（工商管理专业论文）S公司的单元生产方式应用研究.pdf

论文题目：s 公司的单元生产方式应用研究 专业：工商管理硕士 硕士生：卢杰泉 指导老师：祁军副教授 摘要 流水线的生产方式，二十世纪初为福特公司应用后，迅速被广泛应用到工 业生产各领域。五十年代之后在t o c 与m r p i i 、j i t 的应用的同时，流水线更 是被发扬光大。进入九十年代，单元化生产方式开始被提出。近年来，为了适 应小批量多品种的生产潮流，佳能等公司大力推行单元化生产并取得瞩目的成 效。国内在单元化生产方面的研究还不是很充分，企业的应用实践更未达到广 泛的程度，相信我们还有相当大的改进空间， 本文结合了工业管理学术界对单元化生产方式的理论研究，分析了s 公司 原计算机整合流水生产线开始逐渐暴露出的生产线品种切换频繁、不良率高企、 设备投资大、材料成本上涨等问题，然后对s 公司单元化改造的构思和实践， 设备准备、单元化生产布局、人员合作安排、培训和激励体制的建立进行了应 用研究。 本文的创新之处在于通过对s 公司的实践研究，提出了较长较复杂工序分 段单元生产的方案以及分段的基准，优化单元内瓶颈工序的处理，还有单元化 改造的整套管理体系相应的调整。希望这些实践研究的结果能为国内准备或正 在建立单元化生产方式的企业提供参考。 关键词：精益生产，流水线生产，单元化生产 t i t l e ：c e l l p r o d u c t i o ns y s t e ma p p l i c a t i o nr e s e a r c h o f sc o m p a n y m a j o r ：m b a n a m e ：l uj i e q u a n s u p e r v i s o r ：q ij u n a b s t r a c t a f t e rl i n e - p r o d u c t i o ns y s t e mw a sc r e a t e db yf o r dc o m p a n ya tt h eb e g i n n i n g o f2 0 “c e n t u r y , t h i sn e wm a s s - p r o d u c t i o ns y s t e mh a sb e e na p p l i e dt om a n y i n d u s t r i e si nt h ew o r l d e s p e c i a l l ya f t e rt h em i d d l eo f2 0 t l ic e n t u r y , t h i sp r o d u c t i o n s y s t e mh a sm a d eg r e a ta c h i e v e m e n t sw h e ni t h a db e e nc o m b i n e dw i t hc o n t r o l s y s t e m sl i k et o c ，m r i ia n dj i t i n19 9 0 s ，c e l l p r o d u c t i o ns y s t e me m e r g e da sa b r a n c ho fl e a np r o d u c t i o ns y s t e m r e c e n t l y , t oa d a p tt ot h en e wt r e n do fm o r e s p e c i e sa n dl e s sq u a n t i t i e s ，c o m p a n i e ss u c ha sc a n o ng o tg r e a ts u c c e s s e sb yw i d e l y a p p l i c a t i o no f c e l b p r o d u c t i o ns y s t e m i nc h i n a ，b e c a u s er e s e a r c h e sa n da p p l i c a t i o n s o fc e l l - p r o d u c t i o ns y s t e ma l en o tp o p u l a r , ib e l i e v et h a tw ec a ng e tal o to f i m p r o v e m e n tb ya p p l y i n gt h i ss y s t e mi nm a n yi n d u s t r i e s t h i st h e s i sa n a l y z e dt h ec a s e , o fsc o m p a n yc o m p a r i n gt h ec u r r e n ti n d u s t r y r e s e a r c h e so fc e l l - p r o d u c t i o ns y s t e m ，i nt h ec a s e ，t h ec i m l i n e p r o d u c t i o ns y s t e m w a sc o n f r o n