陸海鷹

(上海通用汽車有限公司，上海 201206)

價值流圖在機(jī)械加工企業(yè)精益改進(jìn)中的應(yīng)用

陸海鷹

(上海通用汽車有限公司，上海 201206)

以某典型機(jī)械加工企業(yè)開展精益改進(jìn)為例，應(yīng)用價值流圖、山積圖、5S等工具，對其生產(chǎn)過程進(jìn)行分析評估，量化目標(biāo)設(shè)定，實(shí)施精益改進(jìn)，最終達(dá)到提升效率、改進(jìn)質(zhì)量的目標(biāo)。通過實(shí)例研究發(fā)現(xiàn)，價值流圖在機(jī)械加工企業(yè)的精益改進(jìn)中可以發(fā)揮重要的作用，得到價值流圖方法能夠在機(jī)械加工企業(yè)精益改進(jìn)中廣泛推廣的結(jié)論。

精益生產(chǎn)；機(jī)械加工；價值流圖

0 引言

20世紀(jì)初，美國福特公司的創(chuàng)造流水線生產(chǎn)模式，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)方式的第一次騰飛，其以標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)來降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的方法，迅速被各行業(yè)復(fù)制，奠定了美國工業(yè)霸主的地位。20世紀(jì)50年代，日本豐田公司的豐田英二和大野耐一等人，在考察了美國福特公司的大規(guī)模生產(chǎn)方式后，結(jié)合市場發(fā)展規(guī)律和日本的國情，經(jīng)過二、三十年的努力，創(chuàng)造出了極具競爭力的豐田生產(chǎn)方式，并一舉使日本汽車工業(yè)超越美國[1]。

20世紀(jì)80年代，美國企業(yè)開始研究日本工業(yè)的制勝之道，總結(jié)了豐田的生產(chǎn)方式，將其命名為精益生產(chǎn)，并進(jìn)一步完善了精益生產(chǎn)的理論體系。隨后精益生產(chǎn)迅速在美國以及全球得到推廣，通用全球制造系統(tǒng)(GMS)、德爾福制造系統(tǒng)(DMS)、福特生產(chǎn)方式(FPS)等均融入了精益生產(chǎn)的思想和方法[2]。

隨著全球一體化的推進(jìn)，國內(nèi)零部件企業(yè)面臨極大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。如何在這種殘酷的競爭中迎接挑戰(zhàn)、抓住機(jī)遇，就需要找到適合自己國情和現(xiàn)狀的改進(jìn)方法。

1 開展這次精益活動研究的目的

C公司是國內(nèi)領(lǐng)先的凸輪軸生產(chǎn)廠家，具有50多年的凸輪軸生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為國內(nèi)知名的汽車廠配套，生產(chǎn)線裝備了一流的生產(chǎn)設(shè)備，近年來依托豐富的經(jīng)驗(yàn)和一流的生產(chǎn)設(shè)備，發(fā)展迅猛。盡管如此，市場競爭也不斷加劇，客戶要求產(chǎn)品價格不斷降低，導(dǎo)致利率下降；不斷出現(xiàn)的客戶對于質(zhì)量和交付方面的抱怨；國內(nèi)競爭對手在裝備提高后的窮追不舍；國際大鱷們的堵截。這些問題導(dǎo)致了C公司面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重影響了公司的戰(zhàn)略發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益。

2 現(xiàn)狀分析和精益改進(jìn)活動的規(guī)劃

為了提高生產(chǎn)率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提升客戶滿意度，C公司引入了精益生產(chǎn)方式的重要工具——價值流圖法。通過價值流圖法系統(tǒng)梳理了公司的價值流，對于各生產(chǎn)要素進(jìn)行系統(tǒng)分析，找出瓶頸點(diǎn)，通過重組和優(yōu)化，制定解決方案，最終形成一套結(jié)合公司特點(diǎn)、可推廣的系統(tǒng)性方法，有效提高人員、設(shè)備、場地等資源的利用率，達(dá)到提升產(chǎn)品質(zhì)量和公司效益的目的，為公司的戰(zhàn)略發(fā)展提供動力。

