頻次，那么運(yùn)輸成本又要增加。怎樣減少看板數(shù)量該廠還屬于探索階段，針對(duì)看板丟失問(wèn)題，特別研究出了看板跟蹤交接表，能在一定程度上解決看板丟失問(wèn)題。

（5）原始數(shù)據(jù)收集困難。由于要對(duì)新增倉(cāng)庫(kù)面積進(jìn)行計(jì)算，需要統(tǒng)計(jì)所有原材料，并確認(rèn)上超市的零件的每個(gè)周轉(zhuǎn)盒數(shù)量，而全廠的零件有兩千多種，工作量很大。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合某汽車(chē)零部件制造廠的物料消耗控制的現(xiàn)狀，針對(duì)推動(dòng)模式的弊端進(jìn)行優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)，提出了拉動(dòng)式的物料消耗控制模式，包含倉(cāng)庫(kù)改造、倉(cāng)庫(kù)超市建立和廠內(nèi)超市等硬件條件的建立，再通過(guò)吸取成功經(jīng)驗(yàn)結(jié)合該廠的實(shí)際情況制定了符合該廠的看板拉動(dòng)實(shí)施流程。最后對(duì)實(shí)施情況和產(chǎn)生的問(wèn)題做了總結(jié)分析。精益生產(chǎn)的過(guò)程是一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的過(guò)程，本研究是對(duì)精益生產(chǎn)的具體實(shí)踐，只有不斷地改進(jìn)優(yōu)化方案，才能真正做到“精益求精”。

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