t i n gm a n y p r o b l e m ss u c ha sf r e q u e n t l ys p e c i e sc h a n g i n g ，h i g hd e f e c t i v e r a t e , h i g hi n v e s t m e n tr i s ka n di n c r e a s i n gp r i c e so fm a t e r i a l s t h e ni tw i l lg oi n t ot h e r e s e a r c ho fc e l l p r o d u c t i o np l a na n dp r a c t i c e s , i n c l u d i n gm a c h i n ep r e p a r e ，c e l l l a y o u t ，o r g a n i z a t i o n a ls e t t i n g ，t r a i n i n ga n dm o t i v a t i o ns y s t e m s n e wi d e a so f t h i st h e s i sa r ec o n s i s t e do f t h r e ep a r t s f i r s tp a r ti sp r o p o s i n gt h e 把t t l o do fw o r k - c e l l sb r e a k i n gd o w nf o rl o n gp r o c e s s e s s c c o n dp a r ti s h o wt o h a n d l et h eb o t t l e n e c kp r o c e s s t h i r dp a r t i st h ei n t e g r a t i o no fs y s t e m sf o rc e l l p r o d u c t i e n ih o p er e s e a r c hr e s u l t so ft h i st h e s i s c a np r o v i d es o m er e f e r e n c e st o d o m e s t i er e s e a r c ha n dp r a c t i c e so f c e l l - p r o d u c t i o ns y s t e m k e yw o r d s ：l e a n p r o d u c t i o n ，l i n e - p r o d u c t i o ns y s t e m ，c e l l p r o d u c t i o n s y s t e m 1 1 1 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究2 1 2 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 一魏协粟 f t g q ：聊年牛月彩日 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入 有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。 学位论文作者签名：导师签名： 日期：劲g 年牛月巧日 日期： 日 第1 章绪论 1 1 研究背景 s 公司于2 0 0 1 年底建立，位于广东省中山市，是一家日资全资子公司。s 公司专门从事打印机、复印机、传真机等o a ( 办公自动化) 设备的橡胶零部 件的生产，产品百分之百出口，其销售的公司在香港。截止到2 0 0 7 年底，该公 司拥有员工6 5 0 人，年产值约5 5 0 0 万美元。它的总公司是同本一家以橡胶轮胎 为主营业务的集团公司，其业务当中橡胶轮胎约占8 0 的营业收入。 s 公司的前身是集团公司属下的一个r 本分公司，建立于二十世纪七十年 代末。其办公自动化设备的橡胶零部件的生产线建立于八十年代末九十年代初， 当时使用计算机集成的自动化流水生产线的生产方式。进入九十年代，随着小 型办公自动化设备产品逐渐普及，市场竞争急剧增加。虽然r 本公司的生产量 在不断增加，但是利润在大幅减少。九十年代末办公自动化设备产品产量迅速 增加，产品品种更加开始明显多样化，同时各品种的生命周期也在缩短，形成 观显的小批量多品种酶趋势。这样就导致自动化流水生产线开始逐渐暴露出生 产线品种切换频繁、不良率高企、设备投资大、材料成本上涨等问题。在这些 问题的影响之下，公司的毛利率几乎降到存款利率水平。 为了应对以上问题，s 公司建立之时，决定放弃原来的计算杌集成的自动 化流水生产线，转而采用单元化生产方式。公司经过产品分析及小范围实验， 总结经验后相应作了一系列改进，然后开始着手使用单元化生产方式。经过设 备的单元化本地化准备、单元化生产的空间布局、人员合作配置安排、培训和 激励体制的建立，s 公司在2 0 0 5 年基本实现了单元化生产的目标，也取得了预 期效果。 