（工商管理专业论文）基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究.pdf

上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 2 上海交通大学上海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 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 进行研究工作所取得的成果。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 做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。 学位论文作者签名：马益华 日期：2006 年 12 月 18 日 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 3 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名：马益华 指导教师签名：吴迪 日期：2006 年 12 月 18 日 日期：2006 年 12 月 24 日 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 4 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 摘要 本文首先分析了宏远电器公司的基本情况,电磁感应灯的市场前 景，公司生产营运系统的生产供应能力，并对制约公司产品发展的问题 进行了认真分析。进而在认真学习精益思想的基础上，提出了生产运营 系统的基于精益思想的光电产品生产流程改进方案。 重点介绍了产品结 构组成，生产布局及产品的生产加工工艺流程，系统资源的组合分析以 及生产流程的组织结构状况。 生产系统运行模式以及产销协调的分析告 诉我们，当前的生产组织形式已经不能满足产品的市场需求，必须通过 对生产系统的流程改进才可以使公司产品及时完成生产订单， 迅速占领 国内与国际市场，为缓和世界范围内的能源危机，提供高品质的新一代 高效节能电光源产品。 宏远电器公司是一家成立于 1989 的民营企业， 公司的生产基地 位于上海市的嘉定区。 2002 年投入大量的研究力量开发出具有世界先进 水平的电光源产品-电磁感应灯。高科技产品的产业化转变是宏远公司 面临的一项重大挑战， 实现产品的产业化发展必须对产品前景有清醒的 认识，并要制定详实可用地产业化发展战略。宏远的老产品是普通的电 光源产品，生产方式上一直采用大批量的生产方法，建立了三条大的装 配流水线，又根据工艺的要求成立了 5 个生产车间。当电磁感应灯产品 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 5 的生产成为公司生产基地的唯一产品后， 我们发现原有的生产供应系统 存在以下问题：生产计划和客户需求脱节；装配产品的转换速度落后于 客户订单需求的变化速度。存在大量工时浪费、产品转换浪费、装配效 率浪费、劳动资源浪费、库存浪费。本篇论文的重点是：如何通过流程 改进来适应客户的多样化需求。为实现改进，营运部制定了具体的改进 计划，包括整合产品结构，对生产系统进行柔性化设计与改造，对泡壳 制造采用单元生产方式进行改造， 对装配车间进行混流生产流水线的改 造，在改造进行的同时，我们还对生产系统的推进与保证措施进行了改 善以适应新的生产流水线的运作要求。 柔性化生产是 21 世纪的生产方式， 基于精益思想的生产流程改进 是柔性化生产实现的一种方式，对现代工业企业的发展有着深远的意 义， 加强对先进生产方式的研究与运用， 将会进一步提高资源的利用率， 真正是精益思想成为生产运作的指导思想。 关键词：精益思想，改进，生产流程，实践研究，柔性化 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 6 the research of production process improvement based on lean thinking and practising in lighting and electrical product abstract this thesis analyzed the basic circumstance of hongyuan lighting and electrical company, forecasted of induction light in market, the capability of operation and supply system, and analysis the problem of limiting the development of the company. on the