安全带工厂精益生产实施实例

张华炜

摘 要：文章通过系统分析大批量的生产制造型企业的现状，通过精益生产的工具，对设备和产线的布局进行改进，通过ECRS等手法和系统软件的编写，在消除浪费的同时并提升产品质量。同时在改进的过程后，固化改进的手法，并通过PDCA反馈到策划文件中，形成标准的策划文件和管理手法，对以后的高效的策划生产线起到指导作用。

关键词：精益生产；生产线平衡；OEE；FMEA

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）32-0056-02

1 案例实施背景

K公司是一家生产汽车被动安全系统产品的中美合资企业，公司主要从事汽车安全系统的设计、开发、测试、制造以及销售。产品包括方向盘、安全带、安全气囊模块及汽车安全系统集成。通过引进先进的产品开发和制造技术，公司已成为国内具有竞争优势的汽车被动安全系统供应商。成为中国乃至世界上最优秀的汽车被动安全产品及系统集成供应商是公司的愿景。公司通过精益生产理念在公司的全面推行，使得公司运营得到有效的管理和监控。在运作上通过设立的运营目标并建立各相应的运营绩效管理指标及具体的细分指标以跟踪目标指标的达成情况，其中包括安全、内外部质量表现、运行效率，如：库存周转率、供货及时率、人工效率、关键设备综合效率OEE等对运行质量进行衡量和考核，以持续改进运营质量。

由于公司的客户涉及国内主要的整车厂，包括合资和本土的主机厂，而且方向盘，气囊，安全带三大产品品种多，这样公司的客户和业务多元化一方面减少了公司市场风险，但另一方面对制造运营团队提出了高的要求，特别是不少本土主机客户产量需要波动较大，如何有效地进行客户产量需要与生产能力策划包括生产线平衡策划使设备综合效率、人工效率和库存周转率等运作指标有较好的表现提出了高的要求。公司的平台化战略为多产品的共线生产营造了有利的产品线条件，也为推进精益生产提供了帮助。公司的精益制造系统成为公司运作体系的一部分，精益制造体系的6大原则：全员参与、标准化、准时生产、制造质量、价值流和持续改进使得精益生产理念在公司全面展开。其中标准化生产是精益生产的基石，通过均衡生产、柔性化生产及节拍管理使得准时生产的理念得到落实从而实现了库存管理，通过有效的过程策划将防错和制造过程控制落实过程策划中以最求制造过程质量BIQ（build in quality）。产能需求与生产线平衡策划，主要是通过滚动的5 a业务计划确定客户产量需求，通过客户产量需求确定各产品的节拍时间及产能规划。在产能规划中节拍管理、标准化作业、生产线标准化及柔性化生产及均衡化生产等精益生产理念和要求必须在生产运作中体现和管理，否则很难完成精益的产能规划和管理。

制定实际节拍时间（ATT）以满足客户需求节拍时间（TT）并防止过度生产。

节拍时间TT（s/个）=某时期可用的生产时间（s）/同一时期客户需求量（个）。要求ATT略微小于TT时间。通过生产线各工位的时间研究识别和消除瓶颈的工序节拍时间，释放生产线的整体产能以充分挖掘投产规划产能，并匹配主机厂产品规划节拍（TAKT）；通过定期对实际节拍与客户节拍时间审核评估，使工厂可供生产该产品的时间能更充分满足客户的需求量（包括潜在需求变量）并使得产能得到有效的利用。同时关联“柔性生产”要素，“标准作业”要素和作业节拍标准化和“快速换线”要素；实现总体投入产出比最大化，以及实现在制品库存最低化。节拍管理是生产线规划和设备等固定资产投资管理的重要管理工具。滚动的5 a业务计划确定客户产量需求，通过客户产量需求确定各产品的节拍时间及产能规划。以预拉紧安全带为例：客户最大年需求量76万。根据公式计算，我们的TAKT应该是24.9 s，而根据现有生产线分析，2014年我们的ATT为31 s，能够满足2014年的生产，但是已经高于2015年的TAKT time。为了满足客户需求，我们在2014年的上半年启动了生产系统的改进。

