佛吉亚排气系统生产物流设计

佛吉亚排气系统生产物流设计 一、 公司简介 佛吉亚（FAURECIA）是标致雪铁龙汽车集团的成员，成立二1997年，是法 国第一大，欧洲第二大汽车配件制造企业，全球第九大的汽车零部件供应商。产 品占汽车总价值的15%，分为六大模块的专业设计、生产和成品制造：内饰模块、 座椅模块、前端及隔音模块、结构及机械调整模块、排气系统模块。 2009年末佛吉亚斥资52亿欧元收购了Emcon（原阿尔文）排气，作为汽车工 业著名零部件制造和服务集团，佛吉亚的全球年销售额为110亿欧元，拥有员工 60，000名，在28个国家经营运作。为汽车制造厂商生产和提供高质量的和创新 的产品，技术解决方案和服务。 2009 年，集团销售额达到 93 亿欧元，全球员工 6 万 2 千名，并在全球 32 个 国家建立 200 家工厂和 33 处研发中心。当今的主要汽车制造商至少使用其中之 一来装配其汽车。 佛吉亚于上世纪九十年代进入中国，目前在中国上海、长春、武汉、重庆、 南京和青岛拥有 15 家工厂 3100 名员工。佛吉亚在中国的客户包括一汽大众，上 海大众，神龙公司，东风有限（日产），福特，上海通用，奇瑞等。 二、佛吉亚公司主要生产物流流程 （一）佛吉亚生产物流概况 佛吉亚主要生产排气系统的汽车零部件供应商，其产品如图 1 所示： 图 1 汽车排气系统示意图 一般生产工序流程图如下： 根据汽车排气系统的特点，主要的生产工序有以下五步： 1）排气管的下料：将原材料毛坯管按不同产品要求在切管机上切成不同长度的 半成品管件，主要的生产物流为将不同规格的原材料毛坯管的搬运、摆放、 下料等； 2）排气管的弯制：将半成品管件按工艺要求在弯成成品管件，主要的物流为成 品管件的摆放及搬运； 3）消声器的制造：在大型的制造设备上制成消声器。主要物流为各种零件的摆 放，及成品消声器的搬运； 4）净化器及消声器的总成产品装配并用焊接机器人等焊接总成产品，主要物流 为各种零件的摆放，及总成产品的搬运； 5）JIT 装配送货：按客户的要求将总成本产品装配在料架上，随时取货。 （二）佛吉亚公司生产物流中存在的问题 物料进厂 IQC 检验拒收 入库 生产领用 首件确认 批量生产 员工自检 出货 QA 检验 成品入库 OQC 检验 员工自检 产品包装 包装前检验IPCQ 巡检 1. 不合格品控制 品质异常处理 特采方式批准 长 春 大 学 课程设计纸 共 17 页 第 3 页 装 订 线 1) 对于汽车零部件供应商来说，产品种类繁多，且绝大多数产品需求量很小， 产品需求无规律性，要求生产周期短，给零部件生产特别是生产物流带来 很大的制约性，生产物流的效率低，成本高。 1、生产场地布局合理性欠缺 生产车间的场地布局对整个公司的生产物流情况影响巨大，研究生产物 流情况需分析生产车间布局对生产物流的影响，即生产场地布局的合理性。 （1） 生产各工序工位布局 整个佛吉亚公司生产车间的布局如图 2 所示 佛吉亚公司布局示意图 图 2 佛吉亚车间布局图 从布局图中可以看出，佛吉亚的布局方式为相同工序集中摆放，即相同的设 备，相同的工序放在同一区域内，这种布局类型有利于满足大批量少品种的生产 和加工要求。另外设备、工装、模具的摆放和管理相对较清晰，原材料库存区及 中转区都设置在非主要生产作业的范围内，不影响主要生产干道物流作业的运行。 同时为 CKD 件产品设置了专门的库存中转区，便于摆放。 但由于相同工序集中摆放，各半成品中转物流线路长，许多半成品往返的移 动，易造成不必要的浪费。 