关于制造压缩机的车间

关于制造压缩机的车间摘要精益生产理论认为不能为产品增加附加值的生产活动就是一种浪费，要精简掉。精益生产采用准时生产（JIT）的思想对生产进行管理，并通过看板系统将生产信息传递到每个工作地。精益生产理论对设施规划设计提出的要求，包括：流水生产线的布置；批量生产的单条生产线；U 型布置的生产加工线；物料的简单搬运；生产线内“一个流”的生产组织形式；看板管理等。本论文以精益生产理论为主导，结合设施规划设计方法，主要运用SLP的方法，从产品的产量及工艺进行分析，初步确定生产所需产品的单位面积，然后分析各生产单元之间的物流量,根据基准相互关系和物流量，确定各生产单位之间相互关系，结合约束条件，对整个车间进行布局设计。从需求节拍开始，通过分析组装工艺，对两条装配生产线进行了布局，并对其进行平衡，两条生产线的负荷分别为91%和89%，实现了预装配和主生产线的同步，具有高度的柔性。论文还对物料搬运系统进行了设计，设计了两种适合本公司生产方式的看板系统，一种是直接从仓库拉料的定量订货看板，另一种是自制件定期订货看板。最后，从生产单位产品所需占地面积和库存周转率两个精益生产的指标，对该布局的运行效果进行了评价。关键词：精益生产；设施规划；物流量分析；生产线平衡；看板ABSTRACTLean production target to eliminate all kinds of waste. JIT and Kanban are the main aspects of Lean Production. And Lean production raise its requirements for facility design，including: Assembly layout like “liver system”, mix production on single line, U type manufacturing line, simple material moving method, one piece flow, Kanban etc.This thesis use SLP method, start from product-quantity and process analysis, decides what production unit needed and how much area each unit need, then calculate the material flow amount among these units, decides the location of these units according to material flow amount and other aspects of their relationship as well as the restriction. As for assembly line design, start with take time of customer demand and process study，calculate how many work stations each line need, then use W.B.Helgeson-D.P.Birnie method balances the assembly lines. Make sure each line are well balanced and the load coefficient of two line are 91% and 89% respectively, also the pre-assembly and main assembly are synchronized, each line has the high flexibility.Finally, check the results of the facility design from two aspects of lean, they are shop-floor area needed for assembly each product and turn rate. The results show that this facility design is very good.KEY WORDS: Facility design, material flow amount analysis, line balancing, one piece flow, Kanba沈阳理工大学应用技术学院毕业论文31目录摘要1ABSTRACT21 引言12 压缩机车间布局设计22.1 