1、 機加工企業精益生產改善（一）單元生產設備布局的改善規劃機加工企業精益生產改善（一）單元生產設備布局的改善規劃 精益管理顧問 宋文強 （原創） 去一些機加工企業講課和輔導，感覺到這些機加工企業的布局流線化、作業標準化等精益程度比裝配企業相對要低一些，改善的潛力也大一些。 所以，這次本人就重點談談機加工企業的布局改善和生產線編成，幫助深挖一下機加工企業的精益改善潛力。 機加工企業的典型布局方式機群式布局。在機群式布局情況下，同一類型的機加工設備布置在一起，例如：按照車床組、銑床組、刨床組、磨床組等進行分區布置。 china kaizenchina kaizenchina kaizenchina

2、kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizen在機群式布局下，某一個工件被加工時，需要車銑刨磨等一系列流程，多個種類設備。由于這些機群區域之間距離較遠，導致搬運成本較高。為了搬運成本不至于太高，被加工的工件就要進行批量搬運。搬運批量很大，又導致在制品庫存積壓很多，庫存成本就很高。 在機群式布局下，產品流向不固定、不清晰，導致訂單跟進比較困難。管理比較差的機加工企業，某個訂單現在走到哪一步驟根本沒有認真控制，只控制毛坯進料和成品工件產出。 在這種較粗放的管理情況下，設備故障率和首次合格率也不被重視。在制品庫存較多，可以進行安全緩沖，同

3、時同類型機床可以隨時替代，所以出現點設備故障或其他意外也不會影響生產。缺少改善的壓力，問題就較多，形成惡性循環，庫存就更多，去那些機群式布局的車間去會有深刻印象。 精益生產的直接改善方向主要是控制現場庫存。在不過多增加搬運成本的情況下，減少搬運距離是主要選項。所以，對于機加工企業而言，從機群式布局改善為單元生產布局就是精益改善的重點。在單元生產布局下，機床不是按類型來布置，而是根據加工工件的工藝流程順序來布置，即形成相互銜接的單元生產線。利用分組技術，一個單元生產線只生產一種或相似的幾種產品。 china kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizench

4、ina kaizenchina kaizenchina kaizenchina kaizen通過流線化單元生產方式，讓被加工工件連續流動，降低在制品庫存；上下游設備相互連接，有利于進行節拍控制，提升產出效率。 要想進行機加工單元生產布局改善，就要進行改善前布局分析和改善后新布局規劃。 第一，第一，pq 分析：產品數量分析分析：產品數量分析 pq 分析，products/quantity 分析的簡稱，對每種產品的產量需求進行排序分析，降序排列，形成一個帕累托圖，一般稱為pq 分析表。 經過 pq 分析，結合設備產能，就能初步確定單元生產的模式：批量很大的產品在專用單元進行生產，批量較大的幾個產品

5、共用生產單元，剩余批量較小或很小的產品在通用單元進行生產，不排除有些種類的小批量產品仍然采用機群式布局進行生產。 對于共用生產單元的產品，如何進行分類呢？產品分族。 第二，產品分族第二，產品分族 先進行工件的加工流程、所需機加工設備梳理。 利用成組技術和產品分族矩陣進行產品與機加工設備的匹配分析，確定產品相似性，進行產品分族。每個機加工單元生產一個產品族的產品。 第三，車間整體規劃第三，車間整體規劃 對于機加工企業而言，單元生產改善一般是對整個車間進行統籌改善。 這與部分電子裝配企業的單元生產改善不相同，許多電子裝配企業進行單元生產改善是將較長的流水線改為多條較短的單元，所以是對某條生產線進行