base of lean thinking, we made a plan to improve the production process of lighting and electronic product. we introduce the product structure, the layout of production and technological process of manufacturing, analysis to system resource and organization structure of production system. the operational mode of production system and the analysis of coordination of production and market tell us the present production organize style cant meet the need of market. its an emergence thing to improve the process of production system to meet the order of market, occupying the internal and national market rapidly, and supplying high power-saving product to alleviate the shortage of energy in this world. hongyuan electrical company is a private company, founded in 1989, and the production base located in jiading district shanghai city. they put a large number capital and resource in researching induction light, and developed the highest level induction light in the world. but how to realize the changing from laboratory to industry is a great challenge to hongyuan. 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 7 the old product is common light in hongyuan, the production style is large scale production, and have three assembled lines and 5 process workshops. after the induction light becomes the only one product in production base, we found: production plan below customers need, the change speed of assemble line below the change speed of customers order. there are a large number of hour waste, change waste, productivity waste, labor waste, inventory waste, etc,. so we make the goal of operation improving: suits diversified need of customers. the improving plan including: integrate the structure of product, implement flexible design and reform to production system, build cell production to bulb process, transform assemble line to mix assemble line. in the same time, we improve safeguard system of production to fit the need of new production line. key words: lean thinking, improvement, production process, practice research, flexible 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 10 前言 精益思想是针对所有浪费地强有力武器，它提供了确定价值的方法，按照最佳顺序排列生 产价值的活动。