公司介绍22.2 产品-产量及工艺分析22.3 厂房设施布置理论在本公司的应用32.3.1 生产作业单位及所需面积的确定32.3.2 各作业单位间相互关系42.4 作业单位位置相关图63 压缩机生产线的设计73.1 A系产品生产线的设计和创新73.1.1 A系产品的原始生产线73.1.2 A系生产线精益设计93.1.3 A系产品精益生产线的实现113.1.4 A系产品精益的特点123.2 N系产品生产线的设计及创新133.2.1 N系生产线的精益设计133.2.2 N系产品精益生产线的实施143.2.3 N系产品精益生产线的特点154 物料系统设计及看板应用164.1 物料搬运系统设计164.1.1 物料搬运系统的定义164.1.2 物料搬运系统的设计步骤164.2 看板管理174.2.1 看板管理的基本规则184.2.2 看板的作用184.3 看板数量的计算194.3.1 定量订货看板194.3.2 定期订货看板204.4 实施过程及控制224.5 看板系统对车间布局的影响224.6 看板的优点和缺点分析234.6.1 看板的优点234.6.2 看板的缺点245 应用效果评价265.1 单位产品的占地265.2 库存周转率276 总结28致谢29参考文献301 引言工业工程学（Industrial Engineering，简称IE）诞生于20世纪初的美国，迅速在世界各国得到了较快的发展。工业强国在世界大战中都受益于工业工程。特别在世界大战之后，日本、美国等均在工业企业中推广工业工程的应用和培养工业工程人才，取得了良好的效果。“设施规划与设计”是工业工程的一门核心技术。设施规划与设计起源于早期制造业的工厂设计。第二次世界大战前，从泰勒的科学管理理论开始，人们开始注重“人”的工作测定、动作研究分析等操作法工程；同时也开始注意涉及“机器”和“物料”规划的工厂布局，如厂内物料搬运路线的优化设计，原料、半成品、成品的物流过程控制，机器设备、运输通道和场地的合理配置等。操作法工程和工厂布置这两项活动被统称为“工厂设计”。第二次世界大战后，工业工程学科有了很大发展，在方法上逐渐由定性向定量转变，在工作领域上也由重点在制造业扩大到其他工业和服务业，设计对象向非工业设施扩大。由此“工厂布局设计”发展为“设施规划设计”。20世纪60年代以后由于采用系统化设施布置规划（SLP），使设施规划设计向前迈进了一大步1。80年代日本在汽车制造业中创造的丰田生产方式，基于工业工程从经营、管理、组织、产品都形成了与传统生产方式不同的思路和做法。美国麻省理工学院对之进行了研究分析后称之为“精益生产”，随后世界各国竞相效仿。精益生产理论以简化为手段，以人为中心，以精益求精为最终目标，它采用准时生产（JIT）的思想对生产过程进行管理，通过看板控制系统将生产信息传达到各个工作地。所以精益生产理论对工厂布置提出了更高的要求。本论文从设施规划的角度，利用精益生产的思路，重点研究车间设施布局，生产线设计，物料供应系统设计。2 压缩机车间布局设计2.1 公司介绍沈阳华润三洋压缩机有限公司是中国压缩机行业知名的高新技术企业，是全球家用空调压缩机行业中最具有竞争力的制造商之一。公司由华润集团有限公司、日本三洋电机珠式会社、日本丰田通商株式会社共同投资兴办的生产家用及商用空调器用旋转式压缩机和冷冻冷藏用旋转压缩机的大型合资企业。生产产品为“盛洋”、“润洋”及“三洋”牌制冷压缩机。公司依靠持续的技术创新和管理变革，不断培育自主核心技术，始终保持直流技术、高能效技术及绿色环保技术的行业领先地位，产品竞争优势得到全面提升，成为技术推动型、富有竞争力的制冷企业，并致力成为国际制冷业最具竞争力的供应商，为客户提供优良的产品与服务。本课题研究的车间生产的产品有成本较高产量也大的N系产品，也有成本相对较低工艺简单的A系产品。2.2 产品-产量及工艺分析车间生产产品品种的多少以及每个品种的年产量的高低，决定了车间的生产类型，进而影响车间的布局形式。车间的布局原则有四种类型:(1) 产品原则布局：当产品品种很少但产量又很大的时候，应按产品的加工工艺过程顺序配置设备，形成流水线式生产。生产效率高，单件产品生产成本低，但生产柔性差，适用于少品种大量生产。 工艺原则布置：也称为机群式布置。就是把同种类型的设备和人员集中布置在一个地方，这种方式便于调整设备和人员，生产系统的柔性大大增加，通常设用于单件生产及多品种小批量生产。 固定式布置：应用于特大型装备的制造。 成组原则布置：将工件按其外形与加工工艺的相似性进行分组，同组零件用相似的工艺过程来进行加工，将设备进行成组布置，即把使用频率高的机器群按工艺加工顺序布置组合而成成组制造单元，整个生产系统由数个成组制造单元组成。