實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)管理，最核心的理念就是消滅浪費(fèi)。要消滅浪費(fèi)，就必須判別企業(yè)生產(chǎn)中的兩個基本構(gòu)成：增值和非增值活動[3]。價值流管理就是通過繪制價值流圖，進(jìn)行價值流圖分析，來發(fā)現(xiàn)浪費(fèi)及其根本原因，為消滅浪費(fèi)和持續(xù)改善提供目標(biāo)，這樣就可以運(yùn)用各種優(yōu)化方法對生產(chǎn)流程進(jìn)行改善。在運(yùn)用價值流圖的分析和改進(jìn)過程中，也使用了線平衡、山積圖、7種浪費(fèi)分析、5S等工具。

為了找到適合大面積推廣使用的改進(jìn)方法，改進(jìn)小組討論決定選用在公司內(nèi)部具有代表性的A產(chǎn)品生產(chǎn)制造作為試點(diǎn)進(jìn)行開展，并把改進(jìn)目標(biāo)設(shè)定為：產(chǎn)能提升10%；在制品庫存降低50%；生產(chǎn)區(qū)域面積減少20%；人員減少20%。

公司A產(chǎn)品生產(chǎn)線的布局規(guī)劃，在改進(jìn)前僅考慮了設(shè)備價值最高的兩道工序之間的節(jié)拍平衡，缺少對人員以及工藝流程的仔細(xì)研究，而且存在生產(chǎn)流程復(fù)雜、在制品數(shù)量龐大、物流線路迂回、各工序人員班次不統(tǒng)一的復(fù)雜問題。

3 精益改進(jìn)活動的實(shí)施

針對A產(chǎn)品生產(chǎn)的現(xiàn)狀，根據(jù)精益生產(chǎn)的價值流分析方法，制定了改進(jìn)的具體步驟。

價值流圖的分析和實(shí)施過程一個循環(huán)包括6個步驟[4]：

(1)現(xiàn)場調(diào)研。實(shí)際測量并記錄各工序的節(jié)拍時間，統(tǒng)計搬運(yùn)頻次與距離、班次信息、在制品數(shù)量；

(2)按照實(shí)際情況繪制價值流圖；

(3)分析價值流圖，找出瓶頸的生產(chǎn)要素；

(4)通過精益生產(chǎn)工具，分析各瓶頸的改善方法和空間，制定改善目標(biāo)，繪制價值流未來圖；

(5)最終實(shí)施改善方法，并跟蹤改善結(jié)果，繪制新的價值流圖；

(6)重復(fù)第3步至第6步，持續(xù)改進(jìn)。

3.1 價值流現(xiàn)狀圖

通過流程分析、現(xiàn)場調(diào)研、測量點(diǎn)設(shè)置、數(shù)據(jù)收集環(huán)節(jié)，繪制出價值流現(xiàn)狀圖，詳見圖1。

3.2 價值流分析結(jié)果

從價值流圖計算生產(chǎn)線的運(yùn)行效率以及存在的主要問題：

(1)在制品數(shù)量龐大，生產(chǎn)線增值比低，導(dǎo)致流動資金積壓、質(zhì)量問題響應(yīng)慢、返工數(shù)量增加、設(shè)備問題人員問題被掩蓋等；