对于部分产品，直接用 CKD 件进行总成生产，此类产品量大品种多，往往长 时间不生产一旦生产周期紧，因布局原因，CKD 件要经过较长距离的转运才能送 到焊接装配区域，物流配送显得更加紧张，生产出的成品又需要马上 JIT 装配发 CKD 件库存区 原料库存区 管件下料区 JIT 装配区 焊接区 消声器制造区 弯管区 中转区 运到主机厂家，而 JIT 装配的工装仅有两条，造成物流效率低下。 （2） 各生产工序关联性分析 1）整个佛吉亚公司消声器生产各工序关系分别如图 3 所示 下料 焊接 下料 制消 消声器壳体原料 端盖及隔板外购 件 半成品 半成品 半成品 消声管器 总成产品 主机厂 消声 管原 料 下料 弯管 制消 焊接 JIT 配送 图 3 消声器生产各工序示意图 从图 3 可以看出在整个消声器制造生产过程中，管件半成品多次被转运，结 合图 2 的公司布局不难看出，由于车间布局的制约，使得进、排气管件在车间内 往返搬运 3 次后才进行总成装配焊接。另外，消声器生产的瓶颈工序一般在焊接 区域，这势必造成管件半成品的库存现象十分普遍。 对于消声管，下料后直接进入制消区域，但其生产节拍短，往往多种产品连 续生产，生产出半成品外建立零食库存。而消声管品种多，外形上几乎没有什么 区别，部分产品间仅长度方向有几毫米的差别，部分产品仅有管件上的消声孔多 少的区别，还有部分管件仅在管件壁厚上有零点几毫米的区别，物流中极易产生 错误。 2）净化器生产各工序如图 4 所示 进、 排气 管原 料 长 春 大 学 课程设计纸 共 17 页 第 5 页 装 订 线 下料 封装焊接 JIT 配送 下料 焊接 JIT 配送 进、排气管原料 净化器原料 衬垫 净化器壳体 外购件 总成产品 主机厂 图 4 净化器生产各工序示意图 相对于消声器生产，净化器生产各工序情况略好一些，但也存在进、排气管 件半成品的中转库存问题。 3)CKD 件生产各工序如图 5 所示 封装焊接 JIT 配送 CKD 零件 焊接 JIT 配送 CKD 件 外购件 总产成本 主机厂 图 5 CKD 件生产各工序示意图 CKD 件生产物流相对简单，只是将 CKD 件和外购件送往总装焊接区域进行生 产即可，但公司车间布局中，CKD 件库存区和 CKD 件总装焊接区位置较远，往返 物流效率低，同时送往 JIT 装配时，会受到 JIT 装配线的限制，总成产品不能有 效发送给主机厂家，造成积压库存现象时有发生。 （3） 公司新业务发展及未来规划对工厂布局的影响 从 2004 年开始世界三大排气系统供应商开始将整个亚洲区的生产基地转移 至中国，纷纷在中国扩大生产点及扩大原有的生产规模，并将中国作为其新的利 润增长点，面对激烈的市场竞争压力，各排气系统供应商，纷纷降低内部管理成 本，从而在产品报价上占据有利的竞争位置，这就对各汽车排气系统生产制造厂 家的成本管理提出了更高的要求，降低物流成本是大家共同的选择，而由于种种 原因佛吉亚现有的生产车间布局状况显然已无法满足物流管理降成本的要求，这 就使得佛吉亚必需在车间内部布局上动大功夫才能满足降低物流成本的需要。 另外，佛吉亚公司从 2004 年开始生产国内排气系统的真空区一岐管总成的 生产，虽然其工序相对简单，仅有总成焊接装配，但其外购零件多，生产工艺复 杂，占用场地大，JIT 装配线复杂等特点，给生产物流带来很大麻烦，而且主机 厂家从一开始就提出了岐管总成必须降成本，其价格要略低于同产品欧洲厂家生 产的报价，这使得佛吉亚公司从一开始就必须围绕岐管总成的生产建立适合岐管 总成的生产的物流管理布局，这对于生产场地有限的车间来说是什么头疼的事情， 车间布局时要同时兼顾消声器的生产、净化器的生产、还有岐管总成的生产。