1 2 研究的目的和意义 自从1 9 1 3 年福特公司建立流水生产线以来，这种大规模生产方式席卷全 球，一度成为工业现代化的代名词。九十年代兴起的单元化生产方式则顺应了 世界很多行业少批量多品种的变化趋势。本文的目的在于结合国内学者对单元 化的研究，把s 公司单元化改造过程中的构思及具体实施措施展示给大家。 单元化生产方式不仅限时空间布局上的变动，还延伸到设备的配合，人员 的安排，培训激励措施的调整等整套管理方法的调整。单元化生产是精益生产 的一个分支。本文希望通过对s 公司单元化实践的研究，为国内正面临流水生 产方式的各方面问题的生产厂家提供一个解决问题的方案。 1 3 研究的主要内容 本文共分六章。第一章为绪论，第二章介绍了现代生产方式的发展及单元 生产方式的出现，接着介绍流水线生产方式与单元生产方式的区别，以及工业 管理学术界对单元化生产方式的研究和结果；在第三章介绍了s 公司前身的生 产工艺流程，并说明了当时计算机集成流水生产线面临的问题后，第四章详细 说明了s 公司单元化生产改造的实验及各方面配套管理方法的实施过程，然后 在第_ 五章对s 公司单元生产实施的效果进行评价，最后第六章给出本文的总结。 1 4 研究采用的研究方法 本文主要通过案例分析的方法进行应用研究。本文结合了工业管理学术界 对单元化生产方式的理论研究成果，以及对s 公司单元化改造的构思和实践研 究分析，来进行单元化生产方式应用研究。 在信息资料的收集分析方面，主要采用以下调查方法： ( 1 ) 通过工业管理学有关的学术期刊收集和辨析相关理论； ( 2 ) 采用公司生产管理部门及财务部门相关数据； ( 3 ) 通过对公司生产相关部门的访问： ( 4 ) 各种权威媒体信息的搜集。 1 5 论文创新之处 在国外，对单元生产方式的研究和讨论已经比较成熟，但是在国内的应用 研究还不是十分充分。本文的创新之处在于通过对s 公司的实践研究，提出了 长工序分段单元生产的方案以及分段的基准，优化单元内瓶颈工序的处理，还 有单元化改造的整套管理体系相应的调整。相信这些实践研究的结果能为国内 准备或正在建立单元化生产方式的企业提供参考。 第2 章文献综述 本论文通过对工业管理学有关的学术期刊收集和辨析相关理论调查后，总 结了到目前为止流水线生产及单元生产两种生产方式的发展、定义、特征以及 单元生产的应用条件等研究成果。 2 1 单元生产方式的发展背景 单元生产方式不是凭空产生的，而是在流水线生产方式发展了大半个世纪 后，才作为精益生产的一个分支逐渐发展起来的。 2 。1 1 流水线生产方式的发展 工业革命在1 7 5 0 年左右已经开始，但直到1 8 3 0 年，它还没有真正蓬勃地 展开。大多数观点认为，工业革命发源于英格兰中部地区。1 8 世纪中叶，英国 人瓦特改良蒸汽机之后，由一系列技术革命引起了从手工劳动向动力祝器生产 转变的重大飞跃。随后传播到英格兰到整个欧洲大陆，1 9 世纪传播到北美地区。 工业革命是生产技术的变革。工业革命之前及其前期一百多年中，社会的 生产主要是通过手工作坊式的生产方式来完成。工业革命逐渐使机器代替了手 工劳动；工厂代替了手工工场。直到1 9 1 3 年，流水线生产方式的出现拉开了大 规模生产方式时代的序幕。 1 9 1 3 年，美国“汽车大王”亨利福特( h e n r yf o r d ) 首创流水线，在产 品标准化、零件规格化、工厂专业化、作业专业化、机器及工具的专门化的基 础上，利用高速传送装置，把生产过程组成流水作业线，强制工人快速操作， 大大提高了劳动生产率，把成本降到最低限度。 在手工生产时代，装配一辆车要7 2 8 个人工小时，福特流水线把它缩短到 1 2 5 个小时，最后达到每十秒钟生产一辆车。在此之前，轿车售价在4 7 0 0 美元 左右，1 9 1 4 年降到每辆3 6 0 美元。“汽车的价格每下降一美元，就为福特多争 4 取来1 0 0 0 名顾客。”福特的市场份额从1 9 0 8 年的9 4 上升到1 9 1 4 年的4 8 。 2 0 世纪3 g 年代，著名演员卓尉棒( c h a r b ec h a p t i n ) 把流水线生产方式搬 上银幕，取名“摩登时代”，使人们无意识的把“流水生产线”与“现代化”划 上了等号。要搞现代化大工业，就必须装备流水生产线；要提高生产效率，就 必须进行细分工，必须提高梳械化私自动仡水平，这些“原理”、“原鼬”已经 成为工业经济时代的“常识”。 2 1 2 流水线生产的特点 流水线生产是指由技术极细的工人使用专业化且通常昂贵的设备生产出大 量标准化产品的种生产作业系统。随自动化程度不同，需要的工人数量也髓 之反比例变化，但不变的是都会存在传送带设备。传送带的节奏或速度是恒定 的，所以不同工位都要按照最慢的工位来配合运作。流水线生产是加工对象按 照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工，并按照一定的生 产速度连续完成工序作业的生产过程。 流水线生产的特点： ( 1 ) 流水线上固定生产一种或少数几种产品( 零件) ，工作地专业化程度 高； ( 2 ) 流水线上每个工作地按照产品工艺过程( 零件) 顺序安排，产品按 单向运输路线移动； ( 3 ) 工艺过程是封闭的，工作地按工艺顺序安排为索链形式。