精益思想提供了以越来越少的投入，较少的人力、较少的设备、较短的时间和 较小的场地，来获得越来越多的产出的方法，同时也越来越接近用户的需求，及时灵活的提供 他们确实需要的东西。 把精益思想运用于生产系统生产流程改进的时间研究之中，是满足市场多批次少批量及客 户个性化需求的需要，也是指导生产企业生产方式发生根本改变的基本思想。基于精益思想的 生产系统柔性化设计及流程改善是当今 ie 领域的研究热点，自泰勒的科学管理理论诞生以来， 工业工程 ie 的发展成为工业界提高生产效率， 改善工厂生产环境， 不断适应市场需求的强有力 的武器。在生产研究的早期，大规模、批量化的生产模式是生产企业的不懈追求，尤其是出于 卖方市场的情况下，生产企业并不担心市场销售，而是把注意力重点放在如何实现低成本、高 效率、大批量的单一产品生产上，早期的公司，例如美国福特汽车，它的一种车型可以生产几 十万辆，你可以看到当时的大街上满眼都是同一颜色、同一型号的福特汽车，汽车是人们身份 地位的一种象征，至于其他个性化的要求还无法顾及。但随着世界经济文化的发展，科学技术 的进步，物质的繁荣与社会的相对稳定，人类的独立意识得到空前的提高，追求自己的人生与 生活方式逐渐成为个人消费的趋势，人们对产品的要求也不断发生变化，从过去对单一品种的 价格追求，到今天追求个性化产品，希望产品能够成为满足自己审美与自身价值诉求的一种方 式。市场需求特点的变化，是每一个设计、生产企业必须高度关注的，如何最大限度的满足市 场需求的变化，进而在深入的市场预测基础上设计开发出能够影响和引导市场需求的产品，将 成为设计生产企业立足于不败之地的唯一途径。产品设计、开发的迅速变化，也促使生产企业 不断研讨、实践新的生产方式来迅速在生产领域实现这种变化，并尽一切可能缩短从设计开发 到市场推广之间的时间，时间竞争已经成为市场竞争中的焦点。研究灵活、变化迅捷的柔性生 产方式，改造采购与供应流程，将是 21 世纪工业工程与生产制造领域研究的重点。 本篇论文将从宏远电器公司基于精益思想的生产流程改进入手，借鉴近年来世界先进制造 技术，从中学习不同生产条件下最优的生产方式，结合宏远电器有限公司的现有的生产模式及 具体的运作条件，对其生产流程进行改进，以适应市场需求，满足不同消费者各自不同的消费 需求，加快订单交付的速度，缩短产品的生产装配周期，减少不必要的浪费，获得最佳的产品 利润。 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 11 第一章 问题分析 1.1 宏远电器公司基本状况简介 宏远电器公司是一家成立于 1989 的民营企业， 公司的生产基地位于上海市的嘉定区。在 宏远公司建厂之初，它的主要产品是当时技术领先、节能效果远远优于传统光源的卤素灯、荧 光灯。公司老总出身于电光源世家，自身也是电光源专家，在电光源领域有着很高的学术地位， 一直都把电光源的研究开发和产品的创新作为企业持续发展的根本动力，公司十几年致力于节 能电光源产品的生产销售，对能源问题的关注从来都没有忽略。随着中国经济的迅速发展，国 民经济的增长，能源问题开始成为制约国民经济发展的瓶颈。如何解决能源问题？专家们给出 了两种方案，一种方案是开发多种能源，寻找更多的可利用资源，如发展核电、开发燃料液氢 等手段来扩大能源的范围；另一种方案是能源节约，提高能源的利用率，具体做法就是研究开 发节能产品。宏远电器公司早在数年前就感受到了节能产品广阔的市场前景，并开始投入大量 资金进行节能光源的研究。在吸收国外先进思想、借鉴先进技术和自身科技研发的努力下，于 2002 年成功研制出技术处于国际领先地位， 拥有五十九项国际 pct 专利及国内专利的高科技照 明产品-电磁感应灯。电磁感应灯是宏远公司拥有完全自主知识产权和国际领先水平的照明产 品，被誉为自爱迪生发明电灯以来的又一次照明产业革命，被国际照明界公认为是超越世界照 明技术的发明。它成功地将芯片技术、光、电、磁感应及模拟数字技术应用在照明领域，改变 了由传统的电能转化为热能再转变成光能的发光原理，而直接由电能转变成光能，节省了热能 损耗，首次成功地将照明灯泡演绎成照明电器，将日常易耗品变成了生活耐用品。宏远电磁感 应灯具有超长使用寿命（可使用十年以上） ，高节能（比普通节能灯节电 50%） ，绿色环保（无 闪烁、免维护，无电网两次污染） 。该产品已经通过 ce、ul、3c 等国际、国内各类安全认证， 曾获得 2004 年上海国际工业博览会金奖，2005 年度国家重点新产品和国家重点推介的节能产 品，特别显著的节能效果受到了国家和上海市政府及社会各界的高度重视。 作为一家民营企业，宏远电器公司有着这个时代遗留下来的种种烙印，从好的方面讲，公 司结构松散，创新氛围浓郁。从差的方面讲，公司组织结构混乱，各部门职能划分不清。公司 老总的管理方式简单直接，实行集中制管理，大大小小的事情都离不开老总的拍板定案，这也 决定了企业无法适应高速成长的需要。