精益生产之流程化生产

LOGO5流程化生产本章要点5.1流程化生产概述5.2一个流生产5.3设备布置和设计5.4少人化5.5缩短作业切换时间5.1流程化生产概念精益生产方式的核心思想——工序间的在制品数量接近甚至等于零在制品数量多生产周期长质量问题多搬运多传统批量生产方式存在的问题：设备机群式布置方式是种种问题的根源。5.1流程化生产概念例：在图5-1中，有A、B、C、D四道工序，每到工序的加工时间为1min/件，批量为5件，则每20min生产出一批零件（5件）。如第一件产品从t=0时刻开始，t=16时刻完成，每件产品在四台设备上加工总时间为4min，延迟的时间都浪费在批量等待上。ABCDABCDAABCDAABCDA0min5min10min15minABCDA20min图5-1批量生产的物料移动5.1流程化生产概念质量问题多的原因——乱流生产方式图5-3整流方式图5-2乱流方式5.1流程化生产概念精益生产的解决之道：流程化生产——根据产品的类别将机器按照工序加工顺序依次排列，使得零部件的运动像是水流过一根管子一样顺畅无间断。实施原则：应当尽量缩小加工批量，使所有相关流程彼此靠近。传统方式B车间在制品A车间在制品一个流主流水线子流水线流程化图5-4消除车间之间的停滞5.1流程化生产概念消除工位之间的停滞5.1流程化生产概念流程化生产的要求：（2）无库存，无出入库操作（1）车间与主生产计划同步（3）管理扁平化，消除中间层5.2一个流生产①做一个、传一个、查一个，非批次操作②作业人员跟着在制品走动，多工序操作按照作业顺序，合理配置场地、人员、设备，零件一次经过各工序加工、传送、检验，每个工序最多只有一个在制品或者成品，全过程无在制品周转。定义：特征：5.2一个流生产①最短生产周期优点：②发现问题及时，品质成本低③搬运最小化，创造安全的生产条件④减少存货和在制品5.2一个流生产ABCDABCDAABCDA0min4min8min图5-5一个流生产缩短生产周期针对上一节图5-1的例子，采用一个流生产方式，第一件产品只需要4min加工完成，全部加工完成只需要8min，对比批量生产方式节约12min5.2一个流生产一个流的品质改善5.2一个流生产一个流生产是精益生产的根本，将一个流的模式应用到从产品设计到推出产品、实现生产、运输销售等所有环节上，形成不间断的流程，缩短投入到产出的时间消耗，促成最佳品质、最低成本、最短交货时间。5.2一个流生产①实现单件流动实施技术：②按照加工顺序布置设备③生产同步化④员工的多能工化⑤站立式走动作业⑥设备合理布置和设计5.2一个流生产AAAAABBCCCABC2ABC3ABC4ABC5ABC1工艺原则布置产品原则布置5.2一个流生产浊流现象：河流在流速不一样的交接点会产生积水浑浊的现象生产同步化：各工序的生产速度严格按照一定的生产节拍进行，追求整体效率而不是个别效率工序的生产速度严格按照一定的生产节拍进行，追求整体效率而不是个别效率。5.2一个流生产多能工化--------操作多工序的作业方式多机台作业------操作同一功能设备只有实现了多能工化才能达到少人化。5.2一个流生产人体工程学最优的工作是坐和站的交替，站立式走动作业可以行动方便快速反应。5.2一个流生产IO一致原则——生产的投入点（Input）与完成品的取出点（Output）位置尽可能靠近。生产线一般排成“U”或者“C”字型多品种小批量的需求使得生产线转向细流而快的复数生产线化（多段短线），才能有弹性的响应市场需求的快速变化5.2一个流生产案例一：某汽配厂一个流改善实例图5-14现有的机群式布置方式。以组装段为例，该段瓶颈节拍为5s，有4位操作工，平均每人每小时产出167件，工序中半成品和等待现象比较多。5.2一个流生产工序名称作业时间/s操作工/人半成品/件吊具/个更换吊具/个弹簧插入3.51608154滑块插入5.4160垫圈插入4.5160插板插入4.3160270图5-15实施一个流生产前的组装段生产线5.2一个流生产采取实施一个流的改善，由一名操作工完成所有工序，布置成U形线，如下图所示。