6、改善而不是對整個車間進行改善。 但機加企業不一樣，機群式布置，導致許多產品要流經車間的許多機床、設備，牽一發而動全身，只動幾臺設備根本不行。 結合現有廠房結構、產品族、生產工藝流程、倉庫位置、門口（樓梯）位置等，進行總體統籌規劃，劃分出大體區域，也就是要規劃出多個單元。 總體布局規劃時，要考慮單元間工件超市、毛坯倉庫、工件成品倉庫、車間出入口、倉庫出入口、產品搬運通道等。如果車間較大，由天車將車間分成幾個跨的時候，需要根據天車的起重能力以及工件的起重需求進行匹配和大體劃分。 這樣，統籌生產、倉儲、搬運等的關系，規定出幾個單元的大體位置，之后，再對每個單元進行詳細規劃。一個產品族一個產品族地進行

7、詳細梳理分析，具體確定各自的布局方式，最后再進行統籌。 第四，確定單元布局改善規劃分析順序第四，確定單元布局改善規劃分析順序 一般是需求較大而且需求較穩定的產品族先討論，因為他們的生產相對固定，容易分析。 第五，工藝流程現狀梳理與布局現狀梳理第五，工藝流程現狀梳理與布局現狀梳理 對于確定的產品族，首先，進行原布局下的工藝流程梳理進行梳理，形成工藝流程圖。工藝流程一般分為：直列、分解、合成等。 其次，進行布局圖繪制。 在布局圖上，不僅可以描繪各種機加工設備的位置關系，還可以描述毛坯、在制品工件等的物流方向。 然后，進行一些數據的現場觀察與測量。比如：搬運距離、各工序標準工時、在制品庫存數、換型時

8、間、換型間隔、生產批量等，并依此計算出搬運周期、存放周期、生產周期、生產加工時間等。 標準工時要現場進行觀察和測量，不能用現在正在使用的標準工時或定額，這是因為大部分機加工企業的標準工時不如一些電子企業或服裝企業的標準工時那樣準確。借布局改善之機正好確認一下標準工時的準確性。 如果測出來的數據與現在的標準有差異、有波動，正好說明存在一定的問題，要么是原來的標準有問題，也可能是現場員工執行的不好，追查存在差異、問題的原因，并進行分析和解決。 除了測量標準工時，還要測量、計算每種產品的搬運距離。許多時候，不測不知道，一測嚇一跳，某些產品的搬運距離會很驚人。比如：一生產齒輪的機加工車間，采用機群式布

9、局時，某種齒輪在車間內的移動距離為 150 米；改善為單元布局之后，在車間內的移動距離只有 30 多米。 第六，加工工藝流程優化第六，加工工藝流程優化 在產品分族時，已經對產品族所需經過的工藝流程進行了初步梳理。現在，要對這些流程進行優化分析，看能否在滿足機加工質量指標要求的情況，規劃出新的加工流程。 首先，對加工流程進行 ecrs 改善分析，考慮通過取消、合并、重排、簡化等方式讓流程更優化。 ecrs 法則是指消除 （eliminate） 、 合并 （combine） 、 重排 （rearrange） 和簡化 （simplify） 。加工流程改善時，首先思考對于不增值、對實現加工目標無關的步

10、驟進行取消，最典型的就是取消存放，減少搬運；其次對操作、工序等進行合并或重排，比如將銑軸承外圓邊的次數從兩次合并為一次；最后考慮對某一工序的加工方法進行簡化，比如測量軸承外徑尺寸時利用新設計的夾具使得測量效率更高。 其次，進行產品族節拍計算，以便于確定單元生產的產能需求。 節拍=每天工作時間/每天生產需求 然后，根據這個節拍，進行產能負荷分析，確定本單元設備選型確定。 在產品分族時，已經梳理了有關機加工設備，如果能滿足節拍，而且不決定購買新設備時，這一步就很簡單。 如果要進行設備更換，比如：一臺大機床換成多臺小機床，或者老舊設備換成新設備，那么，這一步就比較重要，要進行與上下游各工序機床等設備