作为高新技术企业，没有清晰的企业战略规划，不能建 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 12 立适应科技创新与成果有效转化的机制，大大制约了企业的发展。 宏远公司的高层对产品的产业化发展还是有着清醒的认识，也开始着手进行公司产业化发 展战略的制定与实施。作为高新技术产品，研发只是第一步，随着研发的结束，如何实现产品 的产业化发展，真正使这一有着高节能效果，能给社会甚至国家带来更高的收益，帮助国家建 设资源节约性社会的产品走向实用，这一步的重要性不言而喻。 宏远电器公司在制订出一系列的发展战略之后，开始了电磁感应灯的产业化发展之路。首 先公司制订了雄伟的目标，希望让宏远之光照耀全球。在具体的实施过程中，宏远电器公司分 几个部分来实现这一目标： 1.高新技术研发、创新策略 宏远电器公司与上海某著名大学电光源研究所共同成立研究中心，提供研究经费，借助高 校的技术力量，不断进行新技术研发。 2.柔性化制造策略 在现有的生产设备、生产人员与生产工艺的基础上，对生产供应流程进行改进，设计建造 高度柔性化的生产装配流水线，实现产品的准时化生产，减少工艺、生产制造、人力资源的种 种浪费，实现生产系统的高效产出与准时供应。 3.质量策略 质量作为产品立足于市场的根本保障，宏远要以过硬的产品质量，改变国内国际市场上对 电磁感应灯性能不稳定，产品质量无法保证，只是一种不成熟产品的印象，真正实现电磁感应 灯光效好、质量佳、寿命长、免维护的品质优势，建立电磁感应灯自己的质量标准。 4.市场策略 市场战略实施的第一步，是建立宏远电磁感应灯的品牌效应，首先在取得国际国内数十项 专利的基础上，要充分利用合作伙伴复旦大学电光源研究所在电光源领域的影响力，在国际电 光源领域获得肯定。 其次， 通过政府的对节能产品的推动， 加大对宏远电磁感应灯的宣传推广， 利用已完成的灯光工程，扩大宏远电磁感应灯在国内照明领域的影响力。第二步，是建立国际 营销中心，专业负责电磁感应灯在国际市场的销售及电磁感应灯技术信息的搜集与产品信息反 馈，掌握国际电磁感应等技术发展动态，给研发中心提供最新的技术信息与客户反馈信息。第 三步，克服在国内市场上价格因素的负面影响。高新技术产品的市场价格是制约产品市场化的 瓶颈。如何改变产品叫好而不卖座的局面？宏远电器公司在认真的市场调研之后，及时制订了 “电磁感应灯合同能源管理”方案，即宏远电器公司与一家有政府背景的服务公司合资成立绿 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 13 色照明公司，由宏远提供电磁感应灯免费替换掉客户现有照明设备，再把节省下来的电费重新 分配。 5.制订产品国家标准策略 作为国内拥有电磁感应灯最多专利的企业及最早实现批量化生产的企业，宏远电器公司通 过多方的努力获得了国家电磁感应灯标准制订权，把国家电磁感应灯标准的制订权掌握在手 中。这一方面显示了宏远电器公司在该类产品技术上的权威性，另一方面也为进一步的市场运 作打下良好的基础。 6.采购供应战略 采购供应战略的指导思想是把资金与人力资源集中于公司的核心领域，即灯泡制造与产品 装配领域。产品的其它部件通过选择合适的供应商，以共同投资成立合资企业的形式确立骨干 供应商，建立战略合作关系，最终形成产品生产加工、装配、销售的产业链结构。并通过对生 产供应信息的集中控制，实现产品生产、装配的精益化、柔性化。 1.2 电磁感应灯的市场状况 能源危机是当今社会的一大焦点问题，由于地球能源的不可复制性，能源消耗的日益增长 性，使得能源问题成为当今社会竞争的焦点，伊拉克战争、中东的局势不稳，石油价格的飞速 上涨等等问题都与能源短缺有着密切的关系。节能就是拯救明天，作为高新技术产品，宏远电 器公司的电磁感应灯有着突出的节能效果，在实现同样照明效果的情况下，该灯比普通灯泡节 电 90%，比节能灯节电 50%，能源的危机与国家建立节能性社会的要求，使得该产品有着及其 广阔的市场空间和巨大的社会潜在意义。 照明行业是一个有着数百亿产值的传统行业，有关资料显示 1999 年国内照明行业销售总额 为 450 亿人民币，2000 年达到 550 亿人民币，2001 年突破 680 亿人民币，2002 年高达 800 亿 人民币， 连续四年均以 20%的速度迅速递增。 据估算， 随着北京奥运， 上海世博和各地掀起 “光 亮工程，2010 年销售额将超过 1500 亿人民币。其规模远高于家电行业。出口方面也同样是不 小的数字：近四年的平均增长率为 30%，2001 年出口总额为 40 亿美元，2002 年为 50 亿美元， 预计 2005 年将达到 70-80 亿美元。我国产品就占了世界同类产品的三分之一，据欧盟统计，中 国照明产品占了欧盟市场份额的 42%。 照明用电的统计数字显示，照明用电量占所有用电量的 10%到 20%，这个比例乘以用电量 数字后，得出的结果超出人的想象。