这种方式有流水线生产的效率，也有机群式布置的柔性，可以提高设备的开工率并且减少物流量及加工时间。 M产量 Q J 产品 P图 2.1 P-Q 曲线在产品及其产量分析的过程中，将产品、产量的关系 绘制成P-Q曲线（如图2.1），按产量递减的顺序排列产品。通过PQ分析，确定车间的布置形式。在上图M区的产品品种很少而产量却很大，适合采用大量生产的类型，按产品原则来布置设备；J区的产品品种多而批量小，属于单件小批量生产类型，按工艺原则来布置设备；而在M区与J区之间的产品的生产类型为成批生产，采用二者结合的成组布置原则。今年本车间的主要生产任务有A系和N系产品，产量分别为17万台和10万台。根据预测，2012、2013 年，A系和 N系年产量将分别增加至20万台和12万台。上述两种产品中，A系所用的设备和工艺基本相同，只是零件的形状和大小有些差异，运用成组原则，合并相同工序。而N系产品的生产工艺与A系产品完全不同，所以所需设备也不相同。两种产品的工艺共同点是，均需以下的工艺流程：出厂测试组装机加工来料检验通过组装零件的尺寸和工艺分析可知，两种产品所使用的零件可使用相同的机床进行加工。综合以上的分析和生产的纲领可知，公司生产的类型属于批量生产。而且设备布置适合采用成组原则，即：生产线进行产品原则布置，而机加工区采用工艺原则布置设备。2.3 车间设施布置理论在本公司的应用本章节着重介绍生产作业单位相对位置的设计。2.3.1 生产作业单位及所需面积的确定通过工艺流程的分析及其它公司生产车间的学习，确定了生产的作业单位：序号1234567作业单位名称进料区检查室仓库机加工区装配区噪音室出货区表2.1 生产作业单位计算各作业单位活动所需要的面积，首先，根据生产纲领和生产工艺,确定各工序所需要设备的数量,然后用计算法和概略布置法初步确定各生产作业单位的面积。表2.2 单位作业面积需求序号作业单位名称设备占地面积(M2)辅助面积(M2)1进料区1502检查室10203仓库7005004机加工区2101505装配区15955056噪音房107出货区3008总计251514852.3.2 各作业单位间相互关系作业单位(Activity)在设施规划设计中是表示要在工厂或服务中作布局设计时需要确定位置的一些事物。包括其作业单位如车间、厂房、仓库、办公室等。作业单位关系图就是在对其作业单位相互关系密切程度进行评价的基础上所做出的图表。所以各作业单位之间的物流和非物流的相互关系用与作业单位关系图进行评价和分析。由车间生产系统的分析及约束条件，得出布局设计所需的搬运总量，见表2.3表2.3 生产作业单位相互关系一览表产品重量(kg)年产量日产量日移动量(kg)日移动量 /1000A系总零件0.8600002001600.16机加工0.0760000200140.014来料检查0.07200140.014成品抽检0.81080.008N系总零件612000040024002.4机加工21200004008000.8来料检查14004000.4成品抽检6201200.12作业单位的相互关系密切程度评价，可以根据物流计算、个人经验或与有关人员讨论后进行判断。在进行作业单位相互关系的密切程度评价前，应制订基准相互关系，下图给出的是本车间的实际情况的相互关系图：图2.2 作业单元相互关系图表2.4 基准关系表字母等级关系密切程度的理由密切程度系数值A使用相同的人员、公共设施和管理方式绝对必要4E物料搬运的数量；服务的频繁程度特别重要3I方便、安全；物料搬运的数量重要2O联系的频繁程度一般1U辅助服务不太重要，接触、联系也不多 不重要0X灰尘、火灾不能接近-1由上图可知：除了作业单位内部的工作组属于“绝对必要”外，属于“特别重要”（E）的有6对，属于“重要”（I）的有4对，属于“一般”（O）的有3对，属于“不重要”（U）的有20对，对于“不能接近”的（X）有3对。2.4 作业单位位置相关图车间平面布置并不去直接考虑各作业单位的建筑占地面积以及外形几何形状，而是从各作业单位间相互关系密切程都出发，考虑各作业单位之间的相对位置，关系密集高的作业单位之间的距离近，关系密集低的作业单位之间距离远，由此形成作业单位位置相关图。图2.3 活动相关线图3 压缩机生产线的设计对产品的产量及工艺进行分析可知,车间的两条生产线均为产品原则布置。而产品原则布置的生产也就是采用流水线式生产。因此，本章将按照生产线设计原则和精益生产的要求，设计适合本企业产品特性和本企业经营方针的生产线。3.1 A系产品生产线的设计和创新3.1.1 A系产品的原始生产线A系产品2011年的需求是6万台，所用设备基本相同，只是产品尺寸和所用的工装夹具有所不同，可通过成组技术，设计出可变流水线。A系产品为老产品，已处于批量生产阶段。