实施之后，虽然增加了相关工装夹具，但产品加工时间明显缩短，平均每个加工时间为14.3s，平均每人每小时产出251个。5.2一个流生产图5-17改善前后个人日产量对比图5.2一个流生产将过去的机群式布置方式改为按照产品原则布置，如图所示。5.2一个流生产图5-19分布流程化（1）把组装作业实施一个流之后，再把成型作业完成后直接进行组装，去除单品检查入库的过程，同时成品检验与出货检查合并，生产提前期由以前的6天缩短为2.7天。（2）把成形作业、单品检查、组装作业等各工序流程化，使得生产提前期由2.7天缩短为1.4天5.2一个流生产左图为改善前后某产品不良率的对比。5.3设备布置和设计一、设备合理布置1.设备布置的要求区别——按机群式是一人一工序操作，按产品原则式是一人多工序操作。设备布置一般有按机群式和按产品原则两种布置方式5.3设备布置和设计精益生产强调要用有弹性的生产形态来适应市场上的变化。有弹性——指人员配置的弹性化以及生产的品种及数量的弹性化。设备布置要实现物流、人流和新系列顺畅，减少作业人员的走动距离，方便一人多工序操作，同时要适应产量变化，一边人员作业在分配，实现少人化。5.3设备布置和设计图5-31有弹性的生产线布置5.3设备布置和设计设备便于移动设备不依附其他设施布置设备不单独隔离布置布置的“三不”原则：5.3设备布置和设计它有凹形、圆形、M型等变化形式2.U型生产线布置5.3设备布置和设计其中最重要的是人员的多能工化，因此对员工的作业训练以及标准化作业是非常重要的。5.3设备布置和设计作业安排客户需求/件产品周期/s每日可用时间/s生产节拍/s操作员配置/个A5006030000601B10006030000302C150060300002035.3设备布置和设计3.一笔画的整体工厂布置①流程式布置②采用U型生产线③将长屋形（单独隔离生产线）改为大通铺形（生产线集中布置）④整体上呈一笔画布置5.3设备布置和设计图5-35大通铺式生产线5.3设备布置和设计图5-36一笔画的整体工厂布置5.3设备布置和设计1、鸟笼形布置二、设备不合理布置5.3设备布置和设计2、孤岛形布置5.3设备布置和设计3、直线型布置布置5.3设备布置和设计设备小型化设备流动化设备柔性化设备作业切换快设备自働化设备入口与出口一致设备的操作界面有利于人体操作设备的无附加值动作或行程尽量减少三、设备合理设计原则5.3设备布置和设计图5-40带轮子的设备5.3设备布置和设计图5-41线棒柔性系统5.3设备布置和设计图5-42加热炉入口与出口一致5.3设备布置和设计图5-43设备的操作界面设计a横长纵短b横短纵长5.4少人化在不降低生产效率的前提下，根据必要生产数量，对作业人员做弹性调整，使作业人员满负荷工作，以节省人员。定义：①根据生产数量的变化增减人员②人员处于没有等待的作业状态，是实现准时化。目标：①降低成本②提高劳动生产率优点：5.4少人化二、少人化的发展历史手工加工机械加工自动加工少力化自动化省人化少人化传统生产精益生产图5-44少人化的发展历史省人化和少人化的区别：省人化就是指10个人做的工作减少到8个人来做；而少人化则是根据产量而定，不固定人数，当产量减少时，人员也可以减少。（1）自动化：通过自动化设备达到省力化。（2）自働化：可以进行一人多机操作。5.4少人化三、少人化的体系前提：（1）采用一个流生产方式，不固定的设备、工具、人员，对设备合理地布置和设计。（2）要有具备能操作多种工序能力的训练有素的作业人员，即多能工。（3）要经常审核、修改作业标准和作业标准组合。5.4少人化图5-45少人化的体系5.4少人化少人化体系省人化设备改善投入巨大设备改善风险大设备改善如果在作业改善之前进行失败风险比较大。能缩放个作业人员的作业范围能进行工作中的相互配合5.4少人化图5-46工作中相互配合的体系5.4少人化四、少人化的方法5.4少人化1.