（工商管理专业论文）s公司精益生产之减少换模时间研究.pdf

原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 、9 作者签名：燮 日期：竺! ：年一 - - j g _ _ e i 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：兰显 导师签名础日期：型 年旦月兰日 硕士学位论文 摘要 摘要 快速换模技术( s m e d ) 是多品种、小批量生产型企业实现均衡化 生产的前提，是实施精益生产的关键技术之一，是能够显著降低换模 时间的最好方法。在一般的制造企业中，包括换模时间在内的在制品 周转、等待时间，约占整个生产周期的9 5 。要实现快速响应客户需 求的变化，要求企业尽量缩短换模时间。 s 公司在推行精益生产方式一段时间后发现：在瓶颈设备上的换 模时间过长，导致零件加工流动不畅、设备利用率低下、生产周期延 长，影响产能提升。结合价值流分析和快速换模技术，通过对瓶颈设 备换模过程进行详细分解，实施了将内部换模转化为外部换模的一系 列措施，其中包括生产准备人员在“迷你 仓库进行外部换模作业这 一新的工作方式，使各生产线瓶颈设备换模时间减少4 0 7 0 ，并 有效地提高设备利用率、减少生产周期、提高产能和营收。研究结果 对多品种、小批量生产企业的换模时间减少提供了实际范例和有益启 示。 关键词：精益生产，快速换模，换模，瓶颈设备 _ 。一 a b s t r a c t s i n g l em i n u t ee x c h a n g eo f d i e ( s m e d ) i st h ep r e c o n d i t i o no f a l e v e l i n gp r o d u c t i o ni nam u l t i s p e c i e sw i t hs m a l lq u a n t i t ym a n u f a c t u r i n g c o m p a n y i ti so n eo ft h ek e yt e c h n i q u eo fi m p l e m e n t i n g l e a np r o d u c t i o n a n di ti sa l s ot h eb e s ts o l u t i o no fr e d u c i n gc h a n g e o v e rt i m e g e n e r a l l y , i n am a n u f a c t u r i n gs i t e ，a9 5 o ft h et o t a ll e a dt i m ec o m e s f r o mm pa n d k i n d so fw a i t i n gt i m ei n c l u d i n gt h ec h a n g e o v e rt i m e i ti sv e r yi m p o r t a n t t or e d u c et h ec h a n g e o v e rt i m er e l e n t l e s s l y i no r d e rt or e s p o n s et o c u s t o m e rr e q u i r e m e n t sa sq u i c ka sp o s s i b l e i nsc o m p a n y , a f t e rt h ei m p l e m e n t a t i o no fl e a np r o d u c t i o nf o ra p e r i o do ft i m e ，ar e a l i s t i cs i t u a t i o nw a s ：t o ol o n gc h a n g e o v e r t i m eo nt h e b o t t l e n e c km a c h i n e sa f f e c t e dp r o d u c t i o nf l o w , l e a d i n gt ol o wm a c h i n e e f f i c i e n c y , l o n gl e a dt i m e ，a l s oi m p a c t e d t h ec a p a c i t yi n c r e a s i n g w i t ht h e v a l u es t r e a ma n a l y s i sa n ds i n g l em i n u t ee x c h a n g eo f d i et e c h n i q u e ，t h e p r o j e c tt e a mm