因此照明节电，已经成为电光源领域研究的重点，从荧光 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 14 灯、节能等、卤素灯、金卤灯、钠灯再到电磁感应灯和 led 灯。每一次技术的进步都会引起 市场的热烈响应和国家的大力推动，因为能源是不能再生的。充分利用能源，提高能源的利用 率，将是国家与企业持续发展的根本保障。 中国目前是世界上节能灯生产的第一大国。 2001 年全球的普通型节能灯销售量约 8 亿只左 右。其中 80%以上由中国生产，平均年增长率为 21%，中国的产量增加了 60 倍，年平均增长 率超过 50%，国内的销售率增长 40%。节能灯消费数量的稳定增长，说明产品的推广使用是在 上升期，在未来 20 年内会持续增长。全球光源的销售总额为 200 亿美元。 面对如此庞大的市场， 我们利用 swot 分析法对宏远电磁感应灯的市场前景及公司的发 展方向做了如下分析： 一、优势（strength） ： 1、 电磁感应灯节能效果明显，是目前市场上节能效果最佳且可以广泛使用的新一代光源； 2、 宏远公司拥有电磁感应灯国内国际数十项专利，拥有完全自主知识产权； 3、 做为国家重点新产品，电磁感应灯成为国家发改委大力推荐使用的产品； 4、 价格比国外同类产品低 10 倍，具有绝对的性价比优势； 5、 宏远照明公司是国家电磁感应灯标准制定者，拥有在电磁感应灯技术领域至高的权威 性； 6、 形成了电磁感应灯独有的质量控制标准及生产工艺标准；解决了电磁感应灯普遍存在 的质量不稳定现象。 二、劣势(weakness)： 1、宏远生产系统生产能力及适应市场多品种少批量的生产供应能力不足。传统的大批量生 产方式不能适应市场的需要； 2、品牌的知名度在不高；宏远电磁感应灯产品的品牌建设不够； 3、电磁感应灯的国内市场价格相对于普通光源而言，比较高； 4、还没有形成电磁感应灯的产业链，产业的形成度处于初始阶段； 5、产品的研发成本及制造成本较高，流程的浪费，产品结构设计上的缺陷还存在。 三、机会（opportunities） 1、能源危机使得节能产品成为市场的主流产品； 2、各国政府对能源的重视，使得节能产品的开发、推广受到政府管理部门的大力支持； 3、电光源市场容量大，照明行业对高效节能照明产品的需求量大； 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 15 4、市场现有的电光源产品耗电量高、寿命短，政府对企业的节能有指标要求； 四、威胁（threaten） 1、国际照明行业的大型企业对电磁感应灯技术充满兴趣，正在不断加大研发投入； 2、专利技术的保护有时效性与区域性； 3、国内企业的跟踪模仿能力巨大，目前市场上已经开始有仿冒产品； 4、led 灯研究的深入开展，留给电磁感应灯的市场占有时间有限； 在对电磁感应灯面临的四个问题认真分析的基础上，给宏远照明公司的提出了如下建议： 1、 电磁感应灯市场前景广阔，要加大宣传力度，提升品牌的知名度； 2、 优化产品品质，迅速形成产业化生产规模，以适应市场的需求； 3、 以精益思想为指导，优化生产供应系统，进行生产流程改造，以减少各种形式的浪费， 降低产品成本，保持产品在国际市场的价格优势； 4、 在国内市场推行“合同能源管理” ，即通过用户与节能产品供应商共同分享节电产品节 省的费用，让用户不增加投入就可以使用节能产品。 1.3 生产供应系统问题分析 宏远照明电器有限公司的老产品是普通的电光源产品，产品标准化程度非常高，生产方式 上一直采用大批量的生产方法，建立了三条大的装配流水线，又根据工序生产的要求成立了 5 个工序生产车间。 但随着老产品退出生产线， 电磁感应灯产品的成为公司生产基地的唯一产品， 在经过一段时间的电磁感应灯生产之后，我们发现现有的生产供应系统存在以下问题： 1、由于宏远的电磁感应灯生产线由原来的钠灯生产线和灯具生产线改造而来，宏远的生产 组织及生产操作人员和装配流水线装配人员均由原来大批量少品种的产品生产转型而来，当面 临无极灯使用客户多品种、少批量的生产需求时，从生产组织人员到生产一线操作人员一时都 不能适应这种转变， 还习惯于原来地生产模式组织生产， 最终造成的结果是一方面仓库中成品、 半成品大量堆积，另一方面客户的订单大量被延迟。 2、由于供应商原材料的供应不及时和质量的不稳定，造成大量的产品质量问题投诉，客户 对此抱怨连连，产品返修、退货、换货带来的生产中断、成本损失几乎耗去了大半的产品利润。 3、市场需求与市场供应信息不匹配。一方面公司生产系统根据生产计划和市场预测来生产 自己认为的是市场需要的产品，另一方面是使用产品的客户不断地根据自己的实际要求和爱好 来修改电磁感应灯的装配规格。但在现有的生产供应系统下，生产装配不同产品的转换速度远 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 16 远落后于客户订单需求的变化速度。