2 实施过程

2.1 生产线平衡分析

安全带生产线的布局图如图1所示，节拍图标如图2所示。

通过以上图可以看出，在现有的生产线上平衡率仅为=82.4%。瓶颈工位为31 s，距离TAKT time 22时间还有相当大的距离。

2.2 措施分析

对生产线每一个工位进行分析和讨论，得出了如下的改进方向：

①OP2工位通过合并工位，缩减搬运时间，使用自动下料装置把节拍从27降低到20。

②OP3通过开发自动化程度高新设备，降低设备运行时间把节拍从26降低到21.5。

③OP4通过调整工序，合理利用设备运行时间把节拍从28降低到21。

④合并OP5到OP7，取消OP8，通过开发自动化设备把OP6 从27降低到21。

经过公司内的反复论证，决定于2014年5月实施以上的改进项目。

2.3 实施验证

历时4个月的改造，同时也攻克了几大难点：

①完成OP3的自动化设备；②完成了OP6的全自动上料和加工设备；③开发了生产线监控系统软件，从人、机、料、法各方面完成对生产状态的监控。

2.4 改进后的效果

改进后的效果示意图如图3所示，节拍图表如图4所示。

改进后的生产线平衡率为93.7%。

2.5 总结成果

2.5.1 节 拍

节拍从31降低到21.5，生产人数从9人降低到7人，换线时间从20 min降低到10 min，产能提升40%；场地利用率提升20%。

由于安全带的CPT生产线是平台件产品生产线，生产线释放出的产能为新产品投产腾出了产能空间。在产能需求生产线平衡策划过程中，为有效平衡客户产量需求、设备利用率、人工效率，包括生产线平衡最终实施ATT<=TT的目标，工厂对各生产线根据不同的人员配置建立相应的标准化作业图和标准作业组合票以确定相应的实际节拍时间（ATT），除了建立不同的人员配置的实际节拍时间外，还可以通过调整可用时间来调整TT时间，如作业时间由2班调整为3班或每班有8 hr调整为10 hr等方式来调整客户节拍时间TT，从而使得ATT接近或等于TT时间。通过以上的生产计划安排和产线人员配置，使得ATT满足TT要求。当然由于DAB生产线产品共线生产较多，不同产品每月产量需要也随客户实际产量需求变化而变化，因此不同产品在共线生产所占时间比率也会变化，因此实际TT的时间计算要复杂的多，这对计划管理实现均衡化生产计划提出较高的要求。

2.5.2 标准化作业

通过构建操作者与料、机的最佳组合，以最有效的方式，最低的浪费来开展工作，也是节拍管理的基础。通过对对作业顺序、节拍时间和在制品等建立规范建立细化操作规范，使操作规范易于理解；同时标准化作业是改善的基础，为持续改进建立基线，使得每一位员工参与持续改进，追求最高水平的安全、质量和效率。而标准化则是防止企业管理水平下滑的制动力。没有标准化就不可能将运作维持在较高的管理水平。公司通过作业指导书（ODS）、标准操作表、工作组图三个文件规定了标准化操作的要求，明确了作业步骤，操作顺序，每个作业步骤的时间，确定节拍时间。同时标准化作业除了生产线操作岗位的标准化外，还包括非周期性作业如设备维修、班组管理等。标准化要求相关文件清晰地描述了工作过程，正确标识在制品、线旁库存和线边工具，还需考虑操作人员随线移动和线旁静止物料及工具的相对位置等。班组长理解并参与减小实际节拍时间（ATT）和周期时间（TT）间差异的工作，班组参与标准化工作的持续改进。生产、质量、物流、维修等支持团队也参与到标准化作业的制定和持续改进工作中。此外，标准化作业培训，对员工的资质、新员工、轮岗员工的应知应会培训方式、员工的能级评估及多能工培养和评估进行规范，使得标准化作业能很好地得到落实，也确保上岗员工具备应有的资质；提高现场员工培训的效率和效果，通过“一岗多能”实现人员的柔性化。