劳动对象在 工序间作单向流动，自成系统，便于管理和控制； ( 4 ) 生产具有明显的节奏性； ( 5 ) 生产具有较高连续性； ( 6 ) 流水线上各工序之间的生产能力是平衡的，成比例的。 流水线是福特主义生产方式的载体。第二次产业革命建立现代大工业之后， 西方企业主要实行以福特公司为代表的谥特主义生产方式，它是指以市场为导 向，以分工和专业化为基础，以较低产品价格作为竞争手段的刚性生产模式。 这种生产方式的主要特征是： ( 1 ) 大规模生产，在竞争酶市场环境下，一个资本家只有在包己更馒宜蟾 出卖商品的情况下，才能把另一个资本家逐出战场，为此他必须提高劳动生产 力，而增加劳动生产力的首要办法是更细地分工，更全面地运用和经常地改进 机器。由此造成的必然结果是：分工必然要引起更进一步的分工：机器的采用 必然要引起机器的更广泛的采用；大规模的生产必然要引起更大规模的生产。 ( 2 ) 标准化产品。在泰勒制原则指导下，通过劳动的标准化、强化的技术 分工和高度专门化的机器，可以生产出标准化的产品。这种强化的标准化使流 水线上的分工达到最细微的地步，其结果是实现了马克思所说的劳动从形式上 隶属于资本转变为实际上隶属于资本。 ( 3 ) 网性生产，即劳动技能、管理结构、组织边界及产品等方面所表现出 的刚性特征。在生产组织上主要表现为：( a ) 生产的内部化，即产品的各个环 节都在同一个企业内部完成；( b ) 系统的封闭性，即产品的各个部分都由同一 个企业完成；( c ) 功能的齐全化，即企业必须其备完整、全能的各项功能。为 了在综合型的竞争中获胜，各个企业都必须考虑自己这个“木桶”，尤其要着眼 于修补其中最短的木板。 ( 4 ) 生产者决定论。工业经济时代，规模经济效益依靠厂商资本投入的增 加、生产的内部化、系统的封闭性和功能的齐全化，这意味看厂商必须和有能 力完成产品的各个部分和环节，这些都构成了最终产品生产较高的进入壁垒， 生产者从而控制着产品的定蒂i 权和定价权，事实上拥有着生产者主权。 2 1 3 流水线生产方式优缺点 凡事都有其两面性，两种生产方式都有各有其优缺点，不同的行业，不同 的产品，不同的公司，不同的时期，可以根据需要进行分析和选择。 流水线生产方式走过了将近一百年的历程，我们把它的优点总结如下： ( 1 ) 产品的生产过程较好地符合连续性、平行性、比例性以及均衡性要求： ( 2 ) 生产率较高，连续运转； ( 3 ) 缩短生产周期，减少在制品的占用量和运输工作量，加速资金周转； ( 4 ) 简化生产管理工作。 缺点： ( 1 ) 柔性差，切换成本高。大型流水生产线在变更制品的种类、规格时， 大都要改变和调整生产线的参数、刀具、附属设备等，有时还要改变布局或改 造技术，都会需要较高的成本。 6 ( 2 ) 工人工作单调、紧张、易疲劳，不利于提高工人生产技术水平。 ( 3 ) 由于配套设备多，占地面积大。 ( 4 ) 设备成本高。大部分的流水生产线需要依赖计算机控制系统，设备高 度复杂，且非常昂贵。 ( 5 ) 中间在库较高。中途停止生产线的成本非常高，所以必须准备足够的 部品在库，防止材料供应不足而导致停线。 要维持流水线生产的效率，组织的条件如下：品种稳定，产品结构基本定 型并标准化，原材料、协作件标准化，能保证及时供应，机器设备处于完好状 态，产品检验能在流水线上进行。 进入二十世纪九十年代后，随着科技和市场环境的r 新月异，流水线大批 量的生产方式日渐显得不适应新的市场环境。生产水平的提高带来多样化、个 性化的消费模式，相当部分的产品开始出现供过于求，进入买方市场。竞争环 境也r 趋复杂，新的需求不断出现，企业反应速度成为生存的决定因素之一。 流水生产线由于具有很强的刚性，导致其面临切换成本高、时间长、难度大等 一系列问题。 2 1 4 精益生产方式的出现 五六十年代，丰田生产模式诞生在f t 本，并取得巨大成功。1 9 5 0 年，一个 年轻的同本工程师丰田英- - n 福特的工厂考察，结论是，美国汽车公司的生产 方式不适合同本。恰在1 9 7 3 年秋天，全球发生能源危机，此时也是丰田公司资 金紧张、劳资冲突使其接近破产的时候。丰田英二和另一位名叫大野耐一的工 程师开始推动一些新型的生产管理方法：降低成本、看板生产、零库存，这就 是丰田精益生产模式的萌芽。 丰田精益生产模式可概括为：“在第一时间使适当的产品到达适当的地点， 同时使浪费最小化和适应变化。”主要理念是：不使次品流入下一个流程；不断 改善，排除不必要的程序，降低产品成本。 生产方式在不断的发展，完善。二十世纪八十年代期以来，对服务、可靠 性之类的质量要求日益提高，以高质量、多品种、快节奏为目标的制造业企业 管理模式成为企业增强竞争力、寻求生存和发展的必然之举。世界各国针对大 量生产模式的不足，对制造管理技术和模式进行了众多创新，包括制造资源计 划( m r p i i ) 、准时生产( j i t ) 、柔性生产( f m s ) 、精益生产( l p ) 、企业资源 计划( e r p ) 、供应链管理( s c m ) 、灵捷制造( a m ) 、大规模定制生产等。