于是交货延期成为最普遍的现象，销售部、客户的抱怨原 来越多，客户流失现象也非常严重。这种状况大量存在，给公司信誉和产品信誉带来极坏的影 响。 4、生产计划量与订单采购量不能做到完全一致。由于产品每道加工工序的合格率不稳定， 使得生产计划必须提高生产数量才能确定满足客户订单的需要，与此同时，客户们不断地根据 自己的爱好对产品提出种种个性化的要求，新设计与新装配的产品越来越多。最终这样的生产 计划方式造成了公司的仓库中堆积着客户订单交付后剩余下来品种多样的产品，而这些产品却 只能躺在仓库里，慢慢老化、陈旧，无人问津。生产系统在有着大量库存的情况下每天都在催 促供应商更改模具加紧供货，催促技术开发部给出新的线路板设计方案，催促灯具开发部给出 客户要求的灯具装配设计。生产系统每天都如上紧发条的机器，不停地转动，甚至加班加点进 行装配生产，但市场部的交货延迟、转配错误的抱怨从来都没有停止过。如何改善目前的生产 供应状况，进行生产供应系统柔性化设计和流程改善迫在眉睫。 5、产品的最终装配工艺与零部件规格标准化程度低，无限制的满足客户所提出的要求，使 得仓库内零部件品种繁多，装配线工人每天都要在几种装配工艺与装配流程下进行生产转线， 这对工人的装配技术与技能要求是一个很大的考验，误装与转配错误现象每天都在发生，重复 劳动也使的工人们对装配设计很多不满。 5、生产系统的浪费现象严重，造成生产成本居高不下，生产效率和产品成品率一直在 65 左右徘徊。工时的浪费、生产多余的浪费、产品转换的浪费、工艺设计的缺陷造成的装配效 率的浪费、劳动资源的浪费、库存的浪费时时都在发生。 在对宏远电器有限公司现有生产营运系统的描述与分析的基础上，我们形成以下认识： 1、 要对宏远产品组成结构进行调整，整合产品的种类，加强最终产品装配过程中装配工 艺与零部件的标准化程度，重新检查与改进装配要求，对产品集中分类，实现同类产品生产装 配标准化。 2、 改进生产计划与生产控制系统。首先，生产计划部与公司销售部要紧密联系，提供给 销售部合适的产品生产时间。其次，督请市场销售部与客户建立良好的合作关系，根据公司生 产系统现状共同商定最佳的交货日期， 使得生产部有充分地生产时间来完成客户的产品。 第三， 适应客户的多样化需求，根据产品的生产标准时间，制定详细的产品生产计划、产品转线与物 料供应计划。 3、 目前的以大批量生产方式为基础生产系统无法应对订单量高地起伏的变化，生产系统 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 17 面临着产品的寿命周期缩短，更新换代加快，以及各工序因零部件质量而产生的断料何准时供 货等新情况、新问题。 4、 如何实现多品种、小批量生产，降低设备的专用性，如何在加工形式相似的情况下， 通过调整工夹具，来提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产 品生产周期，降低产品成本，使中小批量生产能与大批量生产抗衡，是宏远电器公司生产营运 系统面临的巨大挑战。 5、 市场订单量高低起伏的变化、产品的更新换代，主要是由市场力量决定的，工厂本身 无法控制，而只能是通过系统的调整与流程的改善去适应。产品质量与供货的及时性，也必须 工厂与供应商联手去解决何改善。工厂唯一可控制与改善的是生产体系内在的结构性缺陷。 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 18 第二章 产品及工艺流程特征 上海宏远电器有限公司作为一家在上海照明设备制造领域有一定制造基础的企业，它遵循 了电光源领域普遍采用的生产组织模式,由于传统电光源产品在技术上的成熟以及单件产品利 润微薄，生产企业要想实现利润的增长，必须致力于降低采购与生产成本，实现产品种类稳定 化，生产方式规模化，采购作业批量化。宏远电器公司的生产运作基本遵循了这一原则，产品 的生产工艺与生产组织方式大都采用大批量生产的方式， 其生产组织结构形式也是根据少品种、 大批量的产品生产要求设定的。在宏远电器公司新老产品的换代过程中，生产系统已经开始进 行了部分的改造，以适应电磁感应灯产品的生产与装配，现有的生产系统结构与组织形式介绍 如下。 2.1 产品结构组成 电磁感应灯没有电极，依靠电磁感应和气体放电的基本原理而发光，电磁感应灯是由高频 发生器、功率耦合线圈、无极荧光灯管组合而成的新一代光源产品，没有灯丝和电极，其灯管 是一个真空放电腔体，它的一端设置汞齐（固汞），放电腔内填充缓冲放电气体，形成连续的 闭合放电环路，放电腔通过环形铁氧体磁芯的中心轴线。事实上，放电腔成为变压器的次级， 通过对环绕放电腔外铁氧体磁芯上的线圈交变的高频正弦电压，使电能藕合进放电腔，通过线 圈的电流产生稳定的磁通量，进而又沿放电腔产生感应电压来维持放电并形成一个闭路，从而 引起自由电子的加速度，这些自由电子和贡原子相碰撞而激发了电子，激活的电子从高能态退 到低能态，放射出紫外线，紫外线激发稀土三基色荧光粉发出可见光的。