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電池制造企業(yè)精益生產(chǎn)流程改善案例
來源/作者:tjfangyuan.cn 發(fā)布時間:2016-12-06 13:48:47 瀏覽次數(shù):
  某電池生產(chǎn)企業(yè)(以下簡稱N)是一家以生產(chǎn)鎳氫電池為主的制造企業(yè),企業(yè)管理規(guī)范。近幾年來,面對激烈的行業(yè)競爭和多變的市場環(huán)境,N企業(yè)在快速響應(yīng)市場、滿足客戶需求方面,卻表現(xiàn)得越來越力不從心。一方面,企業(yè)每月有20%~30%的訂單不能按時出貨,工人長期加班,生產(chǎn)能力表現(xiàn)得嚴重不足;另一方面,企業(yè)的成品庫存卻堆積如山,而且隨著原材料價格的不斷攀升,企業(yè)靠低勞動力成本獲得的利潤也在不斷被侵蝕。如何在不增加大量投資的情況下,解決成品堆積與出貨延遲的矛盾,同時充分發(fā)掘企業(yè)的生產(chǎn)潛能,提高資本的周轉(zhuǎn)率,是N企業(yè)及國內(nèi)大多數(shù)中小生產(chǎn)企業(yè)目前面臨的問題。

  我國企業(yè)在學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗,研究精益生產(chǎn)并進行實施的過程中取得了一定的成果,但是相對于自動化程度較高、制造水平先進的國外企業(yè),國內(nèi)企業(yè)全面推行精益生產(chǎn)的成功例子并不是很多。精益生產(chǎn)在我國的推廣還需要結(jié)合國內(nèi)企業(yè)自身特點,在企業(yè)實踐的基礎(chǔ)上形成適合我國企業(yè)的理論體系。

  上海博革企業(yè)管理咨詢公司從企業(yè)價值流的角度,結(jié)合企業(yè)實踐,通過對企業(yè)整體及各車間內(nèi)部的生產(chǎn)流程現(xiàn)狀分析,識別生產(chǎn)流程中存在的問題,使用精益工具對企業(yè)生產(chǎn)流程進行改善,并在生產(chǎn)周期、庫存等方面對改進效果進行了驗證和對比。
電池制造企業(yè)精益生產(chǎn)價值流分析
  1 企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

  1.1 企業(yè)現(xiàn)狀價值流分析

  價值流是每個產(chǎn)品通過其基本生產(chǎn)工序所需要的包括增值和不增值的全部過程。從產(chǎn)品的價值流出發(fā)研究企業(yè)的現(xiàn)狀,著眼企業(yè)的整體生產(chǎn)流程,而不是僅僅優(yōu)化局部。

  N企業(yè)主要生產(chǎn)A,AA,AAA 3個系列的電池,有制片(正負極)、卷繞、封口和化成4大流程,分別在獨立的車間完成。通過對企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場調(diào)查和測定,選取AA產(chǎn)品系列(約占總產(chǎn)量的70%)繪制企業(yè)現(xiàn)狀價值流圖,對N企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀進行整體分析。

  說明:L/T為生產(chǎn)周期;C/O為換產(chǎn)調(diào)整時間;Vptime為機器可靠性。

  現(xiàn)狀價值流圖顯示了N企業(yè)目前的生產(chǎn)運行狀況。N企業(yè)采用典型的批量生產(chǎn)、批量轉(zhuǎn)運的生產(chǎn)方式。從現(xiàn)狀價值流圖中可以清晰看到N企業(yè)生產(chǎn)方式存在的主要問題有:

  a.生產(chǎn)與客戶需求脫節(jié)

  除包裝車間按照客戶訂單生產(chǎn)外,其余車間均根據(jù)生產(chǎn)控制(PMC)部門的每日生產(chǎn)計劃和庫存信息進行預(yù)測性生產(chǎn),由于客戶訂貨需求波動較大且小批量訂單占30%,PMC部門很難對客戶需求進行預(yù)測,準確性只有50%,導(dǎo)致企業(yè)在大量生產(chǎn)客戶不需要的東西。雖然倉庫內(nèi)有650萬pcs的成品庫存,客戶需要的某些型號的電池還是缺貨。

  b.庫存積壓嚴重

  車間之間各自作為孤島運作,忽略下游工序的實際需要,只根據(jù)各自計劃進行生產(chǎn),通過批量轉(zhuǎn)運推動物料流動,造成半成品在車間內(nèi)的大量積壓。積壓的庫存占用了企業(yè)大量的資金。

  c.生產(chǎn)周期過長

  電池的增值加工時間為32.08天,而整個生產(chǎn)周期長達120.08天,非增值時間占26.7%,大量的時間浪費在工序之間的等待中。過長的生產(chǎn)周期使得企業(yè)的按時交貨能力變得薄弱。