A系产品的生产线为皮带传送式,共设9个工作地。其中，因为工序1与工序25是平行关系，而且工序1的设备重量大，普通皮带难以承受，故工序15放在可双面坐人的工作台上完成,工序612全部在皮带线上完成。各工位的工作内容见表3.1,负荷系数见表3.2。表3.1 工序内容列表作业要素工序内容工时（s）1将过滤器和电机装进机壳302将活塞杆的顶部装配上活塞环253安装阀片174将活塞杆装上偏心轮205将偏心轮和活塞杆的组件装进电机226将安全阀与头盖装配257将机壳安装头盖178装入进气管，拧紧109清洁机体内部610将机壳装上后盖,用螺钉拧紧1411测试4012包装25表3.2 工作地负荷工作地作业要素作业时间 s工作地负荷1(1)3068%2(2)2555%3(3),(4)3783%4(5)2247%5(6), (7)4292%6(8), (9)1635%7 (10)1431%8(11)4089%9(12)3067%A系原始生产线布局见图3.1。图3.1 A系产品原始生产线用设施规划的角度研究此生产线存在的问题：（1）生产线不平衡：从各工位的负荷系数可知，此生产线极度不平衡。（2）占地较多：整条生产线占地48平方米，再加上整条生产线材料暂放区近16平方米的区域，造成了车间面积的浪费。（3）生产线的柔性较差：由于采用的是皮带传输，且各工位之间没有缓冲的在制品，一旦有一个工位产生问题，或某个工人差错，整条生产线将因没有及时等到上到工序的供应而受到影响。（4）工人交流不方便：生产线全长12米，最后测试时发现的质量问题，信息或次品不易返馈到第一道工序。由于工作地之间没有暂存区，工人不能积累其空闲时间。而且工人没有机会用节省出的时间帮助其他人。如工作地7的工作负荷最小，但由于该工作地距其前面的任何一个工作地的距离都超过1.2米，难以利用有限的时间帮助其他工人。 3.1.2 A系生产线精益设计(一)工序流程图：根据产品生产的工艺过程，通过流水线的技术设计，确定流水线所需完成的作业内容，绘制工序流程图，如图2.2。66611211104578932图3.2 工序流程图(二)确定流水线的节拍:在设计生产线时，为了满足精益生产的重要思想JIT，需要根据需求计算出节拍： r=每天工作时间(s)每天计划班数每天需求量 （1.1）每年按250天计算,每天需求量为: 170000/250=680（台）每班工作时间为8小时。每天只上一个班, 可得:r=83600(s)1680=42即生产线的节拍设计为42s。准时化生产要求在准确的时间，生产出准确数量的产品。这就要求节拍与工同步，节拍是根据需求确定的，而工时是由生产设备，生产工艺和工人的熟练程度决定的。生产线会包括若干个工序，而每一个工序都有自己的节拍，但整条线的节拍是生产线最后一个工序的节拍及瓶颈工序决定生产线的节拍。(三)生产线的平衡并使工序同期化。生产流水线的平衡目的是使工序同期化，即流水线上所用工作地尽量少的条件下，保证工作地的负荷尽量相等，并保证生产线的连续和均衡性，有效利用人员和设备。把作业要素也就是工序进行适当合并，分配给各个工作地，使各工作地的作业时间等于节拍或接近节拍。第一步 表明各作业要素的紧前作业要素，见表3.3表3.3 紧前作业列表作业工序时间紧前作业工序（1）30（2）25（3）17（2）（4）20（3）（5）22（1），（4）（6）25（7）17（5），（6）（8）10（7）（9）6（8）（10）14（9）（11）40（10）（12）30（11）第二步 作业要素分配根据表3.3，考虑紧前作业要素和作业时间，安排每一个工作地的内容。首先分配作业要素(1),此时的作业时间和节拍相差12s，若将其余要素继续分配将超过节拍。因此分配给第一个工作地的作业为(1)。删除已分配的要素，继续分配第二个工作地。将作业(2)分配给第二工作地，其时间为25s和节拍相差17s。再分配给第一工作地，和节拍正好相等。因此分配给第二工作地的作业为(2)和(3)。依次类推，分配到第三工作地的作业为(4)和(5)。作业时间为42s。分配到第四工作地的作业为(6)和(7)。作业时间为42s。分配到第五工作地的作业为(8)，(9)和(10)。作业时间为30s。分配第六工作地时，作业(11)的作业时间为40s, 如果将(12)再分配到这一工作地，作业时间将超出节拍。分配到第七工作地的作业为(12)。作业时间为30s。装配作业要素分配见表2.4：表3.4 作业内容分配列表工作地作业要素工时（s）1(1)302 (2),(3)423(4),(5)424(6),(7)425(8),(9),(10)306(11)407(12)30第三步 计算流水线的负荷系数和工作地负荷系数。