不 同的主机厂家对排气系统有不同的要求，由于竞争激烈，主机厂家不仅在价格上 提出要求，而且直接关注到产品生产过程，能在最短的时间内生产出产品以满足 主机厂家不断变化的产量需求，逐步成为主机厂家选择供应商的重要依据之一， 而合理的生产物流是最短生产周期的有效保证，这对生产布局也提出了更高的要 求。 2、生产物流计划的科学性有待提升 从生产物流计划管理上，生产物流计划制订缺乏基础数据和预测信息，计划 的执行率偏低。企业生产计划是企业生产管理的依据，也是生产物流管理的核心 内容。生产计划工作的内容就是要在企业生产计划策略的指导下，根据生产预测 和优化决策来确定企业的生产任务，将企业的生产任务同各生产要素进行反复的 综合平衡，从时间上和空间上对生产任务做出总体安排，并进一步对生产任务进 行层层分解，落实到车间、班组，以保证计划任务的实现。编制一个科学的生产 计划，除了要掌握国家宏观经济政策和企业经营的环境外，还要使用有关企业生 产活动的许多基础资料，如生产工序能力、工序的作业率、生产效率、产品收得 率、主要原燃料和能源单耗、副产品的发生量等。充分而准确的信息资料是编制 生产计划的基础。因此，生产计划前收集和整理各方面的资料是一项必做的工作。 这些资料可分为两大类:一类是反映企业外部环境和需求的，如宏观经济形势、 国家方针政策、竞争者情况、原材料及其它物资的供应情况、国家计划及订货合 同协议、市场需求等;另一类是反映企业内部条件和可能的，如企业发展战略、 生产经营目标、劳动力及技术力量水平、生产能力水平、各种物资的库存水平、 流动资金和成本水平、服务销售水平及上期计划完成情况等。在这些资料中，尤 其重要的是反映外部需要的市场需求量和反映内部可能的生产能力两方面的资料， 而它们必须通过生产预测和生产能力核算取得。 （1）汽车主机生产厂家的生产需求情况 目前，国内汽车行业市场竞争激烈，主机厂家纷纷打出降价的策略推动销售， 为了更有效的占领市场，多车型是主机厂家必然的选择，因此对其零部件供应商 而言，主机厂家的生产需求信息有以下特点: 1)产品种类多，大多数产品的需求量小; 长 春 大 学 课程设计纸 共 17 页 第 7 页 装 订 线 2)各产品需求时间无规律，无可预见性; 3)产品备件需求量大，往往产品同时供货; 4)主机厂家不断调整其生产线，对 JIT 供货时间要求更短; 5)对总成产品包装要求越来越高; 从以上特点可看出，汽车零件供应商的生产物流计划制定十分困难，生产计 划部门往往疲于应付，无暇做改进工作。 （2）佛吉亚的原材料库存情况 企业为了保证生产和销售的连续性、均衡性，需要保有一定的原材料库存， 但如何在保证生产和销售的连续性和均衡性的前提下，确定一个合理的、经济的 库存量，是库存管理的一个重要课题。 佛吉亚的原材料库存管理作业流程如下: 出 货 物流到达 （运输单位） 卸货 （搬运工） 清点记录 （材料管理员） 统计对单 （有关部门） 开具发票（财务部门） 出 货 客户交款 （财务部） 出具提货单 （有关部门） 清点记录 （材料管理员） 装货 （搬运工） 发 货 （运输单位） 纸单据环境下易出现的问题: 物料出入库，物品存放地点等信息由于采集过程繁琐(需人工登记或在几个 班次结束后统一录入计算机)，经常发生传递滞后，引起库存量上升，发货日期 无法保证或难以估计，以及决策依据不准确等弊病。不管是人工登单还是手工录 入，这种操作在记录和输入数据时产生的错误也降低了系统的可靠性。(据统计， 手工操作出现的误码差的几率是否 3%一 4%)一些单位为了避免手工操作的失误， 采取增设验单人员的办法，但其副作用一是把人工投入非增值性重复动造成浪费， 另外，还会影响指令处理速度，加剧信息滞后。由于这种数据收集方式难以系统 化，最终降低了劳动生产率，订单、资金周转质量以及仓库空间的利用率。