TPS在钳体支架机加单元的应用研究

黄梅仙

摘要：本文分享了一个TPS项目策划和推进案例，该项目通过对现有的产品的工艺、设备布置、工装、节拍等的调研、针对瓶颈项进行改进，提高产品单件节拍，从而提高总体产能。

关键词：TPS;标准化;瓶颈;平衡;ECRS

0引言

丰田生产方式，缩写为TPS，目的是消除浪费，创造出高质量、高收益。丰田生产方式是诞生于1976年石油危机的时候。卖方市场逐渐转变为买方市场，顾客的个性化越来越强烈。在这种背景下，泰勒创造的科学管理和福特创造的流水线生产方式，不再适应时代的需求，丰田式生产方式逐渐成为各制造业学习并推行的主流生产模式。

一、丰田生产方式的体系和基本思想

制造成本可分为三类，一是材料费，二是劳务费;三管理费用。提高利润的方式有三种，一是提高销售价格;二是多产多卖;三是降低成本。

在卖方市场的时候，定价权在于企业，因此销售价格= 成本+ 利润。随着买方市场的到来，销售价格取决于消费者，利润= 销售价格- 成本。

TPS就是通过彻底消除3MU来确立高质量高收益的体制。Muri就是超负荷的人或设备，Muda就是浪费，Mura就是不均衡。

真正的效率就是以最低的成本生产出可销售的产品数量。例如，顾客需要的产品数量为100个，而实际生产了120个，那么多余20个产品将卖不出去，成为浪费。

一切浪费的根源在于生产过量，生产过量还包括提前生产。TPS的两大支柱就是准时化和自动化。准时化就是适当的时候生产适当的量，自动化就是自动停机，不生产不合格品。为此，必须要消除生产过剩、不良品、停工等活、动作、搬运、加工本身、库存等七种浪费。

1、策划

公司于2007年，推行TPS，选取一个典型产品作为推进TPS的代表性产品。

该产品A生产流程如下：

采购→铸造→机加→清洗→镀锌→清洗→装配→入库→出货。

TPS实施的步骤，首先对整个流程的各个环节进行详细的描述，运用工业工程的ECRS原则，进行分析和改善;然后对作业进行时间测定，联合操作和人机工程的分析;再对动作进行分析。改善以后，必须进行标准化，包括作业顺序的标准化，在制品数量的标准化，平面布置的标准化。在推行过程中，要逐步使得不合格品率无限趋向于零，使设备故障时间无限趋向于零。

2、分析：

例如A产品的机加到装配的环节细化表示，以A支架机加为例的流程描述如下：

拉削定位面0.62Min

检验1Min

铣R2.6Min

检验1Min

钻铰导向孔及安装孔12.6min检验1Min

搬运 70M

检验1Min

搬运 50M

清洗1Min

搬动 20M

电镀2Min

检验1Min

搬运 60M

暂存1 天

搬运500M

吹扫1Min

通过对上流程的分析，我们发现只有加工和装配操作是增值的，检验、搬运、储存应尽可能减少，同时要做到生产的同期化，在适当的时候提供适当的量的产品。我们必须要在钳体开始装配时，保证产品A前钳体、前支架、外协配件是齐全的，并且恰好同时到达装配车间，数量匹配。

3、机加的现场调查和实施：

首先在机加车间进行TPS的一些基础工作，做好5s工作，即整理、整顿、清扫、清洁、素养。

通过5s活动，设备完好率提高了20%，设备故障时间降低了23%，生产准备时间从原来的1 小时减少到20分钟。工人的士气大幅度上升，执行率从过去的70%，提升到了95%。

第二是标准化。首先将整个流程分段，分为钳体机加、支架机加、清洗、电镀、装配。对各个工段进行详细的分析，钳体机加单元，从流程图中可以看出，有4 个检验项目，机加完工后，还必须要搬运50米，到总检的地方进行检验，检验工作繁多，重复，且不能为产品增值。运用工业工程的知识，按照ECRS原则，对检验工作进行合并，将检验工作放在机加完成后进行，并做好标记，一旦发生质量问题，能够追溯。

A前钳体原先各工序之间的时间相差很大，通过对刀具的挑选和数控程序的调整，得到了较为平衡的时间，由于OP40的车床每次只能装夹1 件工件，因此配备了2 台设备。改进前的A前钳体的机加工单元的配置，见下统计：

OP10铣R：机器时间240S，工件数2，装夹时间35S，设备数量1 台，单件时间138S;

OP20钻导向孔：机器时间141S，工件数2，装夹时间20S，设备数量1台，单件时间81S;

OP30钻放气孔及进油孔：机器时间192S，工件数2，装夹时间20S，设备数量1 台，单件时间106S;

OP40车缸孔：机器时间196S，工件数1，装夹时间25S，设备数量2台，单件时间111S;

改进前，工序间的滑道上摆放了20多件的在制品、工件容易碰伤、操作不按顺序，没有针对瓶颈时间去操作、从而造成產能的浪费。

A前钳体的机加工单元进行工装改进，改进后的配置，见下统计：

OP10铣R：机器时间200S，工件数2，装夹时间35S，设备数量1 台，单件时间118S;

OP20钻导向孔：机器时间121S，工件数2，装夹时间20S，设备数量1台，单件时间71S;

OP30钻放气孔及进油孔：机器时间172S，工件数2，装夹时间20S，设备数量1 台，单件时间96S;

OP40车缸孔：机器时间196S，工件数1，装夹时间25S，设备数量2台，单件时间111S;

A前钳体的机加工单元平面布置位置描述：

毛坯架

成品架    OP10

OP40     OP40

OP30     OP20

从上示意图中，得OP10到OP20距离较远，OP30到OP40物流往回流，需要减少走动距离。从表1 可以看出，机器加工时间比较长，装夹时间相对较短，工人空闲现象严重，采用两个操作工，人工利用率低。而且动作不规范，没有规定作业顺序。

通過组合票的分析，可以知道采用一个人操作，时间上是否来得及，空闲时间有多少。

为了减少走动距离，调整OP10的设备位置，新的设备平面布置位置描述：

毛坯架OP10

OP30     OP20

OP40     OP40

成品架

通过工业工程手法，减少了走动距离6 米，减少了一个操作工。并将制品数量规定为8 个。节约人员后，提高了100%的人员使用率。

同样，对A支架机加工也进行了优化和标准化。

通过分析，机加单元完工到总检需要搬运50米，再搬运50米到清洗，再搬运20米到电镀，电镀后，在半成品仓库存储1 天。为此，将总检和机加最后一序的检验工作合并，减少搬运距离100米。取消机加完工品在半成品仓库的存放，在机加单元和装配单元之间设立2 小时的库存，并运用看板进行信息的传递。

4、装配的现场调查和实施：

调研发现生产线很不平衡。高压检测环节是瓶颈。可用生产线平衡率图来描述。

对于瓶颈工序，采用拆分和技术改进的方法，缩短时间，生产线产量提升了10%。通过人机工程的分析，将第1 序和第2 序合并，可减少1 个操作工，将第8 序和第9 序合并，减少了1 个员工。改进后的生产线平衡率可用图来与前图对比。

5结语

通过TPS的推行，A钳体支架机加单元，由原来的每个班23人，降为15人，节省了34%的人工，为企业节约了劳务费24万元/ 年。在制品数量，由原来的3 天，减少为1 天，节约固定占有资金60%。生产周期，由原来的5 天，缩短为3 天，缩短了40%。实施改善的生产线年产能平均提升了10%。

参考文献：

【1】日，大野耐一，丰田式生产管理，1976;