汽車工業(yè)是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè),產(chǎn)品的裝配成本約占整個(gè)制造成本的30%~50%,;因此,,通過(guò)進(jìn)行精益化的工藝規(guī)劃,,縮短裝配時(shí)間,降低裝配過(guò)程人工成本,,對(duì)于提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益,,增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義,也是我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展的必然選擇,。上汽大眾汽車有限公司一直致力于以最佳的生產(chǎn)系統(tǒng)為基礎(chǔ),,其“以創(chuàng)造價(jià)值為統(tǒng)一導(dǎo)向的核心內(nèi)容”是精益生產(chǎn)在本公司的導(dǎo)入模式。面對(duì)大規(guī)模車型引進(jìn)導(dǎo)致的更多車型混線生產(chǎn)的迫切需求,,對(duì)于人工密集程度最高的總裝車間,,如何高效率地完成大批量、多品種,、多品牌的混線工藝精益化規(guī)劃是我們面臨的一大挑戰(zhàn),。
1 精益生產(chǎn)規(guī)劃的衡量指標(biāo)及操作準(zhǔn)則
1.1 精益生產(chǎn)規(guī)劃的衡量指標(biāo)
哈勃工時(shí)(Hours Per Vehicle,HPV[1])即單車消耗工時(shí),,它是指一定時(shí)期內(nèi)生產(chǎn)的車輛平均消耗的出勤工時(shí),。HPV=所有從事批量生產(chǎn)人員的實(shí)際工時(shí)/總產(chǎn)量。通過(guò)HPV,,可以看到公司在人員上的總費(fèi)用,。
HPV由美國(guó)哈勃咨詢公司提出,它的創(chuàng)始人Jim Harbour曾經(jīng)擔(dān)任美國(guó)克萊斯勒公司產(chǎn)品制造主管,。從1989年開(kāi)始,,哈勃公司每年發(fā)布一份汽車行業(yè)報(bào)告,主要內(nèi)容是在研究沖壓,、整車制造,、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱工廠的基礎(chǔ)上,根據(jù)各廠商生產(chǎn)一輛汽車所需要的時(shí)間來(lái)衡量其各生產(chǎn)環(huán)節(jié)效率的高低,。自1991年起,HPV被視為汽車領(lǐng)域常用的績(jī)效考核指標(biāo),,是很多汽車廠商和供應(yīng)商衡量業(yè)績(jī),、調(diào)整發(fā)展策略以及改善經(jīng)營(yíng)手段的依據(jù)。
HPV的組成部分其中,,制造工時(shí)是其核心內(nèi)容,;因此,基于精益生產(chǎn)的總裝工藝規(guī)劃的工作重點(diǎn)主要體現(xiàn)在制造工時(shí)的優(yōu)化,,即降低產(chǎn)品決定的制造工時(shí)及過(guò)程決定的制造工時(shí),。
總裝制造工時(shí)分類
對(duì)于明顯的浪費(fèi),即對(duì)產(chǎn)品增值明顯不必要的外圍工作,,例如返修,、零件拆包裝,,目標(biāo)是完全消除;對(duì)于隱含的浪費(fèi),,即不會(huì)帶來(lái)增值,,但是在既定條件下必須要做的邊緣工作,例如,,零件運(yùn)輸,、工具操作、零件放置和取料路線等,,目標(biāo)是降到最低,;對(duì)于增值的工作[3],即使產(chǎn)品增值的核心工作,,客戶愿意付費(fèi)的工作,,例如,擰螺釘,、裝配,、加液和產(chǎn)品要求的檢測(cè)工作等,目標(biāo)是提高比例,。
1.2 精益生產(chǎn)規(guī)劃的操作準(zhǔn)則