a d eat e a rd o w n o ft h ec h a n g e o v e rp r o c e s so nb o t t l e n e c k m a c h i n e s ， m o v e di n t e r n a l c h a n g e o v e r a c t i v i t i e st oe x t e m a lo n e s i n c l u d i n gan e ww a y o fe x e c u t i n ge x t e r n a lc h a n g e o v e ra c t i v i t i e sw h i c h i s t h es e t - u pp e o p l ec o m p l e t et h e i rt a s k so fe x t e r n a lc h a n g e o v e ri nam i n i c r i b t h eb 酣1 e n e c km a c h i n e s c h a n g e o v e rt i m er e d u c e d4 0 - 7 0 i n e a c hm a n u f a c t u r i n gl i n e ，a tt h es a m et i m e ，r e d u c e dt h ep r o d u c t i o nl e a d t i m e ，i n c r e a s e dt h eo v e r a l le q u i p m e n te f f e c t i v e n e s s ，c a p a c i t ya n d r e v e n u e t h er e s u l t so ft h es t u d yp r o v i d e 鼬e x a m p l ea n d i n s t r u c t i v er e v e l a t i o no f c h a n g e o v e rt i m er e d u c t i o na c t i v i t i e si nac o m p a n y o fm u l t i s p e c i e sw i t h s m a l lq u a n t i t y k e yw o r d s ：l e a np r o d u c t i o n ， c h a n g e o v e r , b o t t l e n e c km a c h i n e n s i n g l e m i n u t ee x c h a n g eo fd i e ， 硕士学位论文目录 目录 j 商要i a b s t r a c t i l 第一章绪论1 1 1 问题的提出l 1 2 国内外研究现状1 1 3 研究目的及意义3 第二章相关理论及分析方法5 2 1 精益生产理论。：5 2 1 1 精益思想5 项原则5 2 1 2 精益生产方式的特点7 2 1 3 精益生产方式理论框架和要求8 2 1 4 精益生产目标及优越性l o 2 2 快速换模技术l l 2 2 1 快速换模的概念n 2 2 2 换模时间的概念1 l 2 2 3 快速换模的原理1 2 2 2 4 实施快速换模的步骤l5 2 2 5 快速换模的益处1 6 第三章问题分析与方案制定1 7 3 1 生产现状价值流分析1 7 3 1 1 客户需求与现有产能分析1 7 3 1 2 生产现状价值流分析l8 3 2 生产现状换模时间分析1 9 3 2 1 时间观测1 9 3 2 2 换模时间分类2 0 3 3 生产现状设备综合效率分析2 l 3 3 1 设备综合效率o e e 的概念2 l 3 3 2 影响o e e 的六大损失2 2 3 3 3 生产现状典型o e e 2 2 3 4 换模过程问题小结2 3 3 5 确定改善方案。2 4 第四章减少换模时间方案实施2 6 1 1 | 硕士学位论文目录 4 1 内外部换模作业分离2 6 4 1 1 成本利润分析2 6 4 1 2 定义外部换模作业内容2 6 4 2 缩短外部换模时间2 7 4 2 1 改进夹具目视化管理2 7 4 2 2 改进生产信息传达2 8 4 2 3 建立“迷你”仓库( m i n ic r i b ) 2 9 4 3 缩短内部换模时间3 6 4 3 1 工作站必备工具及通用量具目视化管理3 7 4 3 2 改进工艺流程3 7 4 3 3 标准化内部换模作业3 9 第五章效益分析与评价4 l 5 1 直接效益分析：。4 1 5 2 间接效益分析4 3 第六章结论与展望4 4 6 1 本文的主要结论4 4 6 2 本文存在的不足以及研究展望4 4 参考文献4 6 致谢4 9 i v 硕士学位论文第一章绪论 1 1 问题的提出 第一章绪论 精益生产( l e a np r o d u c t i o n ) 是当前工业界公认的一种最佳的生产方式和组 织体系，在全球范围内各行各业中得到广泛应用。