①在制品約12 000件；

②增值時間AT=所有加工時間之和=556.1 s

③非增值時間UT=運(yùn)輸、等待和堵塞時間之和=9.074 d

④增值比=增值時間/(增值時間+非增值時間)=0.071%

(2)產(chǎn)能不足，每日產(chǎn)出約為1 600件，而且產(chǎn)量波動較大，每周生產(chǎn)7天才能滿足客戶需求；

(3)生產(chǎn)線節(jié)拍不平衡，線平衡率低；

線平衡率=各工位作業(yè)時間之和/(最長作業(yè)時間×工位數(shù)量)=55.7%

(4)生產(chǎn)人均效率低，共46人，人均效率為34.8 支/(人·天)，而且班次混亂，三班與兩班人員并存，管理困難；

(5)人員工作強(qiáng)度大，存在較多人工搬運(yùn)與走動，某工位的最大走動距離達(dá)到10 km/班；

(6)公司場地緊張，但生產(chǎn)線布置松散。

3.3 改善方案策劃

改善方案的確定關(guān)鍵在于設(shè)定量化指標(biāo)進(jìn)行指導(dǎo)，并最終轉(zhuǎn)化為成本核算。改進(jìn)的效果用價值的量化指標(biāo)來衡量，可以清晰地被管理層所理解，并進(jìn)行統(tǒng)一評價和獎勵；同時也能調(diào)動員工的積極性，使得精益文化得以持續(xù)。通過對A產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀的調(diào)研，提出針對性的改進(jìn)設(shè)定目標(biāo)。經(jīng)過討論制定了以下的改進(jìn)實(shí)施方案：

(1)突破瓶頸工序，滿足客戶需求。根據(jù)客戶拉動需求，計算出需求節(jié)拍時間，對于不滿足此節(jié)拍的工序需重點(diǎn)突破。利用標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)組合票，詳細(xì)記錄人工操作以及設(shè)備加工的每個步驟時間，將其中的浪費(fèi)消除，可以移除此工序的時間讓其他人或者工序替代，對工藝參數(shù)、刀具、工裝等進(jìn)行優(yōu)化，必須使得實(shí)際節(jié)拍時間低于需求節(jié)拍時間。此產(chǎn)品的需求節(jié)拍時間為35 s，有4道工序不能滿足，其中2道工序差距在3 s以內(nèi)，通過優(yōu)化后的標(biāo)準(zhǔn)化操作，輕易達(dá)到目標(biāo)；鉆孔工序差距為4 s，通過刀具參數(shù)的調(diào)整，達(dá)到目標(biāo)；節(jié)拍最長的拋光工序在實(shí)施了標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)、參數(shù)優(yōu)化和工裝優(yōu)化等幾項(xiàng)措施之后，達(dá)到目標(biāo)；

(2)平衡生產(chǎn)線節(jié)拍，規(guī)定各工序的在制品數(shù)量。精益生產(chǎn)的最終目標(biāo)是一件流，為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，結(jié)合C公司的實(shí)際情況，分三步進(jìn)行：第一步，做到12件流，在2個瓶頸工序前設(shè)置4小時在制品，以滿足最終產(chǎn)出(4小時是根據(jù)維修時間統(tǒng)計得出)；第二步，將生產(chǎn)線劃分為幾個小單元，在單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)一件流，單元間設(shè)置一定數(shù)量的超市；第三步，最終形成一件流。C公司目前產(chǎn)能緊張，若是一步達(dá)到一件流意味著不能滿足交貨，將造成重大損失。目前在C公司做到第一步，通過控制現(xiàn)場料架的數(shù)量，嚴(yán)格控制在制品數(shù)量。

(3)提高人員效率，平衡各工序班次。通過山積圖的方式，分析人工操作時間，進(jìn)行重組和優(yōu)化。由于是對人工操作進(jìn)行分析，波動較大，建議在進(jìn)行分析時利用拍攝視頻的方式，對各操作工進(jìn)行10個工作循環(huán)的拍攝，再進(jìn)行仔細(xì)的分析，找出最優(yōu)的操作方法，找出波動的原因，并予以消除；區(qū)分增值時間、等待時間、周期性工作時間等，將其中的浪費(fèi)消除，將可以合并的工序盡可能合并到一起。

(4)設(shè)備與物流布局優(yōu)化。通過自動滑行線棒，改變之前人工搬運(yùn)物料的物流方式，消除物流環(huán)節(jié)浪費(fèi)。通過設(shè)備布局優(yōu)化，減少一人多機(jī)工序的人員走動，并用標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書，定義最優(yōu)路線；大幅提高場地利用率。