為了更好地幫助員工理解總裝精益規(guī)劃的理念,,從而實(shí)現(xiàn)以創(chuàng)造價(jià)值為導(dǎo)向的精益化混線生產(chǎn)規(guī)劃,在精益化總裝工藝規(guī)劃過(guò)程中,,需要建立一定的準(zhǔn)則,,使其更具操作性?;诰嫔a(chǎn)規(guī)劃的操作準(zhǔn)則包括減少浪費(fèi),、集中在工作區(qū)域的工作、一觸一動(dòng),、生產(chǎn)線平衡創(chuàng)造價(jià)值,、考慮人機(jī)工程學(xué)。
1.2.1 減少浪費(fèi)[4]
總裝工藝流程的每一個(gè)工序都包含創(chuàng)造價(jià)值和浪費(fèi)兩部分,,而減少浪費(fèi)在工藝流程中直觀表現(xiàn)為制造工時(shí)的減少,,由此降低HPV??梢?jiàn),,減少浪費(fèi)的準(zhǔn)則也是精益生產(chǎn)規(guī)劃的核心部分。減少浪費(fèi)包括如下幾方面,。
1)等待,。在人或機(jī)器的工作過(guò)程,或在其活動(dòng)的封閉環(huán)境中,,會(huì)存在相互等待時(shí)間,,包括人等人,、人等機(jī)器。例如,,等待前道工序的完成,,等待維修或設(shè)備安裝調(diào)試和停工待料等。
2)不必要的移動(dòng)/動(dòng)作,。工藝過(guò)程中由人員/機(jī)器提取部件/工具/資料均為耗費(fèi),,應(yīng)予排除或壓縮到最低限度。例如,,零部件或工具不在工人能觸及到的20~50 cm內(nèi),,導(dǎo)致其取料或工具行走距離過(guò)長(zhǎng),工人動(dòng)作過(guò)多等,。
3)不必要的過(guò)程,。包括重復(fù)作業(yè)、多次檢查,、返修和拆除零件包裝等,。
4)缺陷/返工。缺陷/返工造成的浪費(fèi)即意味著增加費(fèi)用,、等待時(shí)間,。其使成本提高,令客戶失望,。
1.2.2 集中在工作區(qū)域的工作
整車總裝的工作區(qū)域一般可分為5個(gè)部分:前蓋,、后蓋、車身左側(cè),、車身右側(cè)及車內(nèi),。在同一個(gè)裝配工位上,工人應(yīng)在各自的工作區(qū)域內(nèi)進(jìn)行零件裝配,,無(wú)互相干涉的操作,。每個(gè)工人理想的工作區(qū)域數(shù)量為1,這樣有利于減少不必要的走動(dòng),。
工作區(qū)域的理想劃分:前后2個(gè)相鄰節(jié)拍不安排同一工作區(qū)域的零件安裝,。這樣做的好處在于,如果前一個(gè)工位出現(xiàn)故障不能在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)完成工藝內(nèi)容,,不會(huì)影響到后一工位的工藝內(nèi)容
理想的總裝流水線工作區(qū)域安排
在同一工位上出現(xiàn)2名工人的情況下,應(yīng)盡量將他們的工藝內(nèi)容安排在不同的工作區(qū)域,,避免裝配過(guò)程中的互相碰撞和干涉,。
如果1名工人的工藝內(nèi)容包含數(shù)個(gè)工作區(qū)域,其零件安裝順序應(yīng)與流水線方向相反1.2.3 一觸一動(dòng)
“一觸一動(dòng)”的準(zhǔn)則在零件設(shè)計(jì)上體現(xiàn)為:1)首次裝配后即無(wú)需抓??;2)無(wú)需后續(xù)定位和再次用力,;3)零件造型適合一人手工操作;4)1名工人可以在1個(gè)節(jié)拍內(nèi)使用1個(gè)工具完成此零件裝配,;5)零件自身帶定位,,無(wú)需調(diào)整;6)零件裝配無(wú)需使用輔助工具定位,。
在工藝流程上體現(xiàn)為:1)工人直接拿起并裝配零件,;2)在拿起和裝配過(guò)程中間無(wú)需再更改位置;3)零件在不能自行定位情況下,,工具應(yīng)帶有輔助定位功能,,無(wú)需另加工具。
1.2.4 生產(chǎn)線平衡及創(chuàng)造價(jià)值[5]
生產(chǎn)線平衡是指生產(chǎn)過(guò)程中按照正確的裝配順序?qū)ば蜻M(jìn)行調(diào)整,;在既定的節(jié)拍時(shí)間內(nèi)優(yōu)化每個(gè)工位的勞動(dòng)負(fù)荷率,。創(chuàng)造價(jià)值是指通過(guò)人工、機(jī)械化或自動(dòng)化工作/方法提升產(chǎn)品價(jià)值的行動(dòng),。每個(gè)工人的勞動(dòng)負(fù)荷率=工藝時(shí)間/節(jié)拍時(shí)間,。