同一节拍的连接方式（1）原理：改变生产线布置，是同一节拍的两条生产线相连接，重新分配作业人员的工作范围，从而追求一人工。（2）组合U形生产线把几条加工不同零部件的U形生产线合并成一条组合生产线，遵循标准作业组合的顺序，就可以根据生产量的变化，整体统一分配每个作业人员适当的任务，达到少人化的目的。5.4少人化图a中，存在0.9人工的等待；图b中，对于位数较小的0.1人，可以通过短时的加班来解决。5.4少人化图5-49为6条U形线组合而成，分别生产6种不同零部件ABCDEF，组合生产线的生产节拍是1min。需要8人完成，作业分配和作业顺序如图5-50所示。5.4少人化图5-50作业人数8人的作业分配5.4少人化当市场需求减少时，生产节拍增加为1.2min，这时可对组合工序的全部作业进行重新分配，增加每个员工的操作工序数，人员减少到6人，如图5-51所示，这样可以节省2人，到达少人化的目的。图5-51作业人数6人的作业分配5.4少人化2.多品种混流方式（1）定义：多条专用生产线间的通用化和混流化，追求1整数人工数。方法二：通用生产线间的负荷调整方法一：专用生产线进行通用化5.4少人化图5-52（a）为3条专用生产线加工ABC三种产品，实际节拍T/T分别为60s，100s。60s，理论需要人工数为1.6、2.5、0.6，实际分别需要2、3、1，实际用工数比理论多了1.3人工。如果对B生产线进行通用化改造，将AC合理编排，使闲置的设备活用和空间活用联系起来，就会使5人成为可能，如图5-52（b）所示5.4少人化图5-53为通用生产线之间进行负荷的调整，XYZ三条线理论人工为4.7、2.4、3.5人工，合计需要理论人工10.6，实际配置12，产生1.4人工浪费。如果从X向Y转移0.5人工的工作量，从Z向Y转移0.3，这是理论人工分别为4.2、3.2、3.2，需要人工的尾数均为0.2，可以通过短时间加班解决，这是实际配置人数就变为4、3、3，节省2人5.4少人化3.不同节拍下的集合方式在图5-54a中，因为各生产线的节拍不同造成生产对象不可转移，因此相对于必要的9.6人工，需配置12人，造成等待的浪费，如果按照整数人工进行配置，在线外安排2名支援者，就可以满足生产，节省3人5.5缩短作业切换时间一、概述•生产流程化理想状态：一个流生产•铸造等工序进行批量生产，导致作业转换总辅助时间较大。•关键问题：缩短作业切换时间5.5缩短作业切换时间作业切换时间定义：从前一种产品加工结束转换到能生产出后一种产品的合格品时所需要的时间。减少作业切换时间损失传统方法：增加生产批量和减少产品种类以达到减少切换次数缺点：仅考虑到减少切换本身的成本，却忽略工厂的整体效率。丰田方法：减少作业切换时间，减少生产批量优点：缩短切换时间可以明显缩小批量规模，以适应市场的需求。5.5缩短作业切换时间例：需要加工A、B、C3种产品，每种产品的每个加工时间都是1min，每种产品的批量规模是600个，更换零件加工时的一次作业切换时间是1h，则分摊到单个产品切换时间为0.1min。于是，加工完成这批的3种产品，需要总生产时间为33h。5.5缩短作业切换时间但是，如果把产品A、B、C的批量规模都缩小到1/10，即60个，作业切换时间也缩短到1/10，即6min，则分摊到单个产品切换时间还是0.1min。于是加工完成这批的3种产品，只需要总生产时间3h18min，要完成A、B、C各600个需进行10个循环切换完成，共33h。5.5缩短作业切换时间批量规模减小，若能相应地缩短作业切换时间，则加工完成这个批量3种产品的时间大大缩短。一般来说，如果作业切换时间缩短到1/N，在保持分摊到单个产品切换时间不变的情况下，批量规模就可以缩小到1/N，即作业切换时间与批量规模成正比。5.5缩短作业切换时间二、生产切换类型1.换模作业这种类型的切换作业一般是指模具、刀具、工装夹具等的切换，在机械