此外 佛吉亚的原材料库存有以下特点: 1)库房规划不好，造成空间利用的困难; 2)仓储管理制度不健全，不规范、执行力度不足，造成帐、物不一的现象; 3)工作负荷不均，造成人员调配上的困难; 4)未明订各项具体作业流程，在作业上无从遵循，造成执行上的困难; 5)受生产计划的影响很大，造成收、发料的配合问题及料帐的整理问题; 6)呆废料的处理不及时，功能未发挥; 7)称职的人选，适当的主管不易找; 8)手工作业不规范，导致库存管理电脑化难以推动 （3）产品的分类及标识情况 现产品的分类都是通过物料箱上的摆放说明来实现的，由于标识为手工记录 的单据，分辨起来十分困难，且普遍存在以下现象: 1)产品标识不清晰，易混淆; 2)料箱为统一规格，缺乏灵活性; 3)产品记录困难; 4)产品库存时间稍长，料箱中转不足; 5)不同客户产品标识区别不明显; 因此在物流生产过程中产品种类的分类及标识情况十分令人担忧。 3、物料配送的及时性和有效性差 在生产物流中普遍存在的问题为物料配送的及时性和有效性，影响物料配送 的因素有很多，但按其影响程度主要有以下几方面: （1）配送方式中的不足 搬运是物流系统的构成要素之一，是指在物流过程中，为运输和保管的 需要而对货物进行的装卸、搬运、堆垛、取货、理货分类等或与之相关的作 业(见表 1)。 表 1 搬运的分类 与运输具有地点功率，保管具有时间功率相比，搬运是一种不创造价值的物 流活动。但却是物流环节不可或缺的一环。现生产中搬运有以下不足: 1)在搬运作业中未有效应用单元货载; 2)由于布局及工序等原因，多余、无效的搬运作业; 3)移动的“搬运活性”不够; 4)搬运作业机械化程度不高，大量的搬运工作由操作工来完成; 5)搬运流程受阻滞，处于非连续的流动状态，未实现系统化 根据佛吉亚公司生产的特点，其主要生产工序中，下料、制消、弯管等工序 加工简单，生产效率高，单位时间内生产出的合格产品数量多。而焊接区和 JIT 搬运作业 分类 定 义 企业对该作业效率 的评估 装 卸 将物品装上运输机具或由运输机具卸下 搬 运 是物品在较短的距离内移动 堆 码 将物品或包装货物进行码放、堆垛等作业 取 出 将物品从保管场所取出 分 类 将物品按品种、发货方向、客户需求等进行分类 理 货 将物品备齐，以便随时装货 长 春 大 学 课程设计纸 共 17 页 第 9 页 装 订 线 配送两道工序内工艺较复杂，单位时间内生产的产品数量较前三道工序少的多， 因此，各工序搭配存在不合理情况。焊接区和 JIT 配送是其瓶颈部分，在单位时 间内会造成上道工序半成品库存现象，对车间的生产物流安排极为不利，要合理 安排各道工序的匹配性十分困难。 4、物流信息系统有待完善 企业物流控制手段落后，物流信息反馈缺乏及时性、准确性和全面性。企业 物流信息系统还是以人工系统为主，信息收集、处理、传递、反馈范围窄，信息 量小，速度慢，方法传统，且易人为截留。仅局限在初步的、业务型的、分散的 计算机管理阶段。单用户的多，多用户的少;单机应用多，而联网应用少。这种 “滞后的”物流控制现状，往往使企业对环境变化反应“迟钝” ，企业的生产物 流系统功能不能正常发挥。企业生产物流技术相对落后。和生产技术相比，企业 生产物流活动机械化、自动化水平低，人工作业多，效率低，损耗浪费大:物流 设备、材料、设施等“硬件”陈旧简陋，技术能力不足，标准低;企业物流计划 评价技术、预测控制技术、物流作业方法等企业物流“软技术”多还停留在传统 经验管理阶段;一些现代物流技术的应用少且效果不佳。更新管理手段，广泛应 用信息技术信息网络技术是构成现代物流体系的重要组成部分，也是提高企业物 流服务效率的重要技术支持，已成为支持制造技术和管理的重要工具和手段。