4 改善方案實(shí)施與結(jié)果

通過3個價值流圖的循環(huán)改進(jìn)，取得了非常顯著的成績。表1顯示的是改善前后的對比數(shù)據(jù)。

表1 精益改善前后效率對比

從以上數(shù)據(jù)可以看出：改善后生產(chǎn)線效率大幅提升，特別是在制品庫存減少了70%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了50%的設(shè)定目標(biāo)。

根據(jù)成本核算，以上幾項(xiàng)成果直接帶來154.6萬的年利潤。與此同時，精益改進(jìn)還帶來很多隱形的好處。通過進(jìn)行員工提案的評比和獎勵機(jī)制，讓所有的員工都參與進(jìn)來。在精益生產(chǎn)的活動中，提高了員工的技能，調(diào)動了員工的積極性，提高了員工的質(zhì)量意識，加強(qiáng)了整個公司的凝聚力?，F(xiàn)場的5S和TPM工作也有所改善，質(zhì)量溢出風(fēng)險和設(shè)備故障風(fēng)險都有所降低。

5 活動實(shí)施的結(jié)論和展望

目前國內(nèi)中小企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)線布局和工藝設(shè)計時，僅憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，而并非對于節(jié)拍平衡、人員利用率、場地利用率等量化指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)的分析和計算；而且往往策劃之后，并不進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)工作，導(dǎo)致生產(chǎn)線中大量的浪費(fèi)被長期忽視，嚴(yán)重影響公司的競爭力。文中通過一個實(shí)際的案例，總結(jié)了一家典型的機(jī)加工供應(yīng)商運(yùn)用價值流圖推行精益改進(jìn)的方法和取得的成效，證明了精益生產(chǎn)可以給公司帶來豐厚的收益。C公司存在的問題，基本是機(jī)加工供應(yīng)商的共性問題，文中結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，針對每個問題給出了可供參考的分析工具和解決辦法，在機(jī)加工供應(yīng)商中具有借鑒意義。當(dāng)然，C公司精益生產(chǎn)之路也不是一帆風(fēng)順，也遇到了許多問題，如員工抵觸、薪酬問題、計件工資改為計時工資等，這些問題在國內(nèi)類似企業(yè)開展精益改進(jìn)時也會碰到。如何更加有效地解決這些問題，使精益生產(chǎn)的先進(jìn)方法能夠廣泛開展，還有待后續(xù)進(jìn)行專題研究。

【1】WOMACK James P,JONES Daniel T.精益思想[M].沈希瑾,張文杰,等,譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

【2】劉震，楊秀斌，王建立，等.單元化生產(chǎn)方式及評價方法研究[J].工業(yè)工程與管理，2009，14(6):120-123.

【3】李華增，孫小明.生產(chǎn)現(xiàn)場系統(tǒng)化改善的應(yīng)用性研究[J].工業(yè)工程與管理，2004(2):81-86.

【4】袁溟.精益生產(chǎn)在某涂裝設(shè)備車間的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計與制造工程，2014(7):45-49.

ApplicationofValueSteamMappinginLeanProductionofMachiningCompany

LU Haiying

(Shanghai General Motors Co.,Ltd.,Shanghai 201206,China)

The lean production movement in common machining company was described. The production process was evaluated, the quantitative target was established, and the lean movement was also actualized using value steam mapping，operating loading chart and 5S etc, so the efficiency and quality were raised. According to the example research, it is shown that value steam mapping can play an important role in machining company lean production movement, and it can be generalized successfully.

Lean production; Machining; Value steam mapping

2015-01-04

陸海鷹(1971—)，男，從事動力總成(發(fā)動機(jī)、變速箱)零件的質(zhì)量開發(fā)管理工作。E-mail：haiying_lu@shanghaigm.com。