每一个工作地的负荷系数见表3.5表3.5 工作地负荷系数列表工作地作业要素工时（s）工作地负荷系数1(1)3072%2(2),(3)42100%3(4),(5)42100%4(6),(7).42100%5(8),(9),(10)3072%6(11)4095%7(12)3072%3.1.3 A系产品精益生产线的实现绘制如下生产线的布置图。占地24M2。图3.3 A系产品精益生产线布局图3.1.4 A系产品精益的特点在设计该流水生产线的过程中，利用精益生产理论知识，打破传统生产线的局限，具有以下特点：(1) 设计生产线是从需求的角度出发的。根据需求计算节拍，再根据需求和节拍确定所需要的布局。符合JIT的生产理论。(2)采用成组技术，将两种产品合并在一条生产线上生产，大大提高了设备的利用率。这与传统的单一产品流水线相比，更能适应市场向多品种小批量生产演变的趋势。(3)一般流水线上一个工作地的作业时间不超过2分钟，而且不低于半分钟。因为，时间太长，工作内容太复杂容易出错，且需要较长时间的培训。同时，工作内容多，所需要的设备也将较多，很难在有限的空间内布置和合理安排人员设备，并保证物流的畅通。但是作业时间低于半分钟，作业内容过于简单，容易造成工人工作兴趣减退。同时，任何一个工作地稍微的停顿，将对整条生产线造成较大的影响。本例中42s的节拍，工作内容并不复杂，同时还能保证工人工作的兴趣，而且人员、设备和材料的合理布置使物流畅通。(4)实现了预装配与主生产任务的同步。工序(1)和(6)属于预装配，其实可以在线外组装，然后送到生产线。但是这样就需要增加预组装的在制品数量，所以不符合精益生产理论的要求。而在本车间生产线的设计中，把工序(1)和(6)作为主生产线的上一道工序，安排在主生产线上。这样，即减少了运输的成本，同时也消除了预装配和主生产线之间的在制品。(5)本车间采用了看板管理来实现拉动式生产，生产线通过看板从仓库领取物料，生产线上不需堆放太多的原材料，大大节省了空间。第三章将对看板系统做详细的介绍。(6)采用手递手的传递而不再使用传送带传送。传送带传送属于强制节拍流水线。而本车间各工作地采用的传递，属于自由节拍的流水线。由于不受传送带的约束，可以很容易地连接各工作地内容，从而实现生产线的平衡。由于是自由的节拍，没有了强制节拍会给工人造成心理的压力，使管理更加的人性化。总之，在生产线的设计和实施过程中，充分利用精益生产的思想，消除一切发现的浪费，提高生产的效率及车间面积的利用率。3.2 N系产品生产线的改进N系产品无论是在装配工艺方面还是在所用的设备，都比上一条生产线更加复杂。同时，该产品系列会生产多种型号，要求该生产线能有较高的柔性。3.2.1 N系生产线的精益设计(1)工序的流程图：通过对N系产品工序的研究及流水线技术的设计，确定流水生产线所需要完成作业的内容。并确定作业要素工时，绘制工序流程图，见图2.4,各工序内容见表2.6。654109123781112131415图3.4 工序流程图表3.6 作业内容列表工序编号作业内容工时(s)1将轴承装入机壳202将定子装入机壳123将转子和另一个机壳装入组件324组装活塞环与连杆305组装轴承与连杆206组装偏心轮与连杆127将连杆组件装入机体488检验129组装阀体板6810组装头板5511将阀体板和头板装入机体6312装入两个电扇1713装入电源线和端子3814性能测试4515包装15(2)确定流水线的节拍:本产品的年需求量为：10万台。每年按250 天计算, 每天需求量为:100000/250=400 台每班工作时间为8小时,计划每天只上一个班。由公式(1.1)可得即生产线的设计节拍为72s。(3) 平衡生产线使工序同期化，。按作业工序的顺序,并考虑紧前作业要素和作业时间，安排每一个工作地的内容，方法如同A系产品。见装配作业要素分配见表3.7：表3.7: 作业内容分配列表工作地作业内容工时（s）1(1),(2),(3)642(4),(5),(6)623(7),(8)604(9)685(10)556(11)637(12),(13) 558(14),(15)60(4)计算流水线的负荷系数和工作地负荷系数。每一个工作地的负荷系数见表3.8。表3.8 工作地负荷系数列表工作地作业内容工时（s）工作地负荷系数1(1),(2),(3)6486%2(4),(5),(6)6286%3(7),(8)6083%4(9)6894%5(10)5576%6(11)6388%7(12),(13)5576%8(14),(15)6083%3.2.2 N系产品精益生产线的实施依照上述计算和分析，结合设备的要求及上料和操作对空间要求，布置流水生产线。并将主装配生产线按U型布置，既工作地按逆时针的方向布置成U型。