精益生产的核心是消除一切无 效劳动和浪费。 快速换模技术( s i n g l em i n u t ee x c h a n g eo fd i e ) 是实施精益生产的重要方法和 手段之一，其目的是达到换模时间最短。该技术是由日本丰田汽车工业工程师新 乡重夫( s h i g c os k n 9 0 ) 先生于1 9 6 9 年在丰田1 0 0 0 顿冲床上的实际换模改善案例 所提倡的现实的、有效的技术。 某s 公司于几年前引入精益生产理念，开始实施精益生产。该公司以生产小 型航空发动机零部件为主要业务，其产品具有品种多、批量小的特点。而精益生 产多适用于重复性、流水线作业，这就要求公司必须结合本公司产品加工的特点 和实际情况，灵活运用精益理念，有效地实施精益生产。 在几条生产线推行精益生产方式一段时间之后，公司发现：在瓶颈机械加工 设备上，其单工序换模时间过长对整个零件加工的顺畅流动阻碍非常大，同时也 浪费了设备的可利用时间，造成设备利用率低下，生产效率低下，交付周期延长。 如何减少换模时间成为进一步推行精益生产必须要解决的课题。因此，公司 成立了一个减少换模时间专题改进小组，在其中的一条c 生产线上进行试点， 并继而将改善活动推广至全公司。这个项目的实施，对s 公司精益生产的进一步 深化有着重大影响。 1 2 国内外研究现状 精益生产的概念来源于丰田生产方式( t o y o t ap r o d u c t i o ns y s t e m 简称 t p s ) t 2 5 1 ，由上个世纪5 0 年代丰田公司的创始人丰田喜一郎( k i i c h i r ot o y o d a ) 提出，在吸收了美国福特生产方式经验基础之上提出了“准时制”的思想，在大 野耐( t a i i c h io h n o ) 等人的推广下，结合美国的工业工程( i n d u s t r i a le n g i n e e r i n g 简称i e ) 和现代管理理念不断创新和发展。精益生产方式是二战后日本汽车工 硕士学位论文第一章绪论 业遭到的“资源稀缺”和“多品种、小批量的市场制约的产物，几十年来不断 发展并系统地冲击七种浪费，它帮助丰田成为世界领先的汽车制造公司之一。 自从门田安弘( y a s u h i r om o n d e n ) 教授最早将丰田生产方式系统地用英文 介绍给美国后，麻省理工工学院的詹姆斯沃迈克( j a m e s p w o m a c k ) 教授等人 在1 9 9 0 年撰写了改变世界的机器( t h em a c h i n et h a tc h a n g e dt h ew o r l d ) 1 2 2 一书，对日本企业所取得的成功经验进行了总结，提出了精益生产的概念。沃迈 克指出：向精益生产方式转变将对人类社会产生深远影响，这一转变将真正地改 变世界。1 9 9 6 年，沃迈克又与丹尼尔琼斯( d a n i e l t j o n e s ) 合著了精益思想 ( l e a nt h i n k i n g ) 1 2 1 1 。这本书总结了从批量生产过渡到精益生产所需要遵循的五 项原则，进一步阐明了精益生产的思想内涵，树立了与浪费针锋相对的精益思想。 精益生产方式的优越性不仅体现在生产制造系统，同样也体现在产品开发、 经营管理以及供应链管理等各个方面，在全球范围内得到了广泛应用。由于全球 资源持续稀缺，精益思想越来越受到各国的重视，对于资源缺乏而且经济需要高 速发展的中国来说，精益管理的应用是极为重要的。 快速换模技术s m e d 是由日本工场改善专家新乡重夫先生( s h i g e os h i n g o ) ， 于1 9 6 9 年在丰田汽车以“1 0 0 0 吨的冲床由4 小时的换模时间，历经6 个月的改 善而降至1 5 小时的换模时间；再又经过3 个月的改善，将换模时间再降至3 分 钟内完成”的实际换模案例所提倡的有效技术。这是一套应对多品种、小批量、 提高生产系统快速反应能力的系统技术。早在1 9 5 0 年，就已经有了换线( 模) 作业的设定预备工作，有了“内设定( 线内作业) ”和“外设定( 线外作业) ”之分的想 法，历经1 9 年时间得以将快速换模技术孕育出柬。它可以将一种正在进行的生 产工序快速切换到下一生产工序，在当年新乡重夫先生领导的多个案例中，换模 时间确实被降到了十分钟以下。 尽管快速换模技术在丰田公司应用已久，但直到上个世纪8 0 年代该技术在 西方国家得到推广后，人们才逐渐对此有了一个清晰的认识。