對(duì)于一條穩(wěn)定的生產(chǎn)線,節(jié)拍時(shí)間是固定的,,即每個(gè)工人在每輛車能夠裝配的時(shí)間是固定的,。工藝時(shí)間是指工人根據(jù)工藝流程完成該工位安排的工序所需的時(shí)間,即工人在每輛車花費(fèi)的實(shí)際裝配時(shí)間,。
該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)在于:1)生產(chǎn)線上所有車型在工位上的勞動(dòng)負(fù)荷率[6]達(dá)到最大的100%,;2)將同一工位上不同車型或同一車型高低配之間的工時(shí)不平衡現(xiàn)象降到最小,;3)在工藝流程中減少浪費(fèi),,增加增值部分的工作。
生產(chǎn)線平衡及創(chuàng)造價(jià)值是總裝精益生產(chǎn)規(guī)劃開(kāi)展過(guò)程中非?;竞椭匾臏?zhǔn)則,。其操作步驟如下:1)按照零件的裝配順序說(shuō)明各工位的工藝內(nèi)容;2)按照增值部分和非增值部分分析車輛裝配的每一道工序,;3)使用各類操作準(zhǔn)則減少非增值部分,;4)根據(jù)優(yōu)化后的工藝內(nèi)容及工時(shí),進(jìn)行工位之間的節(jié)拍調(diào)整,,將柔性工序拆分安排到固定工序,,目的是盡可能減少工位上不同車型之間的工時(shí)不平衡現(xiàn)象(柔性工序是無(wú)設(shè)備限制和裝配順序限制的工藝流程;固定工序是根據(jù)零件的裝配順序或者設(shè)備限制必須在特定工位完成的工藝流程,,例如,,需使用機(jī)械手安裝的零件、加液,、底盤(pán)合裝等),。
1.2.5 考慮人機(jī)工程學(xué)
人機(jī)工程是借助于工作系統(tǒng)的有效機(jī)構(gòu),,在尊重人的工作效率和需求的同時(shí),創(chuàng)造人,、設(shè)備和工作對(duì)象的最佳協(xié)同作用,。其目的如下:1)建立人性化的工作場(chǎng)地和流程;2)避免員工超負(fù)荷工作,;3)通過(guò)人體工程學(xué)的工位設(shè)計(jì)提高負(fù)荷率,。
符合人機(jī)工程的工藝流程應(yīng)避免如下現(xiàn)象:1)不自然的體姿,例如,,長(zhǎng)期彎腰的體姿,、高于身體的作業(yè)和強(qiáng)制體姿等;2)復(fù)雜的身體動(dòng)作,,例如,,進(jìn)出車身、彎腰,、彎曲,、拉伸和扭轉(zhuǎn)等;3)過(guò)大的用力,,例如,,需用力安裝悶蓋/卡扣等;4)高負(fù)載作業(yè),,例如,,負(fù)載行走;5)符合人機(jī)工程學(xué)的裝配允許工人的站立作業(yè)高度在膝蓋和肩膀之間,,必要時(shí)應(yīng)提供座椅,。
人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝流程規(guī)劃期間都應(yīng)予以考慮,并且在零件的實(shí)車模擬中進(jìn)行評(píng)估,。
二,、 精益生產(chǎn)規(guī)劃的操作準(zhǔn)則
為了更好地幫助員工理解總裝精益規(guī)劃的理念,從而實(shí)現(xiàn)以創(chuàng)造價(jià)值為導(dǎo)向的精益化混線生產(chǎn)規(guī)劃,,在精益化總裝工藝規(guī)劃過(guò)程中,,需要建立一定的準(zhǔn)則,使其更具操作性,?;诰嫔a(chǎn)規(guī)劃的操作準(zhǔn)則包括減少浪費(fèi)、集中在工作區(qū)域的工作,、一觸一動(dòng),、生產(chǎn)線平衡創(chuàng)造價(jià)值、考慮人機(jī)工程學(xué)。
1. 減少浪費(fèi)
