如何设计高效的精益生产线

June 8, 2022 | 未分类

作者:丁少庭

如何设计高效的精益生产线,对于精益专家们来说,一定不会陌生,因为精益的生产线是精益工厂必备的“刚需”。但行业不同、产品特性不同、产量不同都会造成设计过程中“重点”的不同,甚至是方法的不同,这就要求精益专家们能够根据客户的实际情况,做出合理的、有价值的、在方法论方面的调整甚至是创新,帮助客户设计和落地一条真正适合他们的高效精益生产线。

        1.目的

精益生产线强调的是生产的“流动性”,它可能是装配线,也可能是焊接线。建造精益生产线的意义和目的在于缩短生产周期、提高生产效率、将生产流程透明化和标准化,有利于生产过程中的质量控制以及生产工艺的持续改善,这无论对于计时制工资体系还是计件制工资体系的工厂都是适用的,也可以帮助工厂精确制定生产计划和物料需求计划,降低整个运营中的浪费。

丁少庭|诗道芬高级专家|精益工厂教练

   2.客户节拍

首先,精益专家们应当根据客户的实际情况制定一定的标准(比如在生产工艺、工艺工时、产品尺寸、重量、所需关键设备、工具工装等维度)进行分析和分类、选择哪些产品(族)适合在同一条生产线上生产。之后,根据这些产品的预测产量和客户工厂的实际工作时间计算“客户节拍”。 有的工厂有明确的产品产量预测,可以精确计算“客户节拍”作为生产线设计的目标;有的工厂没有明确的产品产量预测,这时精益专家们需要和客户进行讨论,是否可以按照生产线的“最大产能”去设计这条生产线。

        3.线平衡分析和生产线节拍

计算出“客户节拍”之后,结合这条生产线的工艺总工时和生产效率等因素,可以初步计算出这条生产线的工位数量,之后要进行生产线的线平衡分析。这里要注意,线平衡分析的第一步是对生产流程的“增值工作”和“非增值工作”进行识别,这里可能要进行生产流程和动作的视频录像和分析。对于“非增值工作”,精益专家们应当引导客户讨论如何消除和降低这些工作带来的“浪费”,因为一条高效的精益生产线一定是“浪费最低”的一条生产线。

不同的行业对工艺工时的精度要求是不一样的,比如在电子行业,工艺工时可能要精确到秒;在工程机械行业,工艺工时可能要精确到分钟,要视具体的情况来确定。对于工艺工时的测量,不同行业也有差别,对于以人工装配为主的装配线,可以采用MTM(Method-Time-Measurement)的方法定义工时; 对于不能使用MTM定义工时的生产线,可以采用视频录像、动作分析的方法确定工艺工时。

在线平衡分析的过程中,生产线的“瓶颈工序”和“定拍工序”以及每个工位工人的数量、所需重要设备、重要工具工装等信息基本可以确定。对于“瓶颈工序”,精益专家们要与客户一起研究如何消除这些“瓶颈工序”,可以考虑对目前工艺进行革新,引入更先进的设备、工装夹具以及自动化设备等。

        4.生产线布局

线平衡分析之后,精益专家们要对生产线每个工位进行符合人机工程学的、高效的布局设计,进而对整个生产线进行布局规划。生产线的布局规划要考虑客户工厂的实际情况、可利用面积、物流通道、上下游工序之间的衔接,并结合所有的限制性条件综合进行规划。生产线是直线型、U型还是L型等形式的布局需要在这个阶段进行全方位的优势、劣势、投资回报等综合评估和选择。

        5.生产线的模拟验证

在生产线布局方案确定之后,需要对生产线进行模拟验证。传统的方法为“纸板工程”,就是用硬纸板对生产线的所有细节(工作台、物料架、工装等)进行1:1的制作,并让工人在制作好的生产线上进行生产模拟,并测定实际工时。“纸板工程”的优势在于全员参与,可以通过现场模拟对生产线设计的所有细节进行验证和改善,并立即进行验证和确认,这对在设计阶段没有考虑到的一些细节设计是很好的补充,并确保后续生产线投资的安全性。

在生产线的模拟验证阶段,除了对生产线的生产工艺、实际工时做模拟验证之外,还要对生产线的物料配送,工位上的物料抓取,物料架的设计等与物流和物料相关的设计做验证和优化。

在生产线模拟验证阶段发现的问题点,精益专家们要及时与客户进行现场讨论和问题解决。

对于不适合使用“纸板工程”进行模拟验证的生产线,可以考虑使用更先进的方法进行模拟验证(如计算机三维建模动态验证等技术),也可以在工厂现成的、具有一定参考价值的“老的”生产线上进行“局部”模拟和验证。

经过生产线的模拟验证之后,生产线进入落地实施阶段。

        6.生产线的落地实施和生产爬坡

在生产线落地实施之后,精益专家们要对刚刚建成的生产线进行生产爬坡支持,让生产线的产能尽快达到设计产能。同时,生产线的标准化(标准作业指导书等)、可视化也是非常重要、必不可少的工作。

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