这 些管理模式创新和发展的趋势是：在满足高质量、低成本的目标前提下最大程 度地提高企业的灵活性和速度，尽可能保持大规模生产管理模式的高质量、高 可靠性和低成本的优势，最大可能地提高企业生产制造的品种适应性和市场快 速反应性。以上技术及管理理论基本上都在流水线生产的框架下发展起来的， 基本上没有否定流水生产线的存在意义。直到单元生产方式的出现，人们才开 始反观在不少行业中流水生产线的问题和改变的需要性。 2 2 单元生产方式的出现和推广 为了克服流水线生产方式的弊端，以索尼公司为先锋的日本企业界在精益 生产思想的指导下作了大胆的尝试。九十年代初首先由日本专家山田日登志为 了改善丰田生产方式，提出了单元生产方式( c e l lp r o d u c t i o ns y s t e m ) ，也称细 胞生产系统( 山阳日登志，1 9 9 5 ) 。单元生产方式的基本想法是，通过简单的自 动化，由一个或几个员工完成多个步骤；这些步骤如果通过流水线生产的话， 则必须需要众多员工及复杂的生产设备来完成。从2 0 世纪9 0 年代中期以来， 以生产管理革新的名，在管理咨询公司推动下，在日本掀起了普及单元生产方 式的热潮( 大野腾久，2 0 0 3 ) 。 单元生产方式有点像回到1 9 世纪作坊式的生产方式。它的最大优点是成本 低，品种切换快，适合小批量多品种生产。在h 本，单元生产方式在电子组装 行业首先得到应用，并开始推广到很多行业。索尼、松下、佳能、n e c 、c a s i o 等著名大公司毅然淘汰流水生产线，采用分工不细、机械化自动化水平不高的 单元化生产方式，并取得成功。进入二十一世纪以来，单元生产方式得到更广 泛的应用。虽然日本经济低迷，但是佳能公司大力推广该生产方式，7 年间利 润率增长8 8 倍，销售额每年增长都在百分之八以上。 单元生产方式当然也不是力_ 能的，也有很多行业很多产品不适用。但是， 它为世界的生产方式提供了另一条思路。 2 3 学术界对单元生产方式的定义 单元生产方式( c e l l p r o d u c t i o n ) 脱胎于前苏联5 0 年代中期由斯帕米特洛凡 诺夫提出的成组技术( g r o u pt e c h n o l o g y ) ，欧美早在2 0 世纪5 0 年代术期就开 始研究，6 0 年代开始应用推行。日本上世纪8 0 年代开始这方面的研究，但当 时实际生产中运用的不多，直至日本早川先生在s o n y 大范围的成功运用，才 开始在众多企业得到应用。 关于单元生产方式的定义，有日本生产管理学者认为是一名作业员毫无停 顿的把产品从最初工序到最后工序一件接一件地进行组装加工的方式( 筱原司， 1 9 9 5 ) 。都留康则认为，单元生产方式是“主要在装配加工产业，为了摆脱过去 的大批量生产，面向多品种小批量生产。经由全面训练的少数精干多面手组成 的自律分散型的生产方式的总称”( 都留康，2 0 0 1 ) 。大野腾久认为，所谓的单 元生产方式就是一种网状的生产车间布置，它是撤掉传送带，没有间隔的有多 面手手工工作的生产方式，最理想的形态就是从组装直到包装为止的整个作业 过程全部由一位作业员在个工作台上完成( 大野腾久，2 0 0 3 ) 。 综合学者们的研究结果，单元生产方式是通过一些可自制的简单自动化， 由一名或多名人员独立完成每件产品的多步骤制造过程。最具革命性的是作业 现场不取决于传送带设备的数量，而是根据现场人员来确定的，现场一般不用 传送带，使得现场的组织更加灵活，消除浪费的活动更加容易组织。 2 4 单元生产方式的分类及特征 经过学者和企业多年的研究和推广试验，根据产品的不同、环境的不同、 入员的不同，单元生产方式发展成各种各样的形念。即使同样的产品，不同的 企业也会采用不同的单元生产方式。在有些企业中，一个车自j 甚至会采用不同 的单元生产方式。 单元生产方式主要以u 型或l 型进行生产设备的布置。秋野晶二认为按人 员配置进行大概的分类，主要有三种形态，即一人生产方式、分割方式、巡回 方式( 秋野晶二，1 9 9 7 ) 。 一人生产方式是指在一个作业细胞之内的全部作业都由同一个作业员完 成，这种方式是单元生产的基本方式，在装配平衡上，其效率最大。 9 分割方式是指在一个工作单元之内，安排若干名作业员，每人分担若干个 工序。它是在完成一个产品所需的工序较多时采用，或者在多面手培训期间采 用作为向其他两种形态的过渡。 巡回方式则是在一个细胞内安排若干名作业员，以大致相同的节奏依次进 行每一道工序的作业，同单元内作业员轮流使用相同设备，因此所需要的机 械设备相对较少。 一人生产方式分割方式 巡同方式 衄圆圈口口口i i d 二9口口9 作业员 广 l 位 l j 作业路线 资料来源：旧 秋野品二：日本企业的国际化与生产体制的变革( 下) ，载立教经 济学研究第5 1 卷第1 号，1 9 9 7 年。 图2 - 1 单元生产方式的3 种基本形态 单元生产方式的特征主要有以下几个方面( 张志辉，2 0 0 7 ) ： ( 1 ) 以u 型或l 型进行生产设备布置，在内侧作业，作业路线短，从最 后的工序能够很快回到最初工序点； ( 2 ) 作业员一般为“多能工”，熟悉各工序的作业要领和方法，掌握多种 不同操作工艺技术，能进行多项不同的作业； ( 3 ) 单元内部的每位作业员的分工不是固定不变的，可以根据状况随机应 变； ( 4 ) 员工在现场作业时，以站立作业为主； ( 5 ) 单元内部的设备由简单的单机能设备组合而成。 