2.5.3 产品制造平台标准化及柔性化生产

安全带产品平台化战略为多产品的共线生产创造了条件，帮助实现制造平台的标准化，安全带生产线策划规范包括关键过程的标准化（工艺标准、关键设备标准、工装模具标准等）；确定了关键过程如缝纫、装配、铆接、在线检测等。安全带工厂的产品平台的GMR、YLR、M2K及前排、后排、插锁及腰带等产品的典型平台产品，我们制订了相应的平台产品制造标准。产品的制造平台标准化，在关键过程平台化的标准上，我们从如下几个方面进行规定：

①安全、能源、环境标准、生产线产能；②节拍及生产线平衡柔性配置；③生产线布局标准；④共线生产要求和快速换模；⑤人机工程标准；⑥生产线防错标准；⑦物料包装和线旁物流标准；⑧条码系统标准；⑨追溯系统标准；？輥？輮？訛生产线标准化操作标准；？輥？輯？訛生产线控制系统机械、电气，PLC、软件标准；？輥？輰？訛TPM标准；？輥？輱？訛ANDON系统标准；？輥？輲？訛元器件标准化；？輥？輳？訛生产线资料标准化。

以第6项生产线防错要求为例：

①我们制0定了防错的等级D/P FMEA的RPN值分析：FMEA中凡遇下列情况任意条件必须采取防错措施以减少风险性：严重度数>7；频度数>5；探测度>6；RPN>80不同客户的特殊要求，则按客户要求。

②以往同类产品的质量信息：内部生产区域缺陷反馈、内部AUDIT质量反馈、分层审核发现问题等。外部客户现场抱怨问题、记录的质量缺陷、客户抱怨等。

③产品质量关键控制点：关键质量控制点：KPC/KCC、客户特殊要求、客户关注点等。

④同类产品的经验教训，根据防错数据库内容。

⑤防错类别与等级。防错主要类别：

产品设计的防错——例如重新设计、消除错误条件、对称或不对称设计等。

机械防错——例如工装和设备装置改变或增加检测工具，防错工装等。

技术工艺的防错——例如改变加工步骤、产品工艺等。

电气防错——例如感应头，光纤和摄像头等。

软件防错——例如扫描条码，控制产品状态等。

人员的防错——例如增加技能矩阵、控制图表、现场操作检验步骤等。

⑥防错的等级：

等级一——在连续的后道工序中探测出错误、缺陷。

等级二——在本工序中就能探测出自身错误、缺陷。

等级三——在本工序中不可能制造出错误、缺陷。

通过以上的措施可以重复实现生产线的共线生产及柔性化生产，尽可能减少设备投入充分提供设备的利用率，同时生产产地面积也得到了有效的控制，充分挖掘了场地的价值。

3 结 语

对标竞争对手及行业最佳实践，安全带工厂需要不断寻找和研究类似产品或业务流程的最佳实践，以最佳实践为进行对标与工厂现状进行比较、分析、判断，从而使自己得到不断改进，创造优秀业绩的良性循环。精益生产和运营管理的持续改进是无止境的，通过全员的参与改善和持续改进活动来获得公司持续的竞争力提升。事实上，工厂在产能需求与生产线平衡策划中，虽然通过运用精益生产的理念不断挑战新高度和目标，但在不少方面还需要进行提高，以不断提升工厂的竞争能力。目前工厂需要改进的方面：与行业一流企业的运营能力的对标工作还需要加强，以发现运作过程中差距。结合平台化战略，进一步探索生产线柔性化及快速换线的能力通过对生产制造技术的不断地探索和研究提高生产效率，提高自动化。计划管理借助IT技术的生产计划管理（均衡化生产）能力和绩效还有待提升，使得库存管理及库存周转能力得到提升；标准化作业、标准化作业培训工作、以及改善工作在基层进一步深化，使得精益生产能进一步在基层落地，精益体系还需要在公司的各个层面和领域得到落实并不断完善。

参考资料：

[1] 张锡华.精益生产方式的应用[J].汽车工艺与材料，2009，（3）.

