XXXX年全国“IE亮剑”案例总集

“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-1-工业工程在我国民营制造企业中的应用——清华大学工业工程系：谭景宇、徐磊、郑鑫摘要:本文对中国民营制造企业的现状进行了分析，认为目前工业工程在民营制造业中的应用尚未普及，许多企业不了解工业工程，即使是应用了工业工程的企业也仅仅是将其应用到生产现场中，而且效果往往不容乐观。我们结合了某空调制造企业应用工业工程知识进行生产改善的具体案例，来探寻工业工程在中国民营制造企业中的应用前景。认为民营制造企业首先必须从传统工业工程做起，使用工业工程改善企业的局部问题，在企业有了更深入的发展之后，再应用现代工业工程方法对企业进行全局的优化。关键词：民营制造业，工业工程，应用方向一.工业工程在民营制造企业的应用现状工业工程（IndustrialEngineering，以下简称IE）学科在其上百年历史中对制造业发展起到了举足轻重的推动作用，我国引入该学科却不到20年。跟国外同行相比，国内许多企业对其缺乏足够认识，因此在管理方法、生产绩效以及产品质量等方面存在着较大差距。这个现象在起点较低的民营制造企业中尤为突出，具体地表现为以下几点。第一，企业员工需要认识工业工程，提高IE意识，使IE能够顺利地在生产运营发挥重要作用。相当一部分企业的员工不清楚什么是工业工程，因此也就没有应用它作改善。即使企业员工对它有所了解，程度也往往很浅，导致改善项目得不到长期有效的贯彻落实。例如某企业导入TPS（丰田生产方式）后不久,生产工人就把工序间的“看板”当作无用的废物扔掉，仍然坚持原来的生产方式，导致绩效提高不大。反观台资制造企业富士康集团，它的绝大多数员工都非常清楚地知道工业工程的巨大作用，因此员工们能够持续不断地注意运用IE手法从各个方面改善生产，做到无处不用IE。第二，工业工程尚未在企业里得到应用，或者其应用范围有待拓宽。很多企“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-2-业基本上处于IE“零基础”阶段。即使应用了IE的企业一般也局限于生产现场的改善，如时间动作分析等，但在现代工业工程的其他领域如组织管理、信息系统、供应链管理、人因工程等方面则少有涉足。然而富士康注重拓宽与挖掘工业工程的应用范围与潜能，将其关注焦点提升到三大宏观应用层面，即衡量人力的绩效管理、衡量活动的价值工程与衡量资源的经营管理，使整个企业的运营状况健康稳定。第三，企业应该努力及时跟上工业工程的学科进步。随着产业的发展，工业工程学科出现了许多新的理论和方法，例如供应链协作博弈、RFID技术等等。然而许多民营企业局限于既有IE知识，不能通过应用新知识来进一步提升企业绩效。外资企业却能与时俱进。宝洁公司在供应链管理上就采取新理念、新技术以促进效益最大化。它突破信息独享的旧观念，利用RFID技术与沃尔玛透明共享产品供应链信息，做到供应商和零售商无隙配合，实现利润双赢。通过这几点现状的分析，我们可以看出大部分民营制造企业缺乏足够的工业工程应用经验，很少行之有效地利用工业工程对企业的各个方面加以改善。下面我们就用一个具体的案例展示如何应用工业工程对这样的民营制造企业进行改善，提高绩效。二.某民营空调制造企业改善案例分析（1）企业背景介绍该民营空调制造企业是一家以家用和商用空调生产、销售为主的企业集团，下辖钣金厂、铜管阀门厂、塑料厂、喷唋厂、包装材料厂、电机厂、两器厂等几十个下属机构和企业，除了少数关键零件（比如压缩机）以外，95%的零部件均由自身配套厂提供。然后在总装厂采用人工作业的流水线方式进行空调内外机的组装工作。目前该企业为国内四大空调制造企业之一，空调年销售量超过到1000万套。在泰国、越南、博茨瓦纳、尼日利亚等国家设有多家合作工厂，市场营销网络遍布全球100多个国家和地区，是目前中国最大的民营空调生产基地和出口创汇企业之一。在06年中开始，该企业购买了ERP软件并且将其逐步融入企业的生产管理之中。