在我们国家，越来 越多的企业开始意识到快速换模在精益生产过程中的重要性，也有一些企业已经 开始实施，但仍然没有在快速换模的研究和实践上形成规模和特点。 路士利、鲁建厦在“精益生产中的快速换模技术研究一1 3 8 1 一文中研究了在 制品库存量和快速换模的正比关系； 吴敬敏在“某航空企业精益制造的应用与研究一【4 3 】一文中研究了生产准备 时间( 即换模时间) 对生产周期的影响及其解决方案： 2 硕士学位论文 第一章绪论 陈亮在“精益生产在键盘生产车间改善项目中的应用”【2 射一文中研究了换 模时间对设备停机时间减少的重要作用； 李登记在“基于精益生产理论的换模过程改进研究 1 3 2 】一文中阐述了快速 换模在汽车消排系统的弯管机换模过程的改进。 在制造业，新乡重夫先生所引发改善的思想体系一再强调：快速换模绝对不 是“技巧的问题”，而是“思维的问题”。实施快速换模以减少生产准备时间是多 品种、小批量制造企业实施精益生产的关键点。 1 3 研究目的及意义 大多数制造型企业生产的产品通常不止一二种，少则数十种，多则上万种。 产品的类别不同，在生产过程中一般会对工作条件有不同要求。如：不同的夹具、 工具、刀具等；同时，不同材料或零件的加工工艺也不尽相同。因此，生产过程 中更换不同类别的产品时，设备必须暂时停止工作，以切换到新的工作条作，这 就是换模( c h a n g e o v e r ) 。切换时，因为生产停顿而耗费的时间，我们称之为“换 模时间 。 这种情况在多品种、小批量在生产过程中尤为突出。每次换模所耗费的时间， 按照精益思想的原则来说就是浪费。为了减少这种浪费，许多人想到的解决方案 就是增加每种产品的生产批量，以减少分摊到每个产品的平均换模时间。但是， 如果产量超过了顾客需求，多余的产品就必须储存在仓库里，既占用资金，又增 加管理成本，造成更大的浪费。 当前市场的趋势是向小批量、多品种、高品质、快速交付的新竞争优势发展， 这就要求企业必须尽量缩短换模时间，这就是“减少换模时间一的意义。 减少换模时间的目的很明确，主要有： 1 缩短工序间切换时间 2 缩短交付周期 3 提高均衡生产能力 4 提高整体产能 5 提高设备利用率 6 提高生产效率 7 增加库存周转率 硕士学位论文 第一章绪论 8 使企业更具竞争力 1 4 研究内容 论文的重点是基于精益生产和快速换模相关理论，对s 公司c 生产线瓶颈 设备上的工序换模过程进行研究和改进，以减少换模时间，提高设备利用率和产 能。全文共分为六章。 第一章绪论主要阐述本文的研究背景、目的意义和研究内容。 第二章主要概述相关理论与文献研究，包括精益思想、精益生产理论与方法， 快速换模原理与方法。 第三章主要分析c 生产线生产现状价值流，对瓶颈设备换模时间长的问题 进行时间研究和设备综合效率分析，从而制定方案。 第四章主要阐述解决方案的具体实施步骤。 第五章主要对直接效益与间接效益进行分析。 第六章对论文的研究做出总结，并指出本文研究的不足和进一步的研究方 向。 4 硕： 学位论文 第二章相关理论及分析方法 第二章相关理论及分析方法 精益思想提供了确定价值的方法，按最佳顺序排列生产价值的活动。它提供 了以越来越少的投入一较少的人力、较少的设备、较短的时间和较小的场地一获 取越来越多产出的方法，同时也越来越接近用户，提供他们确实要的东西。1 2 l 】 精益生产的特点是消除一切浪费，追求精益求精和持续改善。精益生产方式 彻底追求生产之合理性、高效性，并灵活地生产能够适应各种不同需求的高品质 产品的生产技术及管理方法，精益生产的基本原理和多种方法，对现代制造业具 有积极意义。精益生产的核心，即在生产计划和控制方面以及在库存管理方面的 基本思想，对于发展和丰富现代生产管理理论同样具有重要作用。 2 1 精益生产理论 精益生产( l e a np r o d u c t i o n ，简称l p ) 是美国麻省理工学院多位国际汽车计 划组织( i n t e r n a t i o n a lm o t e rv e h i c l ep r o g r a m 简称i m v p ) 的专家基于对日本的“丰 田j i t ( j u s ti nt u n e ) 生产方式 的研究和总结，于1 9 9 0 年提出来的制造模式。 精，即不投入多余的生产资料，只在适当的时间生产必要数量的市场( 或下工序) 需要的产品；益，即所有生产、经营活动有益有效。 精益生产是二战后的日本汽车工业遭到“资源稀缺 和“多品种、小批量 的市场制约之产物，它从丰田相佐诘开始，经过丰田喜一郎和大野耐一等人的共 同努力，直到上个世纪6 0 年代逐步完善而形成。 精益生产的实质是过程管理，包括人事组织管理优化、精简中间管理层级、 进行组织流程改革、减少间接生产人员、推进均衡化生产、实现零库存；推行整 个供应链上的所有生产过程的质量保证体系、实现零缺陷；降低和减少任一环节 上的浪费、实现零浪费；最终目标是实现拉动式的准时化生产方式。 