2 5 国内对单元生产方式优点的分析研究 与流水线生产方式相比，国内学者王涛、孟宪忠对单元生产方式进行优缺 1 0 点分析，认为单元生产方式有以下几方面的优势( 王涛、孟宪忠，2 0 0 6 ) ( 1 ) 一般情况下，作业员酶工作效率提高。擎元生产方式以作业员多铯化 为基础，主要靠人的灵活性来应对市场需求的多样化和多变性，切换时大大降 低了成本和时间； ( 2 ) 员工的能力得弱提高。他们必须掌握多种不同操作工艺鼓术，能迸行 多项不同作业。员工技能的提升，使到产品品质也得到提升。员工之间的交流 增加，同时也增加了员工的参与感； ( 3 属于低成本自动化，中小企业也容易推行。单元化生产不需要复杂昂 贵的自动化控制系统，只需要开发简单的设备工具，因而投资也低得多； ( 4 ) 即使是小批量生产，生产效率也不会降低。大型流水线的停线成本很 高，而单元生产方式可以通过增减单元数量以及调整每个单元运转速度，来达 到灵活调整产量，满足市场需求的变化： ( 5 ) 大幅度的减少了库存，缩小了占地面积。单元生产方式的情况下，不 需要为自动流水系统那样准备大量在库，可以容易做到生产多少供应多少，实 施j - i t 管理； ( 6 ) 有利于建立激励制约机制。单元生产方式打破了流水线生产的“大锅 饭”模式，责任可以明确到作业员，每个作业员的产量、质量、物品耗用都易 于衡量和控制： ( 7 ) 不良易于发现一般不容易出现大批量不良。 2 6 单元生产方式的缺点分析及改进对策 任何事物瓤具有两西性。单元生产方式也存在不足的地方( 王涛、盂宪惠， 2 0 0 6 ) ： ( 1 ) 培训时间、成本投入增加。单元生产方式需要能应对多项工作且水平 较高的多压手： ( 2 ) 作业员站立较多，移动较大，体力消耗增大，生理压力加大； ( 3 ) 设备使用率可能下降，不适合需要昂贵设备的生产工艺； 4 ) 不适合用于 变忍如热及涂装处理等工艺，也不适合体积重量过大弱产 品的生产。 而针对以上不足之处，俞超等人提出一些改善的对策( 俞超、赵希男，2 0 0 6 ) 。 员工培训采用集中培训、专技考核、以老带新的方式，达到多技能的水平， 同时加强团队精神。 通过使用小型廉价设备，来减少投资金额；贵重设备，采用多单元共用的 方式。 通过改善场地布置减少移动距离，降低劳动强度。具体措施有物料采用扇 形布置，位置距离减少，利用立体空间等。 2 7 生产节拍，激励制度和人员安排的研究 杨文慧等提出( 杨文慧、徐克林，2 0 0 7 ) ，单元生产粗化了流水线分工过细 的工序，员工可以互相协调平衡各自的生产能力，达到生产节拍的平衡，免受 传送带局限。 而通过小组内员工的互助，形成积极向上的团队精神。激励制度原则上使 用共同计件，部分平均分配，部分按熟练程度分配，剩下部分组长自行奖励， 组长轮换。 人员的安排则要新老员工搭配，多技能培养，注重团队动员和培养。 2 8 单元生产方式的应用条件研究 正如上节提到，单元生产方式也存在不足的地方，同样也不是对所有产品 都适合的，国内学者俞超等就提出了建立单元生产方式需要满足以下条件( 俞 超、赵希男，2 0 0 6 ) ： ( 1 ) 产品重量较轻，体积较小。单元生产以手工作业和搬运为主的方式限 制了产品的冲凉和体积。否则会造成作业员劳动强度和疲劳度过高； ( 2 ) 生产工艺不过分复杂。单元生产的粗分工加上产品的复杂工艺，会让 每个作业员都要承担过多的作业内容。从经验曲线的角度分析，这样会导致学 习效率低，学习时间长，进而带来生产效率低，作业负担重等问题； ( 3 ) 单件小批生产。大批量生产采用分工细、自动化程度高的流水线会获 得更好的规模经济效益； ( 4 ) 不存在必要使用的昂贵生产或检测设备。公司不可能对每个生产单元 1 2 都配置昂贵设备。 2 9 以往研究的不足 本人认为以往学者们的研究存在以下不足之处： ( 1 ) 还没有针对较长较复杂工序的分段进行单元生产的研究，特别是含有 热处理等特殊工艺的产品生产。一般认为这种生产不适合用单元生产，本人以 适当的进行分段的单元生产布置可以解决相关问题。 ( 2 ) 基本没有提及单元生产方式种类选择，与生产节拍、设备投资之间的 关系。实际企业可以通过选择不同种类的单元生产方式，达到调整生产节拍与 投资的额度。 2 1 0 本章小结 本章酋先介绍了工业生产方式的发展历程及单元化生产方式的出现，然后 对流水线生产方式及单元生产方式各自的特点、分类、优点、缺点等进行了说 明。单元生产方式更加适合现在多品种少批量的市场需求。最后本章对以往有 关单元化生产的理论研究进行音4 析，指出其不足与缺陷。 第3 章s 公司生产主要问题及分析 3 1s 公司简介 s 公司于2 0 0 1 年底建立，位于广东省中山市，是一家日资子公司，专门从 事打印机、复印机、传真机等o a ( 办公自动化) 设备的橡胶制品的生产，截 止2 0 0 7 年底拥有员工6 5 0 人。具体产品分可为送纸系列和成像系列两大类。s 公司产品6 0 通过转厂方式交到珠三角的客户，4 0 通过出口方式经过香港送 到亚洲各地。