精益生产在汽车企业生产管理中的应用

汪元

摘要：精益生产是一种国际上著名的先进的管理思想。针对某公司的生产实践，运用了生产线平衡、快速换模等先进技术，并运用 ECRS、5W1H等 IE技术，解决了该公司的生产问题。对各改进措施进行了评估，并制定了相应的改进措施，以保证改进计划的执行，期望通过实施“精益制造”来达到减少废物、减少费用、改善自身及增强竞争力的目的。

关键词：精益生产；生产线平衡率；全面生产维护；快速换模

精益生产是起源于丰田公司的一种生产方式，将精益理念融入组织结构、生产过程、开发设计及质量管理等各方面，使得生产过程紧密相连，及时准确地满足顾客的个性化、多元化要求，减少生产过程中的不必要的资源，进而提高产品质量，以达到提高企业竞争力的目的。

精益生产的改善活动主要是围绕着“精”和“益”两个方面所进行。“精”意为精练、精细、精确，其目标是通过对产品和流通过程中的价格流动进行分析，以降低或排除无价值的活动，从而简化流程，降低成本，减少不必要的亏损[3]。“益”指不断提高，即精益制造是不断提高的一个进程。目前，企业的主要目标是：以顾客需要为中心，采用“5 S”、全面生产管理（TPM），采用品牌管理和时间管理，以六西格玛、全面质量管理（TQM）等手段，提升企业质量，并以质量为先作为基础，以持续改进作为目的，达到效益最大化。

精益生产的原则如下：

（1）价值原则  企业的精益生产活动从顾客的需要开始。公司应当总是从顾客的观点考虑其产品和提供服务的价值，以及它能否给顾客提供同等的收益。凡是未能给顾客带来价值的环节和服务，都会被认为是一种资源的浪费，因此，公司必须尽力降低和排除那些没有价值的废物和没有价值的行为。

（2）价值流原则  价值流就是为满足顾客要求而采取的行动或措施。包含了价值和非价值两个方面，以及材料和资讯的流通。“浪费”是一种在价值流程中不能带来附加值的消耗，是一种不能带来价值的行为。对价值流程的认识也是一种认识废物的流程。

（3）流动原则  无论是大规模的或精细的，流量都很关键。在企业的运行中，企业可以清楚地意识到废物的产生，并及时地采取行动，以达到其最大的效益。

（4）拉动原则  “需求牵引”指的是按顾客的要求生产，顾客对所需的物资流量进行调控，这样就能在顾客有需要的情况下，及时获得所需的商品，这就可以防止库存堆积、生产等待以及其他不必要的废物，从而达到最小的生产成本和最大的价值。

（5）尽善尽美原则  完美就是追求完美，一个公司经过了前四个重要阶段以后，就会从各方面得到很大的提高，而这种提升是没有尽头的，必须对公司的缺陷进行不断地完善。

X公司所处行业是中国的一个新兴行业，公司的主要精力都集中在生产上，但对生产的控制并不严格。近年来，随着产量的下降，生产和经营出现了问题。通过到该公司深入调研，对其目前的生产、运营情况和存在问题有了一个全面的认识。

生产现场存在的问题分析

1.生产线不平衡

座位组装工厂共有四条座位组装流水线，前2号座位组装流水线是X公司的主要生产流水线。X公司的座位装配生产线上，生产流程比较复杂，大部分是手工作业，工人工作量不均衡，作业周期不均衡。这些工艺有时仅用数十秒钟，而另一些则要用上百秒来做，严重影响了生产率。

2. 自动化率低

X公司的座椅和泡沫制造工艺，大多都是手工进行，特别是整个座位装配全靠手工进行，自动化程度极低，不但浪费人力和费用，还会影响到产品的品质和工作效率。

3. 换模效率低

由于顾客的产品日程表经常变動，加上销售快件等紧急订货，在X公司的发泡工厂，一天大概要更换6个模具，每一次更换模具所花的时间大概是435s，而由于更换模具导致的停机周期在40min以上，极大地降低了的生产速度和生产率，从而导致X公司的资源大量流失。换模面积的计划、人员技能、事前准备、标准化作业和后期作业的改进都会对换模的效果有很大的影响。X公司模具更换工艺中的某些环节不够科学，使得部分原本可以进行的工作必须在更换模具的时候完成，从而延长了模具更换周期。另外，模具更换工作的安排也不够科学，部分工作可以同时换模，但不能同时进行卸模，这就导致了作业的工作量增大。

