張寰宇

摘 要：以精益生產(chǎn)管理思想為基礎(chǔ)，以“單件流”生產(chǎn)方式為手段，設(shè)計(jì)單件流生產(chǎn)線和平衡單件流生產(chǎn)線，采用快速換模技術(shù)和啟發(fā)式算法平衡生產(chǎn)線，達(dá)到消除生產(chǎn)線瓶頸工序的目的，實(shí)現(xiàn)單件流生產(chǎn)方式在實(shí)木家具企業(yè)的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：“單件流”；快速換模 ；啟發(fā)式算法；生產(chǎn)線平衡

我國的家具制造企業(yè)多數(shù)是從小手工業(yè)發(fā)展而形成的，因此在生產(chǎn)管理方面存在許多問題例如機(jī)械設(shè)備的自動化程度低、不能準(zhǔn)時(shí)交送貨物、庫存浪費(fèi)嚴(yán)重、生產(chǎn)效率低。機(jī)械和人工相結(jié)合的家具制造企業(yè)能夠在精益生產(chǎn)方式中尋找到與自身相共鳴的管理思想和管理方法，達(dá)到消除浪費(fèi)、縮短生產(chǎn)周期、提高生產(chǎn)效率的目的。

1 精益生產(chǎn)與單件流生產(chǎn)方式

精益生產(chǎn)（Lean Production，簡稱LP）是美國麻省理工學(xué)院根據(jù)其在“國際汽車項(xiàng)目”研究中，基于對日本豐田生產(chǎn)方式的研究和總結(jié)，于1990年提出的制造模式。不斷追求 “零庫存”是精益生產(chǎn)的核心管理思想之一，是用一種理想化的模式給我們的工作指明方向，也就是前一道加工工序一結(jié)束，就要立刻轉(zhuǎn)到下一道工序進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)流暢制造的基本原則就需要實(shí)現(xiàn)這種生產(chǎn)同步化。為了實(shí)現(xiàn)這一原則，流暢制造模式在作業(yè)人員的配置和設(shè)備布局等采用了一種全新的制造方法：那就是“單件流”生產(chǎn)方式。

1.1“單件流”生產(chǎn)方式概述

“單件流”生產(chǎn)方式的內(nèi)涵是指將操作人員、作業(yè)場地和機(jī)械設(shè)備（作業(yè)臺）等按一定的原則進(jìn)行合理配置，使產(chǎn)品在生產(chǎn)加工時(shí)，每一道加工工序只有一個(gè)或一個(gè)小的固定批量在制品或成品，從材料投入生產(chǎn)開始到產(chǎn)出的整個(gè)過程中，不存在在制品放置場地。

圖1 產(chǎn)品導(dǎo)向性流程

1.2“單件流”理論基礎(chǔ)

生產(chǎn)同步化是單件流生產(chǎn)方式的核心思想之一，最終目的是最大程度減少工序間的在制品數(shù)量。單件流生產(chǎn)方式具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)，其中一個(gè)是零件按順序依次的在生產(chǎn)線上加工和移動；第二是各個(gè)工序間的在產(chǎn)品數(shù)量最少或者沒有。單件流的兩個(gè)特點(diǎn)決定了其在生產(chǎn)流程中的應(yīng)用為產(chǎn)品導(dǎo)向性流程。對加工對象的全部或大部分工藝為任務(wù)范圍建立工作中心，設(shè)備、工序按工藝過程的順序排列，加工、制造的零件是相同的工藝路線或工藝總體相似。

2 單件流生產(chǎn)線設(shè)計(jì)

單件流生產(chǎn)方式的應(yīng)用必須以實(shí)際生產(chǎn)活動為基礎(chǔ)，若是脫離實(shí)際生產(chǎn)活動的依托，單件流生產(chǎn)方式就是紙上談兵的空想，不能在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用。

2.1實(shí)木家具車間生產(chǎn)現(xiàn)狀

車間的機(jī)械設(shè)備以集群式布局，主要生產(chǎn)模式為大批量生產(chǎn)方式，在加工過程中零件在中間庫存時(shí)間較長，同樣說明其生產(chǎn)周期時(shí)間長。下面以某實(shí)木家具企業(yè)的A零件為例說明該零件生產(chǎn)過程。根據(jù)圖2生產(chǎn)過程示意圖可以看出該零件在加工過程中至少需要搬運(yùn)10次，實(shí)地測量的搬運(yùn)距離是140m。因此，搬運(yùn)所造成的時(shí)間浪費(fèi)非常的嚴(yán)重。