将预装配的工作地2，4，5作为了三个分支，支持主生产线。工作地2完成的零部件送到工作地3（工序7）使用，工作地4和5完成的零部件将由工作地6使用。再按就近法则，来完成整条线的布局，如下图：图3.5 生产线布局图3.2.3 N系产品生产线布局的特点使用精益生产学的理论来设计和实现该条流水生产线，打破了传统方式生产线的不利因素，具有以下特点：(1)与A系产品的生产线一样，单件流的生产线，自由节拍，采用看板管理从仓库的拉料，实现预装配与主生产线的同步。(2)采用型设计，而三个预装配工序作为主装配线的上料工序加在了型线的拐角处，使预组装的部件接近主装配的使用地，减少了物料的传递距离。型使该生产线具有较高的柔性。(3)该生产线看板管理定期的上料方式，不同物料根据消耗速度不同，计算出上料时间间隔。将上料频率相同的物料一起搬运1从而减少较少搬运工作量。(4)由于该产品工艺比较复杂，由多个零件组成，工序较多，且产品较重，采用站立式流水线，使工人可以通过走动而合并多个工序，使型生产线的柔性得到更好的发挥。在需求增加时，只需重将工作要素分解、合并，不需增加任何的设备，只需增加工人，就可以使生产线生产重新达到平衡并且满足需求。4 物料系统设计及看板应用第二、三章主要讲述了车间的布局和生产线的设计,结合本公司生产的产品特点以及约束条件来,完成适合本公司生产方针的流水线设计。想要实现生产线预期的效果和功能，上料系统的设计是否合理，是非常重要的。本章主要来介绍上料系统以及看板管理的设计。主要内容为：物料搬运系统的设计：从仓库到生产线外购件上料的管理和控制，从机加车间到生产线自制件上料的管理和控制。4.1 物料搬运的设计4.1.1 物料搬运系统定义一般人们说的“物料搬运”用来指搬运作业，即使用人力或机械来执行物料的搬运作业，包括物料、原件、产品或物品的重新安放、移动或运输。而“物料搬运系统”则主要探讨物料的搬运与设施布局间的关系，将物料搬运的移动流程和设施布局设计相互结合，以使支持设施规划生产或服务的系统作业。物料搬运的系统设计的意义是采用正确的方法、方向、顺序和时机在正确的位置提供正确的数量、条件的物料。物料搬运系统包含于企业的某特定范围，通过机械来移动大量、未包装或已包装的产品的所有基本作业3。4.1.2 物料搬运系统的设计步骤物料搬运系统分析（SHA，System Handling Analysis）方法分析过程可参考图3.1。物料搬运系统设计应用到工程设计的六个步骤：(1)搞清楚物料的原始数据、输入、输出方式及频率(2)分析物料的搬运、储存及控制条件(3)初步设计适合物料搬运条件的设计方案(4)评估和修正物料搬运的设计方案(5)选定储存、搬运及控制物料流动的最佳设计(6)实施设计，并定期进行检查本论文所论述车间的搬运物料路线主要包含下列路线： 从来料区运到仓库，再从仓库运到生产线， 或从仓库运到机加工区， 再从机加工区运到生产线， 最后从生产线运到出货区。本论文着重研究从仓库到生产线和从机加工区到生产线。主要原始数据P、Q、R、S、T和分析1.物料分类2.布置3.移动分类4.各项移动图表化 5.搬运方案的选择6.初步搬运规划7.修正和限制8.需求计算方案3方案1方案29.方案评价选定的搬运方案图4.1 SHA流程示意图SHA的原始数据是P、Q、R、S、T。其中P(Products)是指系统物料的种类；Q(Quantity)是指数量；R(Routing)是指路线，包括工艺路线、生产路线、各工件的加工路线以及形成的物流路线；S(Service)是指辅助生产与服务过程的部门；T(timing)是指物料流动的时间等。4.2 看板管理因为物料搬运要实现JIT，JIT是精益生产理论的核心，而看板管理是实现JIT的有效工具。看板一词起源于日语，是传递信号控制生产的工具，它可以是某种“板”，如卡片等，也可以是能表示某种信息的任何其他形式。实施看板系统是有前提条件的，有作业的标准化，生产线的平衡，布局的合理化等，如果当这些前提条件有一个不能得到满足的话，即使引进了看板系统，想实现准时生产也会是困难的。4.2.1 看板管理的基本规则(1)后道工序必须在必要的时候，只按照必须的数量，从前道工序领取必须的物品。如果没有看板，领取一概不能进行, 超过看板数量的领取一概不能进行, 而且看板必须附在实物上。(2)前道工序仅按被后道工序领取的物品数量进行生产。生产数量不超过看板规定的数量，没有看板不进行生产。(3)通过看板对生产进行微调，指的是对突然的需求变化和生产上紧急事态所做出的调整。(4)尽量减少看板张数。因为看板的数量，表示着某种零部件的最大库存量，所以有必要把它控制到最小的程度4。4.2.2 看板的作用看板是实现准时化生产的工具。具有指示生产与搬运的作用、目视管理的作用和现场改善的作用。