问题成因分析

要想把精益管理思想引入和实施起来，关键在于管理者是否愿意，而要做到这一点，就必须让整个公司的人都知道，这是一件非常重要的事情。X公司也进行了一次“精益制造”，但其实施中仍有许多缺陷，其原因有如下。

1. 精益生产理念的普及不足

精益制造是一种要求所有员工理解并支持和参与的工作。从X公司的现状来看，大多数的精益生产观念还只是管理者之间的沟通，而下级流水线工人对此知之甚少。比如，许多一线的工人觉得，只要当天能完成一天的工作，那么无论工作时间有没有平衡，或者有没有因为工作的不平衡而受到影响，他们都会把工作做好。尽管许多生产线的指标都与精益生产相关，但一线的工人们并不了解这些数据的含义，只是被动地从上级那里接收指令。

2. 激励制度不健全

另外，X公司的奖罚机制并不完善。对于那些提出了良好的持续改进方案的人，应当给予相应的奖赏，以鼓励他们主动地提供改进方案，或者主动地参加到提高工作效率中去。

3. 沟通渠道不畅通

公司的交流渠道是一种强大的手段，可以让雇员把问题向上级汇报，并把指示传递给下属。沟通渠道不通，导致公司难以进行高效的沟通，员工在工作中的好点子难以得到及时、高效的贯彻。

基于精益生产的生产现场改进方案

1.生产线平衡优化

2#座位装配流水线是X公司的主要产品，该产品为多个品种的混合流水线。由于各车间的作业需要的时间不能完全相同，且各车间之间的工作节奏也不尽相同，从而使快速生产的工作台在等候中被耽误，从而产生了工作时间的浪费。X公司要求采用取消、合并、重排的方式，采用自动控制的方式来改善生产线的均衡，减少工序的废品，降低生产费用。

流水线的“瓶颈”就是一条流水线上最费力的环节，其工作效率受到极大的制约，因此要靠持续改进关卡来提升整个流水线的均匀度。首先对所需的工作进行认真地观测和记录，对各工序进行逐一地拆分和记录，再利用秒表进行定时。每次作业必须完成五次作业，每次作业次数愈多，资料愈精确。在完成了记录以后，对各个工序的平均处理时间进行了计算，然后将各工序的静态作业时长相加，得到的数据就是作业所需要的时间，数据收集见表1。

X公司2#流水线的用户月需求是15 840个，假设一个月有22个工作日，可以得出平均每日产量15840/22=720台。流水线上的工人一天工作9h，采用两班生产模式，因此，流水线的工作节奏应该是：      TT=2×9×3600/720=90 （s）。

根据上述各工位数据资料，对2#装配线的平衡情况进行了分析，得出的生产线平衡图如图1所示。

从2#座位装配线的设计中可以看到，FS01-2型工作台的安装、覆盖层的泡沫塑料安装及打包式导轨的使用周期为110s，超过了90s的生产周期。

经测算，目前的生产流水线均衡率 P=2060.2/11×30=62.43%，由此可见，2#汽车流水线的平均线平衡度偏低，低于公司的80%，造成了大量的资源消耗，应该进行流水线均衡的优化。

生产线均衡最优方式是指采用精益生产与工业工程学来改进生产线，以实现生产线的均衡，从而使之更贴近生产节奏。文章运用 ECRS和5W1H等方法，对2#座位装配流水线的各工序进行了改进和优化，并对其进行了分类和调整，从而提高了流水线的均匀度。

1）2#座位装配流水线共有30个工作台，2个工作台的工作时长超过了工作进度，所以必须优先改进这两个工作台。采用 ECRS、5W1H分析等方法对问题进行调查，确定问题的成因，并提出相应的对策。