主要客户为同本o a 行业的公司，例如佳能、理光、松下、东芝、 爱普生、兄弟等。近年美系客户利盟在国内的各大代工工厂的出货量有较大增 幅，但占公司业务收入仍然不足1 5 。s 公司去年年产值约5 5 0 0 万美元。 s 公司的总公司为日本一家以橡胶轮胎为主营业务的集团公司。其总公司 有近百年的悠久历史，2 0 0 7 年产值约5 0 亿美元，其中8 1 来自轮胎业务。总 公司按产品分为三个集团公司，分管橡胶轮胎类产品、运动用品和工业用品， 后两类产品是轮胎类产品的横向业务延伸。轮胎以汽车轮胎为主，工程用车、 摩托车等轮胎为辅。运动用品以高尔夫球网球的球和球具为主，以户外运动用 品等为辅。工业用品又分为印图用品、医药护理用品、海陆橡胶设施、防震材 料、橡胶地板和o a 精密橡胶等。s 公司生产的产品统称o a 精密橡胶，属于 工业用品的集团下面的子公司。 s 公司的前身为其在日本的兄长工厂，早在二十世纪七十年代已经建立， 从事工业用橡胶的生产，八十年代开始增加o a 精密橡胶的研究和生产。其办 公自动化设备的橡胶零部件的生产线建立于八十年代末九十年代初，当时使用 计算机集成的自动化流水生产线的生产方式。r 本在九十年代的产业大规模往 中国转移时，日本o a 行业也不例外的转移到中国。总公司采取跟随策略，于 2 0 0 1 年底在中国建立s 公司，之后逐年将其兄长公司o a 橡胶业务转移到s 公 司，并且一些新业务也开始直接在s 公司开始运营。日本兄长公司则只保留上 游的设计及原材料的生产。这就面临s 公司采用何种生产方式的抉择。 1 4 3 2s 公司的前身生产背景 日本兄长公司成立于1 9 7 2 年，主要从事面向工业橡胶用品的生产。八十年 代初，日本兄长公司开始为客户佳能，当时同本o a 行业的先锋，开发生产o a 用精密橡胶。制品种类较少，且受传统大规模生产模式的潜移默化，日本兄长 公司也采用流水线生产的模式。由于缺少竞争，日本兄长公司在近十年的时期 内，其o a 橡胶都保持较高的利润率。然而九十年代中叶以来，公司面临以下 一些影响重大的变化： ( 1 ) 进入九十年代，随着小型o a 产品逐渐普及，市场竞争急剧增加。日 本兄长公司的生产量在不断增加，但利润在大幅减少。以佳能为首的日本各o a 公司纷纷把打印机、复印机、传真机的组装工厂搬迁到劳动力价格低的中国。 另一方面，o a 行业的部品厂家也追随客户们大举迁移到中国大陆。日本兄长 公司仍然停留在同本国内，同时随着近年油价不断上涨，更是感觉到空前的成 本压力； 表3 - 1 公司o a 产品的利润率推移 年份 1 9 9 31 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 9 2 0 0 02 0 0 1 单什利润 2 7 0 1 5 0 1 1 0 9 68 0 5 5 _ j b4 8 3 0 2 5 2 0 资料来源：s 公司内部资料 ( 2 ) 进入二十一世纪，小型激光打印机开始普及，产品产量迅速增加，同 时品种开始明显多样化。各品种的生命周期也在减少，从以前的五年减少到一 至两年。随着品种的增加，生产线更换的频率也不断增加。 表3 - 2 公司产品种类的推移 年份 1 9 9 71 9 9 81 9 9 9 2 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 52 0 0 6 产品种类数 4 0 5 5 6 8 9 01 1 21 5 11 8 32 1 32 3 4 每种月均产量k 4 5 4 2 3 8 3 6 3 3 2 9 2 5 2 52 3 资料来源：s 公司内部资料 3 3 公司的产品生产流程 公司生产三大类产品，各类产品的每一品种生产工艺大致相同，每类产品 1 5 的销售也大约各占营业额的三分之一。因为日本的工人工资高，折合人民币约 1 5 0 0 0 元，所以使用了自动化程度高的计算机整合流水生产线( c i m ) 。生产线 大量使用传送带、机械手、链条等，为了防止发生异常事故导致停止生产线， 还附属有自动检测装置、不良品自动取出装置等。以上原因导致生产线比较庞 大，而且设备投资巨大。 为了进一步说明问题，下面是具体a 类产品生产流程举例： 橡胶混炼 j ，l 橡胶挤出 l 。l 橡胶发泡硫化 l l 橡胶预切剌 广 金属轴涂接着剂 二 轴压入橡胶 口 加热接着 l l 定位切割 = 外圆研磨 l 。l 硬度检查 l l 外径检奇 l 。l 平直度检查 j l 电阻检查 把投胶和硫化剂等材料混台 挤出橡胶成圆筒型 高温下发泡、硫化架桥 切成统一尺寸的小段 轴涂上热可塑接着剂 使用压缩空气压入 接着剂高温下热接着 按图纸定位精切割 按图纸定外径精研磨 球型硬度机检查 镭射激光检外径和跳动 漏光检查平直状态 恒温恒湿检查电阻率 1 l 外观检查 i l 清扫捆包 b 视夕 观检查 使用压缩空气来吹净，捆包 图3 - 1a 类产品流水线生产流程 生产过程分1 4 个工序，生产线非常长，大约有2 5 0 米，在工厂内盘旋。其 中发泡硫化工序和二次硫化工序是加热的工序，电阻检查是要在恒温恒湿条件 下检查。