2 1 1 精益思想5 项原则 精益思想是与浪费m u d a 针锋相对的【2 1 1 。大野耐一先生指出了生产过程中的 7 种浪费，j a m e sp w o m a c k 在精益思想一书中又加上了第8 种，他们是： ( 1 ) 生产过剩o v e r p r o d u c t i o n ( 2 ) 在现场等候的时间w a i t i n g ( 3 ) 不必要的运输t r a n s p o r t a t i o n 5 硕士学位论文第二章相关理论及分析方法 ( 4 ) 过度或不正确的处理o v e rd i s p o s i t i o n ( 5 ) 存货过剩i n v e n t o r y ( 6 ) 不必要的移动或搬运m o t i o n ( 7 ) 质量缺陷d e f e c t ( 8 ) 未被使用的员工创造力p e o p l e ss k i l l s 其中，生产过剩是最根本的浪费，它导致大部分其他的浪费。1 9 精益思想的5 项原则【2 1 1 是： ( 1 ) 确定价值。精益思想的关键出发点是价值。价值只能由最终用户来确 定。 ( 2 ) 识别价值流。确定每个产品或每一产品系列的全部价值流是精益思想的 第二步。在这一阶段会暴露出大量的、复杂的浪费。通过对价值流分析，可 以显示出沿着价值流的三种活动方式，而价值部分通常只占1 0 左右。 附加工作 ( 一型浪费) 价值 图2 - 1 沿价值流三种活动 纯浪费 ( 二型浪费) ( 3 ) 流动。一旦精确地确定了价值，并制定出了某一代表产品的价值流图， 消除了明显的浪费，就到了实行精益思想第三步的时候，那就是使保留下来 的、创造价值的各个步骤流动起来。 ( 4 ) 拉动。一旦我们拥有了在用户需要时就能设计并制造出来用户真正需要 的产品的能力，就可以直接按用户实际要求生产，而不是像之前那样，提前 进行生产，把用户常常不想要的产品硬推出去。这就是从用户需求而来的拉 动。 ( 5 ) 尽善尽美。在上述四个原则的良性循环和相互作用的过程中，总会再暴 露出隐藏在价值流中的浪费，我们也就会无止境地不断减少付出的时间、场 地、成本和错误。【2 1 1 尽善尽美也就在这样的持续改善中变得并不遥远。 6 硕士学位论文 第二章相关理论及分析方法 2 1 2 精益生产方式的特点【4 6 j ( 1 ) 拉动式准时化生产( j i d 生产起点为最终用户的需求，强调均衡生产，追求零库存，要求上一工序加 工完成的零件立即可以进入下一工序。按照看板( k a n b a n ) 组织生产运作，即 由看板来传递工序之间的需求信息。人工可以干预、控制生产中的节拍，保证生 产物流平衡。那么，对于每一道工序来说，就是保证对后续工序供应的准时化。 各个生产单元自己完成生产中的计划与调度，在形式上不采取集中计划，对操作 过程中各个生产单元之间的协调是极为必要的。 ( 2 ) 全面质量管理( t o t a lq u a l i t ym a n a g e m e n t 简称t q m ) 强调质量是生产出来的而不是检验出来的，由过程中的质量管理来保证最终 产品质量。在生产过程中，对质量的控制在每一道工序都进行，旨在培养每一位 员工的质量意识，确保能够及时发现质量问题。如果员工在生产过程中发现了质 量问题，根据实际情况，可以立即停止生产、直至问题解决，从而保证不会出现 对不合格产品的无效加工。对于已经出现的质量问题，需要组织相关技术和生产 人员作为一个工作小组，一起合作，尽快解决。 ( 3 ) 团队合作( t e a m w o r k ) 每位员工在工作中不仅仅只是执行上级指令，更重要的是积极地参与整个过 程，起到决策或辅助决策的作用。团队组织的原则并不是完全按照行政组织来划 分，而是主要根据业务关系来进行划分。团队的组织是可变动的，针对不同的任 务，建立不同的团队，同一个人可以属于不同团队。强调团队成员一专多能，要 求对团队内其他成员的工作比较熟悉，以保证工作协调和顺利进行。团队里每个 成员工作业绩的评定都将受到团队内部评价的影响。团队工作的基本氛围是信 任，以长期监督控制为主，避免对每一步工作的检查，以提高工作效率。 ( 4 ) 并行工程( c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g ) 在产品研发期间，将研发概念、结构设计、工艺过程设计和最终客户需求等 结合起来，实现以最快的速度按照所要求的质量完成。各分项工作由与之相关的 项目小组完成，进程中，小组成员各自安排自己的工作，但可以定期或者随时反 馈相关信息并协调解决出现的问题。团队依据适当的信息系统工具，及时反馈与 协调整个项目的进展，在产品研制与开发期间，可利用多种现代技术，辅助项目 进程的并行化。 