劉國榮 顏勇清 黃強 周軍 郭長偉

摘要：在制造業(yè)發(fā)展進程中，精益生產(chǎn)從普通的生產(chǎn)管理觀念經(jīng)過不斷實踐最終升華為新一代的管理哲學直至被成熟應用于汽車、航空、電子產(chǎn)品、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)，而在以重型鋼構(gòu)鉚焊加工為主的石油鉆機行業(yè)，該生產(chǎn)方法仍處于初期探索階段。結(jié)合X公司鉆機生產(chǎn)現(xiàn)狀，綜合現(xiàn)代先進制造模式剖析了鉆機生產(chǎn)可持續(xù)改善點，運用精益原理及其改善手法制定了具體實施方案，預期目標為擺脫現(xiàn)階段生產(chǎn)舊貌，使鉆機鉚焊加工生產(chǎn)由粗放型向集約型過渡，最終實現(xiàn)企業(yè)與員工雙贏目標。

關(guān)鍵詞：精益生產(chǎn);鉚焊;石油鉆機;鉆機生產(chǎn);持續(xù)改善

0 前言

石油鉆機作為石油機械的核心配套件，是石油機械重要裝備變革之一，截止目前，國內(nèi)各大石油機械制造公司雖然在鉆機制造工藝研發(fā)上取得了巨大進步，但從企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場管理目標角度來看，鉆機部件的生產(chǎn)效率仍有較大的提升空間。以非標定制銷售為主要特征的石油鉆機產(chǎn)品加大了產(chǎn)品持續(xù)改進措施推行的阻力。運用精益化管理方法已成為當今企業(yè)與員工獲取最大價值的利劍[1]。據(jù)調(diào)查，以鋼結(jié)構(gòu)焊接加工為主的石油鉆機制造業(yè)目前仍以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式、粗放管理為主。鑒于此，文中根據(jù)X公司鉆機各部件結(jié)構(gòu)特征、加工工藝先后順序、原材料供給路線、設(shè)備加工能力、生產(chǎn)平面布局等幾個方面對石油鉆機鉚焊部件進行歸類匯總，從“人、機、料、法、環(huán)”五大質(zhì)量管理要素初步制訂了生產(chǎn)作業(yè)流程精益化方案，使X公司在現(xiàn)有生產(chǎn)基礎(chǔ)上最大限度地消除精益“七大浪費”中相對較為突出的“等待浪費”“搬運浪費”“動作浪費”“加工本身浪費”“不良品浪費”，最終實現(xiàn)短交期、低成本、高質(zhì)量[2-3]生產(chǎn)目標。

1 X公司鉆機部件生產(chǎn)現(xiàn)狀分析[4]

X公司鉆機部件生產(chǎn)片區(qū)焊接機器人、大噸位油壓機等重要設(shè)備位置已固定，且承制鉆機產(chǎn)品制作的區(qū)域亦生產(chǎn)其他鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，因此在精益改進過程中暫時對重要設(shè)備不作重新布局以規(guī)避大面積改革帶來的風險。

物料轉(zhuǎn)運路線如圖1所示。X公司下料工位距離與鉚裝焊接工位相隔較遠，所有原材料供給均通過電動平車或汽車轉(zhuǎn)運至進料口，再經(jīng)天車二次吊裝至生產(chǎn)車間細分的鉚接工位。

鉆機部件中焊接矩形梁數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)單一，但在施工過程中需借助天車頻繁翻身作業(yè)，為使焊縫表面成形平滑光潔，需投入較多人力進行打磨。鉆機產(chǎn)品中大部件、小部件在相同工位完成鉚、焊、校、磨作業(yè)，整體生產(chǎn)現(xiàn)場凌亂，給原材料配送路線及成品轉(zhuǎn)運路線制造了障礙。另外，目前生產(chǎn)狀況無法根據(jù)產(chǎn)品施工難易程度精確配置人力導致產(chǎn)品制造過程中質(zhì)量問題頻繁，返工返修時間耗費較多。

基于上述現(xiàn)狀問題，文中通過總結(jié)鉆機各部件產(chǎn)品特性，運用精益改善手法中的“5W1H”方法制訂了消除浪費的改善措施及其推行計劃。

2 基于生產(chǎn)現(xiàn)狀的精益改善措施[5]

鉆機各部件的生產(chǎn)均圍繞“鉚接→焊接→校正→清理→探傷→轉(zhuǎn)機加→二次鉚焊→防腐”流程展開。各部件結(jié)構(gòu)體積大小分明，結(jié)構(gòu)形式復雜程度兩極分化嚴重，呈“小部件種類繁多但結(jié)構(gòu)形式簡單，大部件數(shù)量較少但結(jié)構(gòu)形式單一”的特征。上述設(shè)計特征及工藝流程為生產(chǎn)可持續(xù)改善創(chuàng)造了便利條件。文中圍繞X公司已固化的工時分配原則、設(shè)備安裝位置、新工藝流程、人力資源配置，通過生產(chǎn)平面布局、行為動作改善、工藝路線優(yōu)化，制訂了改善方案。