生产线使用计算机整合，大部分动作及搬运都是自动进行的；除了最 后的外观检查及捆包以外，其他工序的作业员基本不接触制品，主要操作材料 的供给、设备启动停止操作、不良处理、产品台车转移等工作。 用于a 类产品的这样的生产线，在2 0 0 2 年的当时有两条。 表3 - 3a 产品单条生产线的参数 生产量月每班j ：人数 每天班次长度占地面积设备投资 3 0 0 ，0 0 0 p c s 8 人3 班2 5 0 m1 0 0 0 m 23 5 0 0 万r m b 资料来源：s 公司内部资料 由上表可见，原来计算机整合流水生产线的设备投资高，占地面积大。 3 4 公司面临问题点 对公司面临问题点的总结如下： 3 4 1 巨额投资 随着公司继续扩大产能，需要进行巨额投资。由于公司的五年中期计划中， 产能须扩大到3 倍，如果采用同样的生产线，就意味着厂房面积和设备投资要 增加2 0 0 。单以a 类产品为例，增加相应的产量就需要进行7 0 0 0 万人民币的 巨额投资。在市场急剧变化的今天，巨额的投资是有非常大风险的。 由于这个原因，公司成本之中固定投资占到很高的比例。下巨为公司在2 0 0 1 年的成本构成： 1 7 固定投资折旧 3 1 5 ， 变动费用 不良损耗 劳务成本 1 6 2 ， 图3 - 2 公司产品成本构成( 2 0 0 1 年) 原材科 4 5 1 x 由上图可见，原计算机集成流水生产线的固定投资的折旧占成本的比例已 经超过百分之三十。如果出现产量减少或者产品价格下降，公司的利润将会急 剧减少，甚至变为负数。 3 4 2 品种切换频率增加 随着市场往小批量多品种方向发展，生产线品种切换频率在快速增加。 这就导致停机时间大幅增加。由于生产过程长，切换时必须把所有设备停下来， 一台一台的调整；试运行如果有一台设备有问题，又必须停线调整；另外，切 换频率的增加，又导致故障率的增加。停线时间的增加，导致运转时间的减少， 相当于降低了生产线的生产能力。 表3 4 公司停线时间比例 年份1 9 9 31 9 9 41 9 9 51 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 0 2 0 0 1 停线时间 5 5 5 0 6 3 7 5 9 8 1 1 0 1 3 1 1 3 7 1 5 o 生产能力 9 4 5 9 5 o 9 3 7 9 2 5 9 0 2 8 9 o 8 6 9 8 6 3 8 5 0 9 6 资料来源：s 公司内部资料 如上表所示，到2 0 0 1 年时停线时间达到1 5 时，生产能力只有剩下设计能力的 8 5 。 1 8 3 4 3 不良率上升、品质事故及投诉增多 ( 1 ) 工程内不良率逐渐上升。公司生产的为精密橡胶，各工序哪怕小小问 题都容易产生制品性能不良；而不良产生时又要权衡停线检修与不良率的得失。 因此不良率都维持在较高水平。随着生产线切换频率得增加，不良率也在升高。 ( 2 ) 品质事故及投诉增多。由于工程内不良增多，这就增加了这些不良项 目产品流出到客户那里的可能性；另外，不良增多又导致作业员忙于不良处理 及对策，疏忽对重要功能性项目的检查，导致不良品流出。发生品质事故时， 公司需要派作业员到客户处进行选别，费用都比较高。 3 4 4 可免检项目的作业浪费 制品要进行硬度、外径、跳动、平直度、电阻等项目的检查，事实上大部 分产品都有一个或以上的项目是有足够工程能力可以免检的，也就是说每批产 品只需要抽取一定比例的产品进行检查，工程能力充足的项目就可以不用检查 剩余的制品。但是由于原有生产线是固定布置的流水生产线，无法对该工序进 行免检处理。 3 5s 公司单元生产方式可行性探讨 单元生产一般应用在电子产品组装、服装加工等行业，在s 公司能否行得 通呢? 公司管理层和一线员工一起对单元化改造进行了可行性分析。 适合单元化的方面有： ( 1 ) o a 用橡胶部品都是精度高，体积小、重量轻的产品，单个产品重量 在5 克到6 0 0 克不等，从重量来看符合单元生产方式要求； ( 2 ) 流程容易可以实现单件流。 不适合的方面有： ( 1 ) 工序复杂，较长，o a 用橡胶部品的生产流程主要由橡胶材料成型、 其他材料组装、物理加工、性能检查和包装组成；工序长，且工序之间差别大， 作业员也很难掌握所有工序，不容易实现单元化； ( 2 ) 存在特殊工序其中发泡硫化工序和二次硫化工序是加热的工序，电 阻检查是要在恒温恒湿条件下检查；这三个工序都需要较多的缓冲库存，尤其 1 9 是加热工序，需要冷却时间，所以不适合进行整体单元化生产改造。 虽然有不合适的因素，但是如果考虑进行分段单元生产的话应该可以解决 问题。 总结以上分析，s 公司决定进行向单元生产方式改造尝试。 3 6 本章小结 本章对s 公司的背景进行了分析，指出了其在当今市场多品种小批量的趋 势下面临的设备投资高、切换频繁、不良上升、品质下降和作业浪费等问题， 最后分析了公司产品实施单元生产的可行性。 2 0 第4 章s 公司单元生产改造 2 0 0 1 年，集团决定在中国南方城市中山成立子公司s 公司，以应对o a 业 界客户对部品厂家不断施加的成本压力。但是公司采用怎样的生产方式呢? 如 果继续沿用原来生产线的方式，上述的问题就得不到解决。领导层经过分析后