7 硕士学位论文第二章相关理论及分析方法 2 1 3 精益生产方式理论框架和要求 精益生产方式是一种以最大限度地减少企业所占用的资源和降低企业管理 及运营成本为主要目标的生产方式。精益生产方式的理论框架包含“一个目标、 “两大支柱 和“一大基础 。【3 2 1 准自 时动 化化 持续改善 图2 - 2 精益生产方式理论框架 “一个目标是指低成本、高效率、高质量地进行生产，最大限度地满足客 户需求，使客户满意。 “两大支柱 是准时化和自动化： “准时化 ( 【) ，就是指在企业的生产过程中，所需要的零部件在需要的 时候，以需要的数量、合格的品质准确的送到生产线旁边。因此，加工过程中的 每个工序都能够在需要的时候，按照需要的数量获得需要的合格产品，从而消除 生产过程中的无效劳动和浪费，降低生产成本，提高整体效率。 “自动化一( j i d o k a ) 并不是指单纯的机械自动化，而是把人的因素包含进入 “自动化一，或者是说把人的智慧赋予机器。“自动化 这一思想来自于丰田公 司的创始人丰田佐吉( t o y o d as a k i i c h i ) 先生。丰田佐吉设计了自动织布机，在 经纱断了一根或者是纬纱用完的时候，能够立刻停止运转，同时发出警告，提醒 操作人员及时发现问题并纠正错误，从而达到提高产品品质的效果。另一方面， 操作人员仅在机器发生异常情况、停止运转的时候才去处理，因此一个人可以管 理数台机器，从而使生产效率大大提高。之后，丰田公司又把这种思想应用于整 个流水线，每个操作员在发现异常情况时，都有权利停止整条流水线，从而有效 地防止次品产生，避免生产过剩。 8 硕士学位论文 第二章相关理论及分析方法 “一大基础”是改善和持续改善。企业的生产系统，从局部到整体，永远都 存在着改进和提高的余地，只有以消除浪费和改善提高的思想为依托，对生产与 管理中的问题，采用由易到难、不断改善、巩固的方法，经过不懈努力和长期积 累，才能保证精益生产方式的持续实施。1 4 6 1 要将精益生产方式的理论付诸实施，有六个方面的要求： ( 1 ) 通过5 s 活动来提高现场管理水平，这是实施精益生产的基础。 ( 2 ) 准时化生产j i t 生产系统 在顾客需要的时候，按照其需要的数量和质量，提供需要的产品。可以通过 一系列工具的应用来使企业实现生产准时化，主要工具是： 平衡生产周期：节拍时间t a l at i m e = 循环时间c y c l et i m e 持续改进k a i z e n ( c o n t i n u o u si m p r o v e m e n t ) 一件流o n e p i e c e f l o w 单元生产c e l lp r o d u c t i o n us h a p e 价值流分析v a l u es t r e a mm a p p i n g 方法研究i n d u s t r i a le n g i n e e r i n g 拉动式生产与看板p u l l & k a n b a n 目视化管理v i s u a lm a n a g e m e n t 缩短生产周期l e a dt i m er e d u c t i o n 全面生产性维护( t p m ) 快速换模( s m e d ) ( 3 ) 6 0 质量管理原则，贯彻于产品研发和生产的全过程，包括： 操作员的质量责任 操作员主动停线的工作理念 防错系统技术p o k a y o k e 标准作业s o 和作业标准o s 先进先出f i f o 寻找根本原因：5w h y ( 4 ) 发挥员工主观能动性，强调“发挥团队的主观能动性是精益生产的基本 运行方式。”鼓励团队合作，推倒企业内部各部门之间的壁垒。 ( 5 ) 目视化管理。不仅仅是管理者，而且要让所有员工和外来参观者对公 司状况一目了然。要做到信息能够充分沟通，最好的办法之一就是把所有的流程 9 硕士学位论文 第二章相关理论及分析方法 都摆在桌面上，使之可视化。 ( 6 ) 不断追求完美。企业经营管理理念和员工的思想都非常关键，即使永 远也达不到理想中的完美，即使浪费微不足道，也不能迁就，要不断改进。 2 1 4 精益生产目标及优越性 “零浪费”是精益生产方式的终极目标，具体表现在七个方面： ( 1 ) “零 切换时间：多品种混合生产中切换时间为零，将加工工序间品种 切换与装配线的换产时间浪费降为零或接近为零。 ( 2 ) “零 库存：削减库存，单件加工与组件装配相链接流水化，从而消除 中间库存，按定单同步生产而不是市场预估生产，产品库存降为零。 ( 3 ) “零 浪费：全面成本控制，消除生产过剩、搬运、等待等浪费，实现 零浪费。 ( 4 )“零 缺陷：高品质，缺陷不是在检验工序检验出来的，而应该在产生 的源头、即生产过程中消除它，追求零缺陷。 ( 5 ) “零 故障：提高设备运转率，消除设备的故障停机，达到零故障。 ( 6 ) “零 停滞：快速反应、缩短交付周期，最大限度地减少生产周期，消 除中间停滞，实现零停滞。 ( 7 ) “零”灾害：安全第一，人、产品、工厂全面安全预防检查。 与传统意义上的大批量生产方式相比，精益生产方式在过去5 0 多年的成功 案例已经证明： ( 1 ) 人力资源占用降低5 0 ； ( 2 ) 新产品开发周期减少5 0 ； ( 3 ) 在制品库存降低9 0 ； ( 4 ) 工厂空间占用减少5 0 ； ( 5 ) 成品库存减少7 5 ； ( 6 ) 废品率降低5 0 。 ( 7 ) 安全指数提升5 0 精益生产着眼于整个生产流程，致力于改进生产流程中的每一道工序，而不 只是个别的或几个工序。精益生产要求尽最大可能消除价值链中一切不增值的活 动，提高劳动生产率，按照顾客订单生产的同时也最大限度的降低库存，这是一 个永无止境的精益求精的历程。 i o 硕士学位论文 第二章相关理论及分析方法 2 2 快速换模技术 快速换模( s i n g l em i n u t ee x c h a n g eo fd i e s 简称s m e d ) 1 1 1 是在上世纪5 0 年 代初期，日本丰田汽车公司摸索的一套能够应对多品种、小批量、降低库存并提 高生产系统快速反应能力的非常有用的技术，是日本人在工业工程( i e ) 领域中 发明的革新性概念之一。这一思路，是丰田公司的i e 工程师新乡重夫开发的。 s m e d 系统现已成为丰田生产系统的一项关键技术，极大地促进了生产方式的变 革。 n o r m a nb o d e k ( 诺曼) 在t h e s a y i n g so f s h i n g o ( 新乡重夫箴言录) 一书 中写道：“把设备调试时间从几小时锐减到几分钟，是车间实现革命性变革不可 或缺的第一步。其成果显而易见，库存锐减9 0 ，产品从设计到投产的时间由 1 2 周缩短到4 小时。” 今天，快速换模技术s m e d 已经在许多制造性行业得以成功应用，国外的 研究显示，通过成功地运用s m e d 快速换模法，制造型组织可以在几乎不增加 任何成本的情况下减少7 5 甚至更多的换线准备时间。【3 3 】 2 2 1快速换模的概念 快速换模是s m e d 的习惯性叫法，也被称作快速生产准备。是指通过工业 工程的方法，持续改进生产准备过程，以达到用尽可能少的时间完成换模过程( 最 终达到一触a pn - f 或无需换模) ，它是一种能够减少更换工装、生产启动或调整时间 的方法，通过换模过程中的简化、协调操作等方式来实现。1 1 8 】快速换模也是一 种以团队工作为基础的工作改善。 快速换模这一概念指出，所有的切换或启动都能够且应该少于1 0 分钟，因 而才有了单分钟( s i n g l em i n u t e ) 这一说法，所以也称作单分钟快速换模法、1 0 分钟内整备法【4 l l 或者快速作业转换等。这一方法能够将可能的换线时间缩减到 最短，即将一个正在进行的生产工序快速地切换到下一个生产工序，使生产工序 间转换处于最小浪费的状态。 2 2 2换模时间的概念 换模是指任何因产品或工序更换，而必须使机器或生产线停止，以从事更换 动作，又称为设置或准备。 在精益生产中，换模时间是指：从前一品种或工序最后一个合格产品，到下 硕士学位论文第二章相关理论及分析方法 一品种或工序第个合格产品之间的时间间隔。从精益的角度来看，这部分时间 不产生价值，所以需要尽可能地缩短，以减少浪费。下图表示换模时间的4 个主 要组成部分：准备时间，换模操作时间，调整时间，整理时间。 图2 - 3 换模时间定义 换模作业，按其时间特性可以分为“内部换模 和“外部换模 。内部换模 是指必须在机器停止生产状态下才能进行的换模动作，又称为“内部作业或 者是“内部准备 。主要包括工模具拆卸、安装及调整、首件检验等工作。外部 换模是指机器在生产运转状态而仍然可以进行的换模动作，又称为“外部作业 或者是“外部准备 。主要包括：寻找工模具、获得材料、成品转移、工模具归 位等工作内容。 2 2 3快速换模的原理 快速换模的实践主要基于工业工程m 理论，从流程分析和动作研究的角度 出发，研究换模时间的减少，尤其是内部换模时间的减少。快速换模主要运用厄 体系的基础技术之工作研究，使用“5 w 2 h 一和“e c r s 一对换模过程进行分析。 2 2 3 1 工作研究 正是对人员、物料、设备、能源和信息所组成的集成系统进行设计、改善 的- - f - j 学科。 2 3 1i e 的核心是降低成本、提高质量和生产率，工作研究是i e 体 系中最重要的的基础技术，包括方法研究和作业测定( 又称时间研究定或工作衡 量) 两大技术，分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新、消除人力、 物力、财力和时间等方面的浪费，降低劳动强度，合理安排作业，并制定各作业 时间，从而提高工作效率。 ( 1 ) 方法研究( m e t h o ds t u a y ) 1 2 硕士学位论文第二章相关理论及分析方法 方法研究是指：把工作简化并定出进行此项工作的更经济的方法和程序，建 立标准工作方法。方法研究目的是减少工作量，建立更经济的作业方法，包括如 下几个方面的分析： 图2 _ 4 方法研究分类 ( 2 ) 作业测定( t i m es t u d y ) 作业测定是：确定进行某项工作所需时间的长短，建立相应的标准时间。作 业测定的主要方法如下： 密集抽样时间研究( 秒表法) 作业测定 直接法 分散抽样时间研究( 抽样) 预定动作时间标准法( p t s ) 确定时间标准 合成法 标准资料法 2 2 3 25 w 2 h 分析法 图2 5 作业测定方法 5 w 2 h 分析法是一种思考方法，有助于将我们的思路条理化，杜绝盲目性。 我们也可以说它是一种创造技法，对选定的项目，从原因( w h y ) 、对象( w h a t ) 、 地点( w h e r e ) 、时间( w h e n ) 、人员( 晌o ) 、方法( h o w ) 、成本( h o wm u c h ) 等七个方面提出问题进行思考。这种看似很天真甚至可笑的问话和思考办法，可 以使思考的内容深化、理性化。具体如下表： 1 3 砸士学位论文 第二章相关理论及分析方法 表2 - 15 w 2 h 分析法 同眩说明对策 对象 w h a t做什么? 有必鹁? 取消不必要的任 目的w h y为什么要做? 目的是什么? 务 地点 w h e r e在哪里做? 必须在那里做吗? 时间 w h e n何时做? 必须在那个m m b 1 做吗?改变顺序或组合 人员 w h o谁来做? 萁他人做可以吗? 方法 n o t怎么做? 有比这更好的方法吗?简化任务 成本 h o wm u c h花费多少? 改进后节约多少?选择改进方法 2 2 3 3e c r s 四大原则【3 0 】 在进行5 w 2 h 分析的基础上，任何作业或流程，都可以运用e c r s 改善四 原则来进行分析和改善。针对每一道工序或流程都引出四项提问，构思新的工作 方法，以取代现有的工作方法。通过分析，简化工序或流程，从而找到更高的效 率、更佳的作业方法和作业流程。 e c r s 分析法，又名e c r s 四巧，即取消( e l i m i n a t e ) 、合并( c o m b i n e ) 、 重组( r e a r r a n g e ) 和简化( s i m p l i f y ) 。 ( 1 ) 取消( e l i m i n a t e ) 对任何工作，首先要问为什么要做? 能否取消? 如果所研究的工作内容可以 取消而又不影响工作中的质量和进度，这就是最有效果的改善。例如，不必要的 工序、检验、运输和设备闲置等，都应当予以取消。另外，由自行制造变为外部 采购，也是一种取消和改善。 ( 2 ) 合并( c o m b i n e ) 对于无法取消且必要的内容，考虑是否能够合并。将两个或者两个以上的内 容变成一个就是合并。例如，工序或动作的合并、工具的合并等，或者将分散在 不同部门的相同工作合并在一个部门的一道工序。合并后可以有效地消除重复及 浪费现象。 ( 3 ) 重排( r e a r r a n g e ) 重排就是通过改变工作流程，使工作顺序重新排列，达到改善工作的目的。 例如，前后工序调整、手的动作转为脚的动作、生产现场设备布局的调整等。 ( 4 ) 简化( s i m p l i f y ) 1 4 硕士学位论文 第二章相关理论及分析方法 经过取消、合并和重排后，还要对该工作进行更深入的分析研究，使现有流 程尽量简化，以最大限度地使作业时间缩短、提高工作效率、降低成本。例如， 考虑工具更符合人机工程、简化单个动作或减小动作幅度、简化作业过程等。 归纳下来，e c r s 四巧分析图如下： 图2 - 6 四巧分析法 2 2 4 实施快速换模的步骤 快速换模的关注点是减少切换时设备或生产线的停顿时间，这种停顿时间越 短越好。典型的切换过程中，准备和清理占时3 0 ，装配和部件搬运占时5 ， 测量、设置和校正占时1 5 ，试运行和调整占时5 0 。 传统的批量生产为了改善换模作业，认为： ( 1 ) 必须经过不断练习才能使换模作业熟练 ( 2 ) 以增加生产批量的方式减少平均换模时间 ( 3 ) 大批量生产方式会增加无订单的库存，因此必须设定“经济生产批量”。 很多从事传统生产制造的人，都认为要大幅缩短换模时间是不可能的任务， 但如果不能抛弃固有的传统观念，要将快速换模技术应用于生产制造现场是不可 能实现的。为了减少换