總裝工藝流程的每一個(gè)工序都包含創(chuàng)造價(jià)值和浪費(fèi)兩部分,,而減少浪費(fèi)在工藝流程中直觀表現(xiàn)為制造工時(shí)的減少,由此降低HPV,??梢?jiàn),減少浪費(fèi)的準(zhǔn)則也是精益生產(chǎn)規(guī)劃的核心部分,。減少浪費(fèi)包括如下幾方面,。
1)等待。在人或機(jī)器的工作過(guò)程,,或在其活動(dòng)的封閉環(huán)境中,,會(huì)存在相互等待時(shí)間,包括人等人,、人等機(jī)器,。例如,等待前道工序的完成,,等待維修或設(shè)備安裝調(diào)試和停工待料等,。
2)不必要的移動(dòng)/動(dòng)作。工藝過(guò)程中由人員/機(jī)器提取部件/工具/資料均為耗費(fèi),,應(yīng)予排除或壓縮到最低限度,。例如,零部件或工具不在工人能觸及到的20~50 cm內(nèi),,導(dǎo)致其取料或工具行走距離過(guò)長(zhǎng),,工人動(dòng)作過(guò)多等。
3)不必要的過(guò)程,。包括重復(fù)作業(yè),、多次檢查、返修和拆除零件包裝等,。
4)缺陷/返工,。缺陷/返工造成的浪費(fèi)即意味著增加費(fèi)用、等待時(shí)間,。其使成本提高,,令客戶失望。
2.集中在工作區(qū)域的工作
整車總裝的工作區(qū)域一般可分為5個(gè)部分:前蓋,、后蓋,、車身左側(cè)、車身右側(cè)及車內(nèi),。在同一個(gè)裝配工位上,,工人應(yīng)在各自的工作區(qū)域內(nèi)進(jìn)行零件裝配,無(wú)互相干涉的操作。每個(gè)工人理想的工作區(qū)域數(shù)量為1,,這樣有利于減少不必要的走動(dòng),。
工作區(qū)域的理想劃分:前后2個(gè)相鄰節(jié)拍不安排同一工作區(qū)域的零件安裝。這樣做的好處在于,,如果前一個(gè)工位出現(xiàn)故障不能在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)完成工藝內(nèi)容,,不會(huì)影響到后一工位的工藝內(nèi)容。理想的總裝流水線工作區(qū)域安排,。
在同一工位上出現(xiàn)2名工人的情況下,,應(yīng)盡量將他們的工藝內(nèi)容安排在不同的工作區(qū)域,避免裝配過(guò)程中的互相碰撞和干涉,。
如果1名工人的工藝內(nèi)容包含數(shù)個(gè)工作區(qū)域,,其零件安裝順序應(yīng)與流水線方向相反,以減少不必要的走動(dòng),。
3.一觸一動(dòng)
“一觸一動(dòng)”的準(zhǔn)則在零件設(shè)計(jì)上體現(xiàn)為:
1)首次裝配后即無(wú)需抓?。?
2)無(wú)需后續(xù)定位和再次用力,;
3)零件造型適合一人手工操作,;
4)1名工人可以在1個(gè)節(jié)拍內(nèi)使用1個(gè)工具完成此零件裝配;
5)零件自身帶定位,,無(wú)需調(diào)整,;
6)零件裝配無(wú)需使用輔助工具定位。
在工藝流程上體現(xiàn)為:
1)工人直接拿起并裝配零件,;
2)在拿起和裝配過(guò)程中間無(wú)需再更改位置,;
3)零件在不能自行定位情況下,工具應(yīng)帶有輔助定位功能,,無(wú)需另加工具,。
4.生產(chǎn)線平衡及創(chuàng)造價(jià)值[5]
生產(chǎn)線平衡是指生產(chǎn)過(guò)程中按照正確的裝配順序?qū)ば蜻M(jìn)行調(diào)整;在既定的節(jié)拍時(shí)間內(nèi)優(yōu)化每個(gè)工位的勞動(dòng)負(fù)荷率,。創(chuàng)造價(jià)值是指通過(guò)人工,、機(jī)械化或自動(dòng)化工作/方法提升產(chǎn)品價(jià)值的行動(dòng)。每個(gè)工人的勞動(dòng)負(fù)荷率=工藝時(shí)間/節(jié)拍時(shí)間,。
對(duì)于一條穩(wěn)定的生產(chǎn)線,,節(jié)拍時(shí)間是固定的,即每個(gè)工人在每輛車能夠裝配的時(shí)間是固定的,。工藝時(shí)間是指工人根據(jù)工藝流程完成該工位安排的工序所需的時(shí)間,,即工人在每輛車花費(fèi)的實(shí)際裝配時(shí)間。