[2] 加藤治彦（日），党蓓蓓（译）.精益制造：生产管理[M].北京：东方出版社，2010.

2.5.2 标准化作业

通过构建操作者与料、机的最佳组合，以最有效的方式，最低的浪费来开展工作，也是节拍管理的基础。通过对对作业顺序、节拍时间和在制品等建立规范建立细化操作规范，使操作规范易于理解；同时标准化作业是改善的基础，为持续改进建立基线，使得每一位员工参与持续改进，追求最高水平的安全、质量和效率。而标准化则是防止企业管理水平下滑的制动力。没有标准化就不可能将运作维持在较高的管理水平。公司通过作业指导书（ODS）、标准操作表、工作组图三个文件规定了标准化操作的要求，明确了作业步骤，操作顺序，每个作业步骤的时间，确定节拍时间。同时标准化作业除了生产线操作岗位的标准化外，还包括非周期性作业如设备维修、班组管理等。标准化要求相关文件清晰地描述了工作过程，正确标识在制品、线旁库存和线边工具，还需考虑操作人员随线移动和线旁静止物料及工具的相对位置等。班组长理解并参与减小实际节拍时间（ATT）和周期时间（TT）间差异的工作，班组参与标准化工作的持续改进。生产、质量、物流、维修等支持团队也参与到标准化作业的制定和持续改进工作中。此外，标准化作业培训，对员工的资质、新员工、轮岗员工的应知应会培训方式、员工的能级评估及多能工培养和评估进行规范，使得标准化作业能很好地得到落实，也确保上岗员工具备应有的资质；提高现场员工培训的效率和效果，通过“一岗多能”实现人员的柔性化。

2.5.3 产品制造平台标准化及柔性化生产

安全带产品平台化战略为多产品的共线生产创造了条件，帮助实现制造平台的标准化，安全带生产线策划规范包括关键过程的标准化（工艺标准、关键设备标准、工装模具标准等）；确定了关键过程如缝纫、装配、铆接、在线检测等。安全带工厂的产品平台的GMR、YLR、M2K及前排、后排、插锁及腰带等产品的典型平台产品，我们制订了相应的平台产品制造标准。产品的制造平台标准化，在关键过程平台化的标准上，我们从如下几个方面进行规定：

①安全、能源、环境标准、生产线产能；②节拍及生产线平衡柔性配置；③生产线布局标准；④共线生产要求和快速换模；⑤人机工程标准；⑥生产线防错标准；⑦物料包装和线旁物流标准；⑧条码系统标准；⑨追溯系统标准；？輥？輮？訛生产线标准化操作标准；？輥？輯？訛生产线控制系统机械、电气，PLC、软件标准；？輥？輰？訛TPM标准；？輥？輱？訛ANDON系统标准；？輥？輲？訛元器件标准化；？輥？輳？訛生产线资料标准化。

以第6项生产线防错要求为例：

①我们制0定了防错的等级D/P FMEA的RPN值分析：FMEA中凡遇下列情况任意条件必须采取防错措施以减少风险性：严重度数>7；频度数>5；探测度>6；RPN>80不同客户的特殊要求，则按客户要求。