11、的產能平衡。 如果要對設備進行重新選型，盡量選擇精度夠用但小型化并且能滿足節拍需求的設備。設備要便于操作、維護保養，甚至移動，因為將來可能還要進行布局調整。 第七，進行新的單元生產布局規劃第七，進行新的單元生產布局規劃 明確了加工流程和設備之后，就要對設備等的布局按照單元生產的要求進行規劃。 在進行單元布局規劃之時，要考慮前面講過的整個車間總體布局規劃，動態調整總體規劃和單元規劃。 1、設備的布局規劃 在進行機加工設備布局規劃時，要考慮以下原則： 設備布局緊湊化，實現人員走動和產品移動的距離最短。設備布局不求美觀，主要關注物流最短化，只有產品移動距離最短才可能通過頻繁搬運（甚至單件流動）壓縮在

12、制品庫存。 u 型布局。u 型布局是機加工設備單元布局的最典型方式，u 型布局的主要優勢包括： 便于通過多能工進行一人多設備操作，更重要的是可以根據節拍不同，靈活調整機加工單元內的操作人員數量；同時，將出入口安排為同一名員工進行操作，控制整個單元的節拍和在制品數量。 當然，除了 u 型單元，還可以根據機加工設備的數量和具體工藝流程設計成 l 型、s 型或 w 型等；單元中有多人單元，還有一人單元。總之，要要能適應多種節拍、多種人數的柔性生產。 在進行設備布局規劃時，繪制新的生產布局圖很重要，可以對照布局圖進行充分討論，并不斷修改布局圖。 如果單元內各設備的產能不均衡，部分設備可能要多單元（生產

13、線）共享。 多單元共享的可能來源有兩個：一是工藝流程原因-分解型或合成型；二是設備產能不匹配，部分設備要被多條線共享，部分設備要支援其他工序的工作。 2、u 型布局的細節規劃 u 型布局這個總體形式確定后，還需要確定一些布局細節。比如： u 型內部（兩排機加工設備）的間距（空間寬度）一般為 1.5-1.8 米左右，便于在進行一人多工序操作以及多人協作。 設備日常點檢、潤滑在單元外部，這樣不影響單元內的生產。 3、單元內設備間的物流方式規劃 要想讓工件在上下游機床連續流動，需要進行按節拍同步生產。 例如：在一個單元里，第一臺機床加工結束后，自動將工件送出，操作人員把這個工件放到第二臺機器上。而此

14、時，第二臺機床正好完成了另一個工件的加工，并自動這個加工完的工件；操作人員在第二臺機床上裝載新的工件之后，啟動機器，并接著把第二臺機床完成的工件，運送到它后面的第三臺機床上。 如果兩臺機加工設備之間的上下游關系固定，工件又比較大，那么最好設計一些連接裝置，如傳送滑軌等，利用重力滑動等方式協助操作人員進行產品傳遞，甚至自動傳遞。 如果兩臺機加工設備之間工件無法連續流動，也沒有產品傳遞裝置，那就需要在設備之間暫存幾個工件。小的工件就要設計工件箱（放存放臺上）等輕便裝置進行產品移動，大的工件采用電動葫蘆等空中搬運方式。要保證單元內部通道暢通，不能影響員工操作和走動，所以，如果設備之間較窄而又必須要用工件車的話，最好放在 u 型單元外部而不是內部，避免碰撞、磕碰，并且工件車設計成可移動的。 另外，必要的話，還需要考慮重新設計機床旁邊放置刀具、工裝夾具等的工具架或存放臺。 4、水電氣等能源供應管線的布置規劃 設備移動了，相應的水電氣等能源供應管線肯定要隨著移動。在一個精益改善開展的較好的企業，設備布局時不時地就要變動，所以，這些能源管線的布置要能夠適應這種經常進行的變動。 第八，整個車間統籌規劃第八，整個車間統籌規劃 前面幾步講的是針對單個產品族的某一個單元的規劃流程。每個單元的規劃都是在一個已經初步確定的區域之內進行規劃，并且動態地調整車間總體規劃和單元具體