“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-3-企业希望能够通过引进ERP系统来提升企业的信息化水平。该企业的主要高层领导都曾经前来清华大学参加工业工程相关知识的培训活动，能够了解和重视工业工程对于企业的作用。而在企业之中也开始尝试将工业工程思想方法应用到生产管理之中。（2）案例总体介绍此案例为清华大学工业工程系03级三位同学，在2006年暑假在该企业的实习成果。这三名同学主要在企业的生产一厂（家用空调总装一厂）进行实习活动。在两个月的实习期间，应用他们所学的工业工程相关知识，完成了两个改善项目：1.外机生产线效率提升研究项目：以生产一厂外机生产线（外四线）为研究对象，开展关于提升生产线效率以及人因学改进的项目；2.物料配送系统评估及改善项目：评估生产一厂的物流配送系统，提出相应的改善方案；（3）外机生产线效率提升研究项目介绍1.选题理由生产一厂主要承担着家用空调（包括窗机、柜机以及一体机）的总装任务，下辖5条空调内机装配线以及5条外机装配线。由于生产线建成的时间有先有后，造成不同生产线之间设备新旧程度不一。而外四线则是其中比较新的家用空调外机装配线。由于空调行业本身特点，使空调生产有淡旺季之分。在空调生产旺季，该空调企业的生产一厂面临着产能不足的问题。由于各种问题的存在，使得目前装配线的生产能力没有得到充分发挥，实际产能与理论产能存在着差距。除此之外，该企业存在着人员流动大的特点。企业需要抽出相当大一部分精力用于新员工的培训以及适应，无形中提高了生产成本。而且新员工的工作绩效也与老员工有较大的差距。2.项目目标以及解决思路该项目的目标是提高产线产能，降低生产成本，提高工人绩效。该项目中主要应用了工业工程逐步改善的思想，首先通过瓶颈工位的改进以提升产线产能，其后通过线平衡的优化来降低生产成本，最后应用人因学相关知识达到提高工人绩效的目的“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-4-所以在实施该项目过程中，他们首先对外四线进行细致的调研分析，了解空调外机的全部装配流程，确定瓶颈工位进行重点研究及改进。之后进行装配线的线平衡分析，对工位设置以及各工位人员配置进行改进。最后，为提升工人工作效率，降低工人劳动强度，对工人的装配动作以及生产工具进行人因学上的改善。瓶颈工位次瓶颈工位其他问题图2-1：问题解决思路3.瓶颈工位分析改进1)瓶颈工位分析：图2-2：外四线整体结构图外四线总计工位数60个，工位工人数64名，加上线长1名，段长3名，返修工2名，预装线工人5名，总定编75人。但工人配置以及数量可以根据实际生产情况进行调整。外四线需要负责生产多种型号的空调外机，不同型号之间会有部分物料差异，以及微小的工艺差别，但型号转换的时间间隔很短，在测量中可以忽略。通过调查分析，全线瓶颈为商检房的前端和后端。商检房正常运转时节拍约为17.3秒，由检验设备调定，不可随意更改。若能始终保持商检房正常运转，（最大）产能为3600/17.3=208台/小时，但实际产量淡季时一般做到150－160台/小“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-5-时，旺季时能做到180－190台/小时。由于技术原因以及质量要求，商检房的工作节拍不能够随意更改，所以我们对外四线的改进目标就变成了让商检房这一瓶颈工位尽可能地满负荷运转，提高生产效率。2)问题描述：在发现了装配线的瓶颈之后，接下来的任务为对瓶颈工位进行细致的分析，找出导致瓶颈工位不能满负荷运转的原因。在详细了解商检房出入口的反馈控制及相关线体（工位）的具体运行机制后，对商检房存在问题作出了如下总述：图2-3：商检房部分线体示意图a)工位前端传送带上相邻两产品间距过大，导致商检房存在“空位”。b)工位后端堵塞导致商检房停止运转前端：前端空位或延误的直接原因是相邻机身间距过大。根据商检房的正常节拍，可计算得恰保证商检房正常运转的机身间距临界值约为3米。一旦有相邻两机间距大于3米，就必然会导致产能损失。