  1.2 車間內(nèi)工藝和設(shè)施布置分析

  企業(yè)現(xiàn)狀價值流圖顯示正極制片和封口車間的生產(chǎn)周期分別為4 200s和2400s,遠遠長于其他車間的生產(chǎn)周期。分析發(fā)現(xiàn),造成這種現(xiàn)象的原因之一是這2個車間的生產(chǎn)工序數(shù)較多;另一個主要原因是車間內(nèi)部工藝路線和生產(chǎn)設(shè)施布置不合理,生產(chǎn)過程中存在大量人員、時間和物料浪費。以封口車間為例,現(xiàn)對其工藝路線和生產(chǎn)設(shè)施設(shè)置進行為分析。

  封口車間現(xiàn)場生產(chǎn)采用“流水線”的布置方式,員工面向傳送帶移動方向操作,每個工序布置15個工位。經(jīng)現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn),傳送帶并沒有起到平衡生產(chǎn)、控制節(jié)拍的作用,只起到運輸物料的作用,部分工位物料堆積嚴重,部分工位空閑度很高,現(xiàn)場生產(chǎn)線只是一條“假流水線”。經(jīng)測定,生產(chǎn)線平衡率為65.7%,人均占地面積為1.45m2/人,生產(chǎn)線上平均在制品數(shù)量為100個注堿白板(電池容器,每白板裝18顆電池),人均效率為194pcs/L/N。

  2 生產(chǎn)流程精益改進方案

  根據(jù)上述分析,博革咨詢將企業(yè)目前生產(chǎn)流程中存在的問題分為車間內(nèi)部流程問題和企業(yè)整體生產(chǎn)流程問題,利用生產(chǎn)單元實現(xiàn)車間內(nèi)部流程精益改進優(yōu)化,并在車間之間建立“連續(xù)流程”,實現(xiàn)整個價值流的優(yōu)化,并采用拉動式生產(chǎn)控制方式,縮短交貨期。

  2.1 建立生產(chǎn)單元

  單元生產(chǎn)方式是由幾個人組成的生產(chǎn)小組從事全部復(fù)雜工程,生產(chǎn)出完整產(chǎn)品,適用于一些有較多手工操作、機器自動化程度不高的生產(chǎn)。單元生產(chǎn)方式靈活性高,強調(diào)粗分工,調(diào)整靈活,生產(chǎn)周期短。面對小批量、多品種的生產(chǎn)要求時,流水線是通過頻繁換線來達到目的,此時流水線會相對顯得比較吃力。而單元可以靈活安排,比如大批量時,幾個單元做一種系列的產(chǎn)品;小批量時,一個單元做一種系列的產(chǎn)品。

  以封口車間建立生產(chǎn)單元過程為例,首先對生產(chǎn)線上各工序進行秒表時間測定,得到各工序的操作時間。

  a.工序分析和工序合并。

  依據(jù)ECRS(Eliminate Combine Rearrange Simplify,即取消、合并、重排、簡化)原則,將整個工藝流程中的工序由細分工合并成粗分工:滾槽工序結(jié)束后直接將電池放人注堿白板內(nèi),取消排電池這道多余工序;滾槽1人操作,當(dāng)放滿4板電池,則給單元1,再放滿4板電池,給單元2,以這種方式交替生產(chǎn);挑極耳、插針筒、注堿、離心下堿,拆針筒合并為1人操作;點焊由2人操作;放面片1人操作;拔板1人操作;采用已改裝的自動壓帽設(shè)備,取消壓帽崗位;2個單元共用封口機,每個單元有1名封口機的操作員。

  b.人機分析。

  為提高設(shè)備利用率,將2個單元合并生產(chǎn),由2人共同操作注堿機,之后每人各自使用本單元內(nèi)的離心下堿機,在計算這一合并工序周期時間的時候必須進行人機分析。

  由圖3的人機分析可知,若以操作4個白板為1個周期,則1個周期所用的時間為41+12+42+25=120(s)。1個白板有18顆電池,由此可知,加工1顆電池的周期時間C/T=120/72=1.67(s)。

  每個單元的生產(chǎn)周期見表2。

  c.設(shè)置轉(zhuǎn)運批量。

  從滾槽出來到封口機之前的全部工藝過程,都以注堿白板為電池的載體,根據(jù)離心下堿機每操作一次要放入4個白板,規(guī)定離心下堿工序以4個白板為一個轉(zhuǎn)運批量,其他工序均以1個白板為轉(zhuǎn)運批量,經(jīng)觀察,單元內(nèi)平均在制品數(shù)量可以控制在6個白板內(nèi)。

  d.單元布局圖。

  根據(jù)工藝流程的設(shè)置,整個布局安排成U型布局。布局比流水線緊湊,物料傳遞由手傳到手,同時實現(xiàn)了流水線不可能實現(xiàn)的情況——頭尾工序的操作員互相幫忙,生產(chǎn)單元布局。

  采用單元生產(chǎn)方式后,封口車間的生產(chǎn)周期縮短為600s,人均效率提高到261pcs/人/N,生產(chǎn)線平衡率為87.7%,人均占地面積為1.27m2/人。