②以往同类产品的质量信息：内部生产区域缺陷反馈、内部AUDIT质量反馈、分层审核发现问题等。外部客户现场抱怨问题、记录的质量缺陷、客户抱怨等。

③产品质量关键控制点：关键质量控制点：KPC/KCC、客户特殊要求、客户关注点等。

④同类产品的经验教训，根据防错数据库内容。

⑤防错类别与等级。防错主要类别：

产品设计的防错——例如重新设计、消除错误条件、对称或不对称设计等。

机械防错——例如工装和设备装置改变或增加检测工具，防错工装等。

技术工艺的防错——例如改变加工步骤、产品工艺等。

电气防错——例如感应头，光纤和摄像头等。

软件防错——例如扫描条码，控制产品状态等。

人员的防错——例如增加技能矩阵、控制图表、现场操作检验步骤等。

⑥防错的等级：

等级一——在连续的后道工序中探测出错误、缺陷。

等级二——在本工序中就能探测出自身错误、缺陷。

等级三——在本工序中不可能制造出错误、缺陷。

通过以上的措施可以重复实现生产线的共线生产及柔性化生产，尽可能减少设备投入充分提供设备的利用率，同时生产产地面积也得到了有效的控制，充分挖掘了场地的价值。

3 结 语

对标竞争对手及行业最佳实践，安全带工厂需要不断寻找和研究类似产品或业务流程的最佳实践，以最佳实践为进行对标与工厂现状进行比较、分析、判断，从而使自己得到不断改进，创造优秀业绩的良性循环。精益生产和运营管理的持续改进是无止境的，通过全员的参与改善和持续改进活动来获得公司持续的竞争力提升。事实上，工厂在产能需求与生产线平衡策划中，虽然通过运用精益生产的理念不断挑战新高度和目标，但在不少方面还需要进行提高，以不断提升工厂的竞争能力。目前工厂需要改进的方面：与行业一流企业的运营能力的对标工作还需要加强，以发现运作过程中差距。结合平台化战略，进一步探索生产线柔性化及快速换线的能力通过对生产制造技术的不断地探索和研究提高生产效率，提高自动化。计划管理借助IT技术的生产计划管理（均衡化生产）能力和绩效还有待提升，使得库存管理及库存周转能力得到提升；标准化作业、标准化作业培训工作、以及改善工作在基层进一步深化，使得精益生产能进一步在基层落地，精益体系还需要在公司的各个层面和领域得到落实并不断完善。

参考资料：

[1] 张锡华.精益生产方式的应用[J].汽车工艺与材料，2009，（3）.

[2] 加藤治彦（日），党蓓蓓（译）.精益制造：生产管理[M].北京：东方出版社，2010.

2.5.2 标准化作业

通过构建操作者与料、机的最佳组合，以最有效的方式，最低的浪费来开展工作，也是节拍管理的基础。通过对对作业顺序、节拍时间和在制品等建立规范建立细化操作规范，使操作规范易于理解；同时标准化作业是改善的基础，为持续改进建立基线，使得每一位员工参与持续改进，追求最高水平的安全、质量和效率。而标准化则是防止企业管理水平下滑的制动力。没有标准化就不可能将运作维持在较高的管理水平。公司通过作业指导书（ODS）、标准操作表、工作组图三个文件规定了标准化操作的要求，明确了作业步骤，操作顺序，每个作业步骤的时间，确定节拍时间。同时标准化作业除了生产线操作岗位的标准化外，还包括非周期性作业如设备维修、班组管理等。标准化要求相关文件清晰地描述了工作过程，正确标识在制品、线旁库存和线边工具，还需考虑操作人员随线移动和线旁静止物料及工具的相对位置等。班组长理解并参与减小实际节拍时间（ATT）和周期时间（TT）间差异的工作，班组参与标准化工作的持续改进。生产、质量、物流、维修等支持团队也参与到标准化作业的制定和持续改进工作中。此外，标准化作业培训，对员工的资质、新员工、轮岗员工的应知应会培训方式、员工的能级评估及多能工培养和评估进行规范，使得标准化作业能很好地得到落实，也确保上岗员工具备应有的资质；提高现场员工培训的效率和效果，通过“一岗多能”实现人员的柔性化。