該標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)在于:
1)生產(chǎn)線上所有車型在工位上的勞動(dòng)負(fù)荷率[6]達(dá)到最大的100%,;
2)將同一工位上不同車型或同一車型高低配之間的工時(shí)不平衡現(xiàn)象降到最??;
3)在工藝流程中減少浪費(fèi),增加增值部分的工作,。
生產(chǎn)線平衡及創(chuàng)造價(jià)值是總裝精益生產(chǎn)規(guī)劃開(kāi)展過(guò)程中非?;竞椭匾臏?zhǔn)則。其操作步驟如下:
1)按照零件的裝配順序說(shuō)明各工位的工藝內(nèi)容,;
2)按照增值部分和非增值部分分析車輛裝配的每一道工序,;
3)使用各類操作準(zhǔn)則減少非增值部分;
4)根據(jù)優(yōu)化后的工藝內(nèi)容及工時(shí),,進(jìn)行工位之間的節(jié)拍調(diào)整,將柔性工序拆分安排到固定工序,,目的是盡可能減少工位上不同車型之間的工時(shí)不平衡現(xiàn)象(柔性工序是無(wú)設(shè)備限制和裝配順序限制的工藝流程,;固定工序是根據(jù)零件的裝配順序或者設(shè)備限制必須在特定工位完成的工藝流程,例如,,需使用機(jī)械手安裝的零件,、加液、底盤(pán)合裝等),。
5. 考慮人機(jī)工程學(xué)
人機(jī)工程是借助于工作系統(tǒng)的有效機(jī)構(gòu),,在尊重人的工作效率和需求的同時(shí),創(chuàng)造人,、設(shè)備和工作對(duì)象的最佳協(xié)同作用,。其目的如下:
1)建立人性化的工作場(chǎng)地和流程;
2)避免員工超負(fù)荷工作,;
3)通過(guò)人體工程學(xué)的工位設(shè)計(jì)提高負(fù)荷率,。
符合人機(jī)工程的工藝流程應(yīng)避免如下現(xiàn)象:
1)不自然的體姿,例如,,長(zhǎng)期彎腰的體姿,、高于身體的作業(yè)和強(qiáng)制體姿等;
2)復(fù)雜的身體動(dòng)作,,例如,,進(jìn)出車身、彎腰,、彎曲,、拉伸和扭轉(zhuǎn)等;
3)過(guò)大的用力,,例如,,需用力安裝悶蓋/卡扣等;
4)高負(fù)載作業(yè),,例如,,負(fù)載行走,;
5)符合人機(jī)工程學(xué)的裝配允許工人的站立作業(yè)高度在膝蓋和肩膀之間,必要時(shí)應(yīng)提供座椅,。
人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝流程規(guī)劃期間都應(yīng)予以考慮,,并且在零件的實(shí)車模擬中進(jìn)行評(píng)估。
基于精益生產(chǎn)的總裝工藝規(guī)劃貫穿于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)至批量生產(chǎn)前的各個(gè)階段,,通過(guò)不同的工作重點(diǎn)體現(xiàn),。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段主要體現(xiàn)在如何降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)決定的制造工時(shí),即由產(chǎn)品(零件)設(shè)計(jì)決定生產(chǎn)一件產(chǎn)品所需的時(shí)間,,只有通過(guò)改變產(chǎn)品的設(shè)計(jì)才能縮短時(shí)間,,不受產(chǎn)地、產(chǎn)量和自動(dòng)化程度的影響,;對(duì)于產(chǎn)品數(shù)據(jù)凍結(jié)至批量生產(chǎn)之前,,體現(xiàn)在降低過(guò)程決定的制造工時(shí)具體指工藝流程中的非增值時(shí)間。通過(guò)不同形式的精益生產(chǎn)規(guī)劃,,最終獲得最優(yōu)的制造成本,。