  在制片車間同樣建立生產(chǎn)單元后,生產(chǎn)周期由4200s縮短到2400s,人均效率由176pcs/人/N提高到190pcs/人/N,人均占地面積由1.07m2/人減少到0.91m2/人,生產(chǎn)線平衡率由38.1%提高到68.9%。

  2.2 建立“連續(xù)流程”

  車間內(nèi)部生產(chǎn)流程優(yōu)化后,需要解決車間之間庫存堆積,企業(yè)整個生產(chǎn)周期長的問題。博革咨詢通過在車間之間建立“連續(xù)流程”,改變各車間獨立生產(chǎn)的模式,將上下游車間的生產(chǎn)連續(xù)起來。

  根據(jù)精益原則重新設(shè)計了各車間之間生產(chǎn)及物流系統(tǒng):

  a.生產(chǎn)方式。

  打破車間之間界限,以生產(chǎn)單元為基本生產(chǎn)單位,根據(jù)產(chǎn)能匹配原則,將2個制片單元,1個7人卷繞小組,1個封口單元納入1個“連續(xù)流”系統(tǒng)。企業(yè)內(nèi)建立多個“連續(xù)流”系統(tǒng),每個系統(tǒng)可以單獨生產(chǎn)不同型號產(chǎn)品。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置3條最大容量為6000pcs的“管道”,即各工序之間的緩沖區(qū),采取先進先出(FIFO)模式,各工序的生產(chǎn)節(jié)奏由其下游工序拉動和控制。緩沖區(qū)是指示上游工序是否繼續(xù)生產(chǎn)的“看板”,緩存區(qū)的庫存達到6 000pcs時,上游工序停止生產(chǎn)。整個系統(tǒng)每小時成品電池的產(chǎn)出量取決于本時間段內(nèi)生產(chǎn)效率最低的工序。

  b.物料流動。

  每班配置一名搬運工,由搬運工負責(zé)各工序間的物料轉(zhuǎn)運,每小時轉(zhuǎn)運一次,每次轉(zhuǎn)運約2000pcs(相當(dāng)于每小時各工序產(chǎn)量)。每轉(zhuǎn)運一批物料,都有一張標(biāo)簽跟隨這批物料共同流動,標(biāo)簽按物料的加工時間順序編號,緩存區(qū)堆積多于一批物料時,車間先加工編號小的物料,保證先進先出。當(dāng)某一緩沖區(qū)庫存達到6000pcs上限時,停止從上游工序到此緩沖區(qū)的物料搬運。

  2.3 建立拉動式生產(chǎn)控制方式

  
要避免生產(chǎn)客戶不需要的產(chǎn)品,就要避免
用預(yù)測來安排生產(chǎn)計劃,應(yīng)將各生產(chǎn)流程與下游顧客連接起來控制生產(chǎn)。由于包裝是直接面對顧客的工序,所以PMC部門將要生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量和種類要求下達到包裝部門,整個生產(chǎn)過程由包裝車間來控制節(jié)拍。上游車間的生產(chǎn)通過包裝車間的拉動,根據(jù)生產(chǎn)看板來決定生產(chǎn)什么,何時生產(chǎn)。由于顧客對產(chǎn)品需求的波動很大,相鄰兩周的同一型號電池的需求量可以相差將近2倍。在這種情況下,如果生產(chǎn)完全依照顧客需求的變化,隨時進行調(diào)整,會對生產(chǎn)造成很大的波動。所以在包裝車間之前建立成品超市來緩解這種波動,減小生產(chǎn)過程的不穩(wěn)定性。

  在制片到化成之間建立連續(xù)流程后,各工序的生產(chǎn)節(jié)奏由制片決定,所以設(shè)立制片為“定拍工序”。成品超市將更平衡的需求信息通過“生產(chǎn)看板”對制片工序發(fā)出生產(chǎn)指令,取消了PMC部門根據(jù)預(yù)測分別下達計劃的生產(chǎn)控制模式。

  3 未來價值流圖和改善方案效果分析

  博革咨詢通過對企業(yè)的現(xiàn)狀價值流和未來價值流進行對比,可以發(fā)現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)周期大幅縮短,庫存水平下降,同時生產(chǎn)方式由之前的計劃性批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蝾櫩偷倪B續(xù)生產(chǎn),在應(yīng)對市場變化方面更具備靈活性,改善前后的對比數(shù)據(jù)極為明顯。

  4  結(jié)束語

  通過對企業(yè)生產(chǎn)流程改善效果分析和生產(chǎn)現(xiàn)場運行情況的調(diào)查,博革咨詢發(fā)現(xiàn)應(yīng)用精益思想和價值流圖析、工序分析等手段對企業(yè)流程進行改進后,企業(yè)面對的交貨表現(xiàn)差、庫存資金周轉(zhuǎn)困難以及生產(chǎn)能力不足的問題得到了有效緩解,企業(yè)對市場變化的適應(yīng)性有了顯著的提高。

作者:博革咨詢