(1)指示的作用：只按照看板指示的数量进行生产与搬运，这是看板的最基本作用。在拉动式生产系统中，一般生产管理部根据市场预测以及订货而制定的生产指令，下达到总装配线，各个前工序的生产均根据看板来进行。(2)目视管理的作用：零件产品的货架上的看板可以明确地判断库存量、产品编号、名称。通过看板管理容易发现生产与搬运是否过量。操作者通过看板按必要的物品、必要的时间、必要的量进行生产。(3)现场改善的作用：通过看板管理者容易发现异常，并及时采取措施来减少事故发生及对异常问题的改善4。4.3 看板数量的计算看板数量就是在生产所必须的看板数目。在拉动生产中，用箱数表示物料数量，一箱物料需要一张看板。因此，计算合理的看板数量就是计算物料的箱数。看板管理是拉动的方式，某工序从前工序领取零件，接着前工序只按被领的数量生产零件。也可以说是后工序到前工序在适当的时候 “订购”适当数量的零件。因此，看板管理可以从库存管理方式的角度来观察。在库存管理中，物品的订货方式有定量订货和定期订货方式。定量订货方式：当库存下降到订货点时，就按固定的数量订货，这时，订货量是一定的，但是订货的间隔期T不确定。定期订货方式：是订货的时间间隔T是固定的，按照预先定好的间隔期T进行订货补充，因此每次的订货量不同。本论文主要的两条物料搬运路线，即从仓库到生产线和从机加工车间到生产线，需要设计不同的看板来实现物料搬运控制。4.3.1 定量订货看板对于生产线上的零件分为外购件和自制件两种，外购件是从仓库直接运送至生产线，采用定量订货方式。仓库不断收集定量订货看板，当某一型号物料的定量订货看板累计到规定量时，通知外厂供货。在这种方式中，看板的数量应满足必须的最大库存量的需要。定量订货看板的数量为： N=DL(1+)C (2.1)式中，N为看板的数量；D为平均日需求量；L为采购提前期；为安全系数，即安全需求量的百分数；C为盛放物料容器的容量。本例中, 以N系产品生产线的定量订货看板为例,计算不同物料的看板数量。D=400个，L=0.01天，安全库存定为需求量的10%，所以=10%以下是对外购件看板数量的计算表表4.1 看板数量表物料名称种类日产量容器容量看板数量阀体板外购件400401电扇外购件400202轴承外购件400202活塞环外购件400104定子外购件400104转子外购件400202而对于轴承、头板、电线、端子等小零件，价格便宜，体积比较小，易于将其摆放在生产线旁边的货架上，使用看板管理。见图3.2。使管理方便，不同系列的产品使用不同的颜色的看板。图4.2 看板管理样式采用上述看板的好处：(1)看板管理实现了生产线和仓库间物料搬运的目视化。(2)提高了生产线运作的效率，仓库人员根据看板箱上料，不需要拆箱，也不需根据工单清点数量，结合颜色管理，使上料工作简化,节省时间。同时，增强了仓库和生产线之间信息交流的有效性。(3)使物流方案更加合理而且有效。4.3.2 定期订货看板自制件是从机加车间加工好后运送至生产线的，采用定期领取方式。在这种方式下，订货量是不确定的，即需求多少订多少，机加车间根据订的数量加工生产线上需要的零件。订货量=订货间隔期需求量+采购提前期需求量-现有库存量-订货未到量公司其他车间会单独根据生产线物料需求计划，结合自制件生产周期，进行自制件的生产计划。计划一旦制定，就根据计划下达自制件的生产工单。因此机加车间生产的自制件是根据工单而独立进行的，所以当生产线需求发生了变化时，机加车间的生产就不能自动做出调整。如果用定期订货看板管理自制件和生产线之间的运作，就可以实现机加车间和生产线之间拉动式的生产。设计要点： 机加工车间为生产线组装实施定期订货看板供应的流程 计划供应 定期订货看板供应物 机加车间定期订货看板循环流 方 仓储点间接看板循环向 生产线图4.3 定期订货看板供应流程图3.3 是间接看板循环与定期订货看板循环的对比。物料会根据送料看板，从机加工完成品仓库区送到生产线,在生产线用完后，空的看板容器被送到指定的机加工区，机加工区看到的空的看板容器就是生产指令，而加工完成后等待确认入库或等待外协电镀。自制件的种类和日需求量本例中共有几种自制件，分别是偏心轮，机壳，连杆，头盖和压板。除头盖的零件日需求量为400 外，其余均为800。 看板计算下面以头盖为例计算看板的数量。定期订货看板数量计算如下： N=DL+T+SC (2.2)式中，L为订货提前期，即搬运等待的时间，T为订货间隔期，即两次领取之间的时间间隔，S为安全库存量，相当于零件在存放处的数量，这些也叫在制品库存，是为了应对不合格品和设备故障等准备的,定为日需求量的十分之一。根据式（2.2）可得N=8即需要8箱头盖。如此，自制件看板卡的数量为8。表4.2 是自制件看板的计算结果。