2.5.3 产品制造平台标准化及柔性化生产

安全带产品平台化战略为多产品的共线生产创造了条件，帮助实现制造平台的标准化，安全带生产线策划规范包括关键过程的标准化（工艺标准、关键设备标准、工装模具标准等）；确定了关键过程如缝纫、装配、铆接、在线检测等。安全带工厂的产品平台的GMR、YLR、M2K及前排、后排、插锁及腰带等产品的典型平台产品，我们制订了相应的平台产品制造标准。产品的制造平台标准化，在关键过程平台化的标准上，我们从如下几个方面进行规定：

①安全、能源、环境标准、生产线产能；②节拍及生产线平衡柔性配置；③生产线布局标准；④共线生产要求和快速换模；⑤人机工程标准；⑥生产线防错标准；⑦物料包装和线旁物流标准；⑧条码系统标准；⑨追溯系统标准；？輥？輮？訛生产线标准化操作标准；？輥？輯？訛生产线控制系统机械、电气，PLC、软件标准；？輥？輰？訛TPM标准；？輥？輱？訛ANDON系统标准；？輥？輲？訛元器件标准化；？輥？輳？訛生产线资料标准化。

以第6项生产线防错要求为例：

①我们制0定了防错的等级D/P FMEA的RPN值分析：FMEA中凡遇下列情况任意条件必须采取防错措施以减少风险性：严重度数>7；频度数>5；探测度>6；RPN>80不同客户的特殊要求，则按客户要求。

②以往同类产品的质量信息：内部生产区域缺陷反馈、内部AUDIT质量反馈、分层审核发现问题等。外部客户现场抱怨问题、记录的质量缺陷、客户抱怨等。

③产品质量关键控制点：关键质量控制点：KPC/KCC、客户特殊要求、客户关注点等。

④同类产品的经验教训，根据防错数据库内容。

⑤防错类别与等级。防错主要类别：

产品设计的防错——例如重新设计、消除错误条件、对称或不对称设计等。

机械防错——例如工装和设备装置改变或增加检测工具，防错工装等。

技术工艺的防错——例如改变加工步骤、产品工艺等。

电气防错——例如感应头，光纤和摄像头等。

软件防错——例如扫描条码，控制产品状态等。

人员的防错——例如增加技能矩阵、控制图表、现场操作检验步骤等。

⑥防错的等级：

等级一——在连续的后道工序中探测出错误、缺陷。

等级二——在本工序中就能探测出自身错误、缺陷。

等级三——在本工序中不可能制造出错误、缺陷。

通过以上的措施可以重复实现生产线的共线生产及柔性化生产，尽可能减少设备投入充分提供设备的利用率，同时生产产地面积也得到了有效的控制，充分挖掘了场地的价值。

3 结 语

对标竞争对手及行业最佳实践，安全带工厂需要不断寻找和研究类似产品或业务流程的最佳实践，以最佳实践为进行对标与工厂现状进行比较、分析、判断，从而使自己得到不断改进，创造优秀业绩的良性循环。精益生产和运营管理的持续改进是无止境的，通过全员的参与改善和持续改进活动来获得公司持续的竞争力提升。事实上，工厂在产能需求与生产线平衡策划中，虽然通过运用精益生产的理念不断挑战新高度和目标，但在不少方面还需要进行提高，以不断提升工厂的竞争能力。目前工厂需要改进的方面：与行业一流企业的运营能力的对标工作还需要加强，以发现运作过程中差距。结合平台化战略，进一步探索生产线柔性化及快速换线的能力通过对生产制造技术的不断地探索和研究提高生产效率，提高自动化。计划管理借助IT技术的生产计划管理（均衡化生产）能力和绩效还有待提升，使得库存管理及库存周转能力得到提升；标准化作业、标准化作业培训工作、以及改善工作在基层进一步深化，使得精益生产能进一步在基层落地，精益体系还需要在公司的各个层面和领域得到落实并不断完善。

参考资料：

[1] 张锡华.精益生产方式的应用[J].汽车工艺与材料，2009，（3）.

[2] 加藤治彦（日），党蓓蓓（译）.精益制造：生产管理[M].北京：东方出版社，2010.