圖2生產(chǎn)過程示意圖

2.2生產(chǎn)線布局設(shè)計(jì)思路與步驟

根據(jù)對該企業(yè)車間現(xiàn)狀的研究，從加工工藝來看，該企業(yè)細(xì)作車間從零件投入加工到加工完成轉(zhuǎn)出，生產(chǎn)工藝是連續(xù)的，而且工藝過程是相對穩(wěn)定的，但沒有實(shí)行從頭到尾的連續(xù)的流水線。如圖3 所示，該車間的原始布局是集群式布局，然而實(shí)現(xiàn)單件流必須改變原車間集群式的生產(chǎn)布局，改為以產(chǎn)品為導(dǎo)向的流水式布局。

流水式布局要求對加工對象的全部或大部分工藝為任務(wù)范圍建立工作中心，設(shè)備、工序按工藝過程的順序排列，加工、制造的零件是相同的工藝路線或工藝總體相似。首先調(diào)研研究對象的零部件基礎(chǔ)信息，然后對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到能夠流水式布局的加工工序，最后根據(jù)得到加工工藝路線設(shè)計(jì)生產(chǎn)線布局。

3 生產(chǎn)線平衡

根據(jù)調(diào)研生產(chǎn)線各工位作業(yè)負(fù)荷不均，存在著比較嚴(yán)重的產(chǎn)線不平衡的現(xiàn)象。因此生產(chǎn)線平衡的研究對保障單件流生產(chǎn)線有效運(yùn)行至關(guān)重要。

圖3 布局變更示意圖

3.1快速換模優(yōu)化平衡生產(chǎn)線

快速換模是將模具的產(chǎn)品換模時(shí)間、生產(chǎn)啟動時(shí)間或調(diào)整時(shí)間等盡可能減少的一種過程改進(jìn)方法?？娠@著地縮短機(jī)器安裝、設(shè)定換模所需的時(shí)間。

動作時(shí)間測量；區(qū)分內(nèi)外部作業(yè)時(shí)間

內(nèi)部作業(yè)時(shí)間包括刀具、夾具的拆裝、更換和調(diào)整等。

外部作業(yè)時(shí)間包括工具材料的準(zhǔn)備、夾具、刀具和模板的準(zhǔn)備、工作區(qū)域的整理與清潔等。

內(nèi)部時(shí)間外部化與優(yōu)化外部作業(yè)時(shí)間，內(nèi)部時(shí)間優(yōu)化是指針對剩下的內(nèi)部時(shí)間，采用各種方法來壓縮內(nèi)部操作時(shí)間，主要方法包括并行作業(yè)、功能性夾具、測試的消除和機(jī)械化等方式。

外部時(shí)間優(yōu)化是指針對剩下的外部時(shí)間，采用各種方法來壓縮外部操作時(shí)間，主要方法包括改進(jìn)刀具及工具存儲方法等。

3.2 啟發(fā)式算法平衡生產(chǎn)線

啟發(fā)式平衡算法在解決裝配線的平衡問題時(shí)，不采用數(shù)學(xué)證明法，而以邏輯和常識為基礎(chǔ)，通過一種簡單的選擇規(guī)則來求解。

線平衡的目標(biāo)是使生產(chǎn)線上的總工作量盡可能平均的分配給每個(gè)工人。針對此目標(biāo)建立起來的方法大概分為兩類：一類是數(shù)學(xué)優(yōu)化的方法；一類是啟發(fā)式算法。利用數(shù)學(xué)優(yōu)化的方法來解決比較復(fù)雜的線平衡問題，會存在諸多約束無法表達(dá)，難以求得較優(yōu)解的問題，相比而言啟發(fā)式算法則具有靈活性、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。

基于操作簡單、實(shí)用的目的，以最大候選原則為例來對該生產(chǎn)線進(jìn)行平衡研究。根據(jù)生產(chǎn)線節(jié)拍確定方法確定生產(chǎn)節(jié)拍；調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷。

4 結(jié)語

“單件流”生產(chǎn)方式是一種管理上的哲學(xué)思想，是靈活高效的生產(chǎn)方式。不能機(jī)械的追求表面上的單件流，而是要解決實(shí)際問題?！皢渭鳌鄙a(chǎn)方式的核心思想就是縮短生產(chǎn)周期，減少現(xiàn)場在制品，提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。這也是“單件流”生產(chǎn)方式的實(shí)質(zhì)，現(xiàn)代家具制造企業(yè)的機(jī)械化水平不高，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏，并不適用大規(guī)模的實(shí)行“單件流”生產(chǎn)方式。因此，家具制造企業(yè)在“單件流”生產(chǎn)方式應(yīng)用過程中不能單純追求零件的“單件流”動，而是以“單件流”的核心思想為根本出發(fā)點(diǎn)，找出能夠?qū)崿F(xiàn)上述目標(biāo)的“單件流”生產(chǎn)形式。

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