没有灯丝和电极使灯 泡的寿命长达 100,000 小时，是白炽灯的 100 倍，高压气体放电灯的 5 倍 15 倍，紧凑荧 光灯的 5 倍 10 倍。 正是由于电能磁感应灯的工作原理，电磁感应灯往往通过独特形状设计优化了上述产生的 磁场的功效。一般情况下电磁感应灯被设计成两种结构，一种为一体式，即灯泡与高频镇流器 组合在一起，形成单件的电磁感应灯；另一种形式为分体式，即反光灯泡与高频整流器分开， 形成分体式电磁感应灯。两种形式的电磁感应灯各自有着不同的用途，一体式易于安装，可以 在装配时灵活的装配上 e40 或 e30 的灯头，直接拧装在相应的灯座上，甚至可以直接代替白炽 灯、节能灯等电光源产品，可以适合于普通家庭使用。但一体式的缺点是铁氧体磁环的地发热 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 19 量高，但散热效果太差，因此同一体式只能采用功率低的灯泡。分体式电磁感应灯一般功率可 以做的很高，光照度比较强，可以适合场馆、厂房等大型建筑物的照明，还可以根据客户的要 求，灵活的装配在不同的灯具上；该灯的缺点是价格较高，装配比较复杂，民用的可能性比较 低。宏远电器公司根据这些因素，相继开发了金星灯系列（金星系列灯有一个极富创意的蘑菇 型灯管来加强光的输出。 这个系列分为紧凑型(交流)和分体型(直流)两种型号） ， 土星灯系列 （土 星系列灯具有圆环形的形状， 特别适合工业、 零售商店高悬低悬的圆形灯具,用于照明或者户外 照明。在一般的办公室照明工程中，我们的土星系列灯一般被嵌入灯具使用） ，玲珑灯系列（长 方形的玲珑系列灯特别适合方形和四方形的灯具， 在道路、 隧道、 建筑泛光方面有广泛的应用） ， 还有木星灯、火星灯系列。产品列表如下(见表 4-1)： 表 4-1 电磁感应灯列表 灯的形状 色温 功率 电压 2700k 15w/23w/40w 3500k 15w/23w/40w 一体式金星灯 一体式土星灯 4100k 15w/23w/40w 120v（交流） 220v（交流） 277v（交流） 2700k 15w/23w/40w 3500k 15w/23w/40w 4100k 15w/23w/40w 5200k 15w/23w/40w 分体式金星灯 6500k 15w/23w/40w 12v（直流） 24v（直流） 2700k 40w/80w/120w/150w/200w 3500k 40w/80w/120w/150w/200w 4100k 40w/80w/120w/150w/200w 5200k 40w/80w/120w/150w/200w 分体式土星灯 分体式玲珑灯 分体式火星灯 分体式木星灯 6500k 40w/80w/120w/150w/200w 120v（交流） 220v（交流） 277v（交流） 但在实际的生产过程中，由于玻璃加工工艺的特殊性原因，使得产品的玻璃灯泡在实际生 产中存在不同的加工难度，这也使得每种产品在灯泡制作上耗用的成本有巨大的差异。但宏远 电器公司在电磁感应灯市场推广的早期，并没有对产品的生产成本与加工的难易程度、市场的 需求反应进行详细的规划与研究，一味的追求电磁感应灯外形的独特而忽视灯泡腔体对电磁感 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 20 应灯性能的影响。这种情况的存在使得生产运营系统花费了大量的人力、物力与时间生产了许 多成品率只有 5%的电磁感应灯产品,如： 木星灯与火星灯。 但市场的价格却与加工制作成本低， 性能优良的玲珑灯、土星灯一样，这两种产品的存在耗用了大量的成本，但没有创造出令人满 意的经济效益。因此，宏远电器公司在发展战略的规划中，把产品结构的调整作为一项重要的 内容，通过认真的市场调研与产品分析，得出产品的结构存在着的一些问题： 木星灯和火星灯的灯泡制作复杂程度比较高，灯泡的成品率在千分之一以下，这两种灯 的主要客户是韩国客户，价格等同于同等功率的土星灯与玲珑灯，但制作成本要高出数十倍， 完成客户一批订单的要求，生产系统往往要耗时两周的时间，经济效益极差。 产品的色温范围过大，使产品的种类偏多，尤其是一体化灯。在电磁感应灯进入市场的 初期，由于没有进行广泛的市场调查，先期推出了 3500k 色温的产品，市场一时反映良好，公 司生产系统依据以往生产管理的经验，想当然的预测了色温 3500k 的产品前景，并在生产上做 出了调整，开始大量生产色温 3500k 的产品作为备货。2 个月之后，公司色温 4500k 的产品开 始面市，用户们马上发现新产品的光效要好于 3500k 的产品，由于宏远公司承诺电磁感应灯 5 年内保修，并可调换。于是很快引发了换货和修改订单的现象，使得仓库内数以千记的 3500k 的产品被积压。类似的因新产品的推出而造成的滞销品，在仓库中大量积压。 2.2 产品工艺流程及现有生产布局 产品工艺流程直接体现了产品的生产加工特性以及生产加工的具体过程，流程对产品的最 终