2.1 消除動作浪費、等待浪費措施

鉆機精益生產(chǎn)方案通過增加結(jié)構(gòu)件鉚接工裝夾具、擴大自動焊與半自動焊機械化施工覆蓋面，在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上改善產(chǎn)品焊縫外觀成形，減少焊縫表面打磨工作量。鉆機所有鉚焊部件如圖2所示，除大拼工序外，其余各工序制造工藝在原基礎(chǔ)上按照質(zhì)量標準及平面布局計劃作出相應調(diào)整。

焊接變位機如圖3所示，其應用降低了天車使用頻率，杜絕了現(xiàn)階段焊接施工頻繁對工件翻面的“動作浪費”及電焊人員的“等待浪費”，“一次性上裝、360°無死角焊接”不僅減輕了作業(yè)人員勞動強度，而且去除了不產(chǎn)生直接經(jīng)濟價值的動作浪費。

設(shè)計的多孔柔性平臺如圖4所示，可實現(xiàn)非標部件、小型部件批量化生產(chǎn)，將生產(chǎn)效率在原基礎(chǔ)上提高5～10倍，多孔柔性平臺結(jié)合焊接機器人使用的方法對細小焊縫成形美觀度奠定了基礎(chǔ)，同時將焊縫打磨量減少至原來的50%以下。

2.2 消除搬運浪費措施

為了消除原材料進場及成品出場產(chǎn)生的“搬運浪費”，重新布局“U”形生產(chǎn)線如圖5所示，使“人、機、料”三要素在施工時匹配更為合理[6]，改善后的生產(chǎn)平面基本實現(xiàn)了“搬運次數(shù)頻繁的工位間距縮短”的目標，將原本與生產(chǎn)工序不相適應的搬運路徑變成了規(guī)則的“流水線”，新的生產(chǎn)平面布局充分體現(xiàn)了精益理念“一個流”原則在實際生產(chǎn)中的應用。

2.3 消除加工本身浪費及不良品浪費措施

目前鉆機部件生產(chǎn)中工裝夾具覆蓋率極低，其中“桁架結(jié)構(gòu)”工裝使用量為“0”，作業(yè)者只能依靠最原始的平臺放樣、劃線完成鉚裝作業(yè)。改善方案通過對零部件增投專用夾具，使各部件裝配時對員工技能要求不斷“傻瓜化”，在“機、法、料、環(huán)”四大要素相同的情況下，技能嫻熟的員工可從事復雜程度相對較高的其他產(chǎn)品生產(chǎn)，從而間接提高了該片區(qū)整體產(chǎn)能，直接減少鉆機生產(chǎn)作業(yè)的人力投入。

3 精益化生產(chǎn)模式的生產(chǎn)應用

精益生產(chǎn)的推行須按照項目實施的形式來進行，對應到實際生產(chǎn)中，鉆機產(chǎn)品投產(chǎn)應與同時待產(chǎn)的其他部件區(qū)分。如試點片區(qū)同時接到鉆機及其他鋼結(jié)構(gòu)部件三項生產(chǎn)任務，鉆機作為試點項目，應從管理方式上區(qū)別于其他部件，即精益項目與傳統(tǒng)項目的區(qū)分[7]。

推行改善項目須遵循精益原理中的“領(lǐng)導掛帥”原則，通過改善項目最高級別領(lǐng)導對下屬管理人員進行權(quán)利與能力得當匹配，其目的是掃除計劃推行中的細節(jié)障礙，如執(zhí)行力等[8]。根據(jù)筆者過往從業(yè)經(jīng)歷中的成功案例分析可知，任何非標機械制造業(yè)均存在材料配套“不及時”“不完善”“一次性不到位”“先后順序混亂”等問題，因此在鉆機生產(chǎn)改善方案中極力強調(diào)“拉動式配送”“及時配送”“按需配送”“不留庫存配送”。

圖2中所有部件新工藝方案、新工藝流程均須滿足精益化平面布局需求，對于某些部件需要制作對應的工裝夾具或改進工藝方法，詳細方案需在調(diào)整生產(chǎn)平面布局前分工定崗落實到位。

4 試點方案達成預期目標

試點方案以精益生產(chǎn)終極目標“零浪費”為核心，通過實地考察分析“七大浪費”中相對明顯的浪費并提出了適宜的改進措施，簡化冗雜的生產(chǎn)工序，結(jié)合生產(chǎn)平面布局圖、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式列表分析并實現(xiàn)期望生產(chǎn)目標。該方案中產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益計算方法是以設(shè)備能耗、人工數(shù)量、工序成本精簡、單個部件生產(chǎn)周期四大方面為主（見圖2），其中精益布局發(fā)揮的隱性效益不予計算，如焊縫質(zhì)量、工段總體生產(chǎn)周期等，具體價值以X公司專業(yè)部門核算為準。

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