企 业生产物流系统要结合自身的职能和特点，建立、完善企业物流管理信息系统， 要积极促进企业物流管理信息系统尽快由人工系统向计算机系统发展，由分散管 理向系统管理发展，由业务型向决策型发展，由单机向网络发展;要积极利用 EDI、互连网等技术，通过网络平台和信息技术将企业物流全过程与社会服务网 点连接起来，既可优化企业内部资源配置，又可以通过网络与用户、制造商、供 应商及相关单位连结，实现资源共享、信息共用，对企业物流各环节进行实时跟 踪、有效控制和全程管理;要加快物流与电子商务的融合，实现电子化物流。只 有高新技术成果的有效运用，企业生产物流系统管理的目标才能有效实现。 三、佛吉亚生产物流管理策略设计 通过对佛吉亚公司生产车间场地布局的改造，运用物流 2)CKD 产品焊接为直线型; 3)岐管产品生产为直线型; 4)弯管、制消线直接为焊接区供半成品; 5)管件下料直接供给弯管和制消线; 2、生产物流信息系统的改进 （1）MIAF 对生产过程的描述 物流 MIDF 显示在目标点不同过程之间的空间关系。 这种分析总是从用户需要开始，例如，实际过程的结束。从用户的需要开始，分 析从生产过程一步一步地追溯到原材料到达 Faurecai 工厂的时候，必须清楚地 理解: 用户的需要 怎样分配 库存 生产阶段 供应 运输 (2)用 MIAF 分析佛吉亚的生产过程 MIAF 的分析过程如图 7 所示 图 7 MIFA 的分析过程图 （3）用户需要分析 严格根据最小库存，从其满足用户在质量和多样性方面能力的角度检查一个 生产过程。 对一个项目来说，要预测用户的需要。 对一个现存的过程来说，要在发货层次就分析需要。 长 春 大 学 课程设计纸 共 17 页 第 13 页 装 订 线 分析用户的需要必须包括: 天或每周运送的数量，忽视例外的情况 每种零部件的数量和运送的每种零部件数量(最小)如图 8 图 8 不同形状的零件 每个包装箱能容纳零零部件的数量(箱子、板条箱、其它包装)如图 9 图 9 不同形状的零售装入包装箱内 每个搬运大包装箱能容纳包装箱的数量(货架、箱子等)如图 10 图 10 包装箱放在货架上 在一个显示用户需要的详细情况的 Excel 文件里把所有的数据收集起来。 （4）生产阶段 为了精确地识别在每一过程中出现多样性的地方，要注意以下几个方面如表 11 对每一种型号(例如颜色、形式)输入零零部件数量 输出零零部件的数量 每一种型号生产批量的大小 换型时间(可能是 0) (例如 15 分钟的换模或者 5 分钟的颜色变换) 生产线的工作时间(一天 8、16 或者 24 小时) 订货至交货的时间(一个零部件通过生产阶段所需的时间) 循环时间(即时生产率) 每轮一个班时操作工的数量 识别所有的生产阶段。 表 11 装配线的分析数据 我们为组装线计算周期时间(例如，零部件经过整个生产线所需的时间)如图 12 图 12 计算周期时间示意图 生产线上零部件的数量:8 周期=sx 生产线的平均循环时间 （5）了解库存 1）库存的原因不同: 安全:如果出现大的问题，像机器故障或失火 技术:冷却，烘干 灵活性:不生产时产生的结果(例如换模) 移动:下游拿货频率和在生产工位之间任何差异的结果。 生产过程之间的在制品部分源于: 从库存中移动产品的频率(几个产品一次运输)以及下游生产过程的批量大 据生产线如何管理和怎样给生产排序，WPI 有不同: 长 春 大 学 课程设计纸 共 17 页 第 15 页 装 订 线 无控制的库存 物料资源计划(MRP)和无规则的移动:库存水平根据大的、不重复的变 化，过量库存是由于生产计划的变化。产品的库存水平不受控制。 控制的库存 通过小批量和有规则的移动，进行“平顺”工作:安排生产是以从