表4.2 自制件看板数量列表物料名称种类日需求看板循环时间容器容量实际看板数量偏心轮自制件8000.33210机壳自制件8000.32016头盖自制件400 0.3 208连杆自制件800 0.3 3210压板自制件800 0.3 32104.4 实施过程及控制看板的实施过程，需要各个部门的支持和配合，同时配备必要的资源，包括看板运行管理员，运输工具，看板管理栏，看板卡等。同时制定运行控制的重点：1.及时控制：及时交接货水平控制在5 分钟之内。2.看板卡片的回收、传递：保存好看板卡片 ，看板必须与实物一致，每天检查一次看板卡，丢失的要补充，重复的要销毁，并做好记录。4.5 看板系统对车间布局的影响本论文中设计了两个看板的应用，一个是生产线从仓库物料领取的定量订货看板，一个是生产线从机加车间物料领取的定期订货看板，正是这两个看板系统，将整个车间物流与生产系统连为一个整体，也正是这两个看板系统，使JIT的管理得到实现，同时保证了生产线的柔性。由于本车间空间较大，暂时只有两条生产线，定期订货看板区需要一片空地，能放加工后的零件即可。所以将定期订货看板区放在预留组装区，并力图通过以后的生产运作改进，来进一步的减少库存，缩小定期订货看板占地的面积。而生产线的外购件看板放在生产线旁边靠近墙的位置，只需一小排货架即可，占地少，并充分利用了靠近墙车间的面积。4.6 看板的优缺点分析4.6.1 看板的优点（1）看板是一种简便易行的信号看板系统管理成功创造了一种信号，这种信号就是必须补充生产线物料的通知。而这个信号同时也要求相关工序必须在一定的时间里完成对物料的补充。该信号也可以多种形式出现，如以卡片，空容器或车间里空出的位置，无论是哪种形式，它都是一个简单的实体信号，而且这种信息很容易被接受，并很难忽视。在物料的补充点，物料管理人员也不再需要通过电脑去检查物料计划，也不需要调查生产线上物料短缺的情况，很简单，只需要按看板上标示的数量去将其填满就可以了。在本文中使用的物料看板为彩色的卡片，结合颜色使看板非常直观，易于区分和管理。（2）可产生生产线的最大柔性ERP系统是基于订单统计的系统，而当计划系统根据BOM展开的工序内容和生产计划产生工单并发给生产部门时，所有生产该产品所需用到的物料都会被列在工单上并下发放给生产部门。这样物料发放就需要从系统中做一个移库记录，既将物料从仓库移出。此时，被移库的物料就被指定为某工单的物料。如果生产能顺利进行，这种方法没什么问题。然而，往往在实际运行中，有许多情况需要更改工单的完成数量、日期、用料甚至产品种类，而其它变化如改变工单的先后顺序造成生产计划的改变；设备故障、物料短缺等造成的生产延迟。当有以上情况发生时，必须保证计划系统相应地得到改变，详细反映每种变化，从而保证下一步的计划是准确的并基于现状的。而在许多工厂，生产任务变化发生频繁，计划员的主要工作之一就是要把变化反馈给系统，即使这样，仍难以保证系统与真实的情况保持一致。而使用看板系统管理则不同，看板系统不需要计划系统，发到生产线上的物料不属于任何一个工单，一旦发生上述的变化，看板能根据自身特性自动调整，从而减少了大量的工作量，并能保证在最短的交货期内满足客户的需要。这一点在本论文的定量订货看板中有很好的体现。但由于各种原因，本车间生产线的计划经常会发生变化，由于机加工区的作业完全由看板驱动，机加工成品的工件并不属于任何一个工单，因而机加工区的作业不会因为生产线上工单的变化而受到影响。同时还可以保证生产的最大柔性。(3)方便了库存周转的管理看板使库存周转的管理得到了简化。针对每一种产品，库存水平和库存管理都是基于补料时间长短的。补料时间越长，需要的库存就越多，库存的成本也就越高。这样库存的管理就可以通过管理看板的循环时间来实现。看板的循环时间是指看板从生产线到领料点再回生产线所用去的时间。而看板循环时间的长短就决定了流水生产线上还需留有多少的物料量，才能使这张看板再次回到生产线之前，而生产线仍然有物料去维持生产线的正常进行。因此通过优化流程，缩短看板循环时间可以减少库存量。同时，减少看板的循环时间，如，送料频率从8小时一次改为2小时一次，以两箱制计算，后者的库存只需是前者的四分之一，但同时由于送料频繁，增加了物料搬运的成本。因此，如何在减少库存和控制物料搬运的成本之间找到一个平衡点，是至关重要的。(4)消除了流水线缺料现象对许多公司而言，缺料是一个非常严重的问题。引起缺料的原因有许多，如BOM错误，库存统计不准确，物料供应延误，进料有质量问题，物料移库不及时等。采用看板，并不能消除上述造成缺料的原因，却可以及时展现缺料状况，从而可以快速行动，解决眼前的缺料问题，保证生产线正常进行。4.6.2 看板的缺点(1)看板无计划能力两箱制看板系统对