通过以上问题分析，FS01-2的固定蒙皮与滑动轨道的工作和FS01-4的半成品的提取和处理工作合而为一。 FS01-3座椅整修与FS02-7、FC03工位内容存在一定重复，将重复工作去掉，并进行相应整合，FS01-3被取消。这样不仅可以节省人力，还可以缩短FS-02的运行周期，在取消了一些工位后，FS01-2的工作周期缩短到了70s，缩短了逾40s。

2）用相同的方式，对运行时间在TT90以上的FC06工段进行了分析，将该工段的工作进行了拆分，并进行了调整，将前后滑动保护的工作分配到了FC10上，从而缩短了FC06的16s，使得生产更加均衡。

3）由于后方有一条流水线，FS02-6的后部整理工作分配到后工序各个部件装配工位中，工作台被撤掉，减少了每个工位1个工人。

4）将FS02-4工作台的背部和两边的钩子拆开，将上面的钩子移到FS02-3，将FS02-4的工作台移到FS02-5，取消了FS02-4工位。通过工位的取消，不仅减少了2名操作员（每班次1名），也使FS02-3和FS02-5的工作更为充实。

5）FC10工位的头靠销钉工作移至FQ01、FQ02和FC10工位被撤掉，每个工位均降低1人，而FQ01、FQ02的工作负载也得到了改善。

6）将FQ03的工作进行了拆分，将头枕的位置移到FQ05，把FQ03的SBR和FQ04的 Buckle、 SAB等座位的安全部件檢查工位合并为一个工位，这样，每个班次就会有1个工人被削减。经过上述工艺改进， X公司2#座位装配生产线的生产效率明显提高，生产线平衡比增加25%左右，并且减少10名工人。

2.提高自动化率

在科学技术和劳动力成本的日益增长下，工业生产中的自动化已逐渐发展。公司应当根据自己的实际状况，对公司的自动化发展进行计划，从目前较为简单的方面着手，对相关的工艺进行优化，循序渐进，以达到精益制造的需要。精益小组已完成了一些自动改善工程，例如：前排座位螺钉固定机器人、SubLine半成品传动带、搬运机械手与机器人、自动喷码机及脱模剂喷射机器人等。详情见表2。

（1）机械臂  改进之前的前座要由操作员把它从生产线旁边的料架和输送皮带上提起来，因为这是一个半成品，质量很大，工人的劳动强度很大。改进后用机械手将半成品直接输送到输送机上，减轻工人的工作强度。

（2）传送带  副线制作后的衬垫和后座改进后的边框放在了装料台上，通过上料的工作人员将其运送至主干的有关位置。利用副线与主线的上端空间将两条半成品输送机输送软座和后座的半成品进行了衔接，不但节约了副线侧的半成品料架及材料的占用，还节约了主线两侧的货架和存放空间，最关键的是，减少了4名上料工作人员，大大降低了人力成本。

（3）靠背抓取机器人  辅助生产线上安装了一台机械臂，将装配好的后座进行转动，并将其放在传送机上，在主干位置安装一台机械臂，将半成品的坐椅从传送机上取下来，这样既能省下两个工人，又能减少缝纫和存放的工作量，又能避免因为工作压力过大而导致的换班问题。

（4）自动螺钉拧紧机器人  采用自动控制方式，使座椅及椅背的安装方式，从手工作业改为机械作业，既节约人力，又提高产品品质，降低由于手工作业造成的误、漏料现象。在2号座位装配流水作业中，采用以上方法进行了大量的投资，不但减少了2号座位装配流水线的人力资源，而且大大的提高了生产的效率和稳定性。

（5）发泡自动喷码机  在加入泡沫自动打码设备以前，生产线上的泡沫要用质检部门的人员手工在泡沫上打上一个时标，每隔两个小时就会进行一次，这个时间点并不精确。添加了全自动打码器后，在生产过程中，可以实现自动打码，既节约了两个质检部门人员，又能准确地完成喷码工作，利于实现泡沫生产的先进性。