而继续追溯，造成此过大间距的原因又在于更前端的检漏和返修工位。由于喷涂件工段为统一驱动的板式链，一动全动，一停全停，因此在检漏或返修处造成的过大间距无法得到缩短，其潜含的迟滞效应将一直延续到商检房导致损失。而小于3米的间距因等待为全链等待，效果上与3米等同，对商检房效率无任何补益。后端：根据测试的数据发现，包装工段的平均节拍要小于“商检房”工位。但由于从商检房出口到抬机段亦为板式链，只要上图右上角的紫色位有工板堵塞，板式“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-6-链即全停，直接导致商检房出口堵塞。而紫色位堵塞的原因或是抬机－打包段拥堵（此工段问题有：长度相对于工位安排过短，操作欠稳定，打包位换打包带须占用线上时间等等，都易引发堵塞），或是上机段空板淤积。通过在某批次外机生产时对商检房进行30分钟的节拍数据采集，可以统计出商检房的正常情况以及异常情况的时间比例。其中生产异常情况又可以分为以下三种：a)空：指发生“前端空位”的异常情况b)堵：指发生“后端堵塞”的异常情况c)兼：指“前端空位”和“后端堵塞”情况同时发生表2-1:商检房数据采集结果件数总时间(s)平均时间(s)效率(%)正常731263.6517.31100异常(堵)11298.3227.1263.8异常(空)134.7334.7349.8异常(兼)271.335.6548.6总异常14404.3528.8859.9总效率(%)90.3从此测算数据中可见，商检房效率异常时仅为60%，总效率仅为90%。另一方面，从产量统计看，严格按17.3秒的节拍，每小时产能为208台，实际值约为150－160台/时。生产效率为150～160/208=72.1～76.9%，故有很大改进空间。3)改进方案对应于商检房前后端出现的问题，我们也对提出了两套对应的方案。商检房前端改进：由于造成商检房前端出现空位或者延误的主要原因是传输带上相邻机子的间距过大，而造成机子间距过大的原因又是“检漏房”工位节拍波动大，以及不合格产品下线而导致的空出了一台机子的位置。为此我们提出了两个解决方案。a)将“检漏房”工位的串联检漏系统图2-4：检漏房工位改动示意图改善后检漏房“IE亮剑”全国大学生工业工程应用案例大赛总决赛（2007）-7-改成并联检漏系统。该项改进主要是针对“检漏房”工位工作节拍波动过大的问题。从示意图中可以看出，现有的“检漏房”工位为两名工人同时对同一台机子进行检漏，而且是放置在主生产线上。一旦出现检漏时间过长的情况，就会使该台产品与前一台机子的间距过大。而改善后分别在主生产线旁设立两个独立的检漏房，由两名工人分别单独进行检漏的工作。具体来说，优点是：即使有一台机器检漏不合格，因有另一个检漏点作为缓冲，检漏操作仍可持续进行，确保总线运转畅通。缺点是：1）所占空间较大；2）附加了每台空调进出检漏房的时间，效率较低。本质上此改进是将现行串联系统改为并联系统，从简单概率分析可知可靠性得以增加。而应用随机过程理论中的排队模型进行计算，可以得出改进后的平均等待时间减少的结果。但此工位的核心目标是尽量避免因检漏造成机位间距过度拉大进而影响商检房节拍。只要保证检漏时间为非瓶颈，其自身效率的牺牲对总线无任何影响，亦不会增加任何成本。b)改进“商检房”工位前端的传输带设计，保证相邻产品间距均在3米以内。在现有的“商检房”传输机制下，相邻产品间距只要保证在3米以内即不会出现“前端空位”的异常情况。但更短的间距却不会提升商检房的效率。所以我们通过改进“商检房”工位前端的传输带的设计，在已出现某相邻产品间距过大的情况下，用平均间距的方式，使所有相邻产品的间距符合3米的要求。而平均间距指的是用拉大其他产品的间距的方式来缩小某相邻产品间距。具体设计为在前端传输带上设置一小段滚筒链，并在其上加设一阻挡阀，该阻挡阀由独立电机驱动，通过一开关控制其升起和回落。其作用可以通过下面的例子予以说明：假设连续四台机机身间距分别为2米、2米、4米（可代表实际生产中常常出现的情形），在当前情况下，因机身间距无法得到有效缩