（6）喷脱模剂机器人  手工喷洒的方法会导致大量的脱模剂由于模子的反弹而挥发，从而导致了脱模液的无端损耗。另外，常规的手工喷漆方法不但劳动量大，而且对操作人员的身体有害。与传统的手工喷涂方法相比，采用电磁场对离型剂颗粒进行充电，并在其表面形成静电，以增加离型剂的用量。同时，该系统还可以减少两个工人的工作量，减少对工人的危害，同时还可以准确地控制离型剂的用量，节省了生产费用。另外，该系统的喷射轨迹更加平稳，不存在误喷、漏喷等问题，同时还能提高泡沫的品质。

（7）自动清模机器人  机器人清模具时，可以在同一时间完成大范围和强力的清模具，不会出现残余物质引起的泡沫产生的硬节等品质问题，从而有效地保证了模具的品质。由于上下两个方向都可以清洗上下模，既提高了泡沫生产线的工作效率，又节约了2名工人。

3.快速换模

X公司有两个停线的主要原因：设备出现故障而导致的被动停线以及更换模具时的主动停线。对企业而言这是一种巨大浪费，因此需要企业利用快速换模（SMED）缩短停线时间。从现场考察的情况来看，X公司在换模过程中存在明显的浪费，可以通过缩短换模时间，取得明显改善效果。

（1）并行作业  对模具更换工艺进行了讨论，并对其进行了剖析，得出了模具生产中存在着大量人手短缺和工作位置不稳定的问题。将原来的模具更换人数由4个增至8个，并对工作岗位再次进行了确定。随着更换模子的钟声，4个卸模机工人来到更换模头的位置，进行开门、挂锁、卸模机等作业，然后将模子推到环形出口，而其他4个工人则前往换模区，将新模架机推上环形入口，再把卸下的模架机带走，当装配工人将新模制机推入环形线路进行装配时，其他4个工人则将搬运的模架机退回到换模站。

（2）简化作业  通过对其进行深入的剖析，得出了该系统的安全上锁环节有一定的损耗。其主要问题是，在开锁过程中，仅有一个开锁孔，不便于使用，而且填入、开锁等需要较多时间，因此，对其进行了改良，将其固定在一大型四眼特制的开锁装置中，便于使用。同时，将开锁的形式从写字变成选项，极大地缩短了锁定和开锁的过程，在室内节约52s。

结语

以X公司为例，针对其特点，将其应用于实践，其改进效果有以下几点：在对2#机组进行线路均衡的分析和优选后，采用 ECRS和5W1H法进行了工作台分布的均衡，不但减少了工位的限制，而且节约了人力，提高了流水作业的工作质量。通过不断改进，使生产线和泡沫生产线的生产率得以提高，从而确保了产品的品质。另外，每年节约人力费用134.4万元，还可节约原料18万元。由于采用了新模具迅速更换和 TPM，使工厂的设备停工次数大大缩短，使工厂产品的成品率和产量都有很大的提高，从78.89%的 OEE上升至84.96%。

参考文献

[1] 周家华.精益生产在汽车零部件企业生产管理中的应用[J].现代商业，2021（31）：155-159.

[2] 王丽青.精益生产在制造企业成本管理中的应用探索[J].商讯，2021（10）：105-106.

[3] 耿丽红.SPC在汽车零部件生产企业质量管理中的应用[J].天津科技，2020，47（9）：49-52.

[4] 孟得志.新能源汽车企业精益生产管理体系的研究与应用[J].科技创新与应用，2020（33）：133-134.

[5] 姬玲玲.精益生产在企业管理中的应用[J].中国包装工业，2020（14）：76-77.

[6] 秦小燕，曾偉.精益生产在制造企业质量成本管理中的应用[J].电子世界，2020（12）：180.

[7] 旷林昌.六西格玛在汽车零部件制造企业生产管理中的应用[J].产业与科技论坛，2019（17）：215-216.

[8] 郭雷.精益生产在企业经营管理中的应用研究[D].河南大学，2019.

[9] 毛智宇.精益生产在汽车塑料件生产企业中应用研究[D].上海交通大学，2019.

[10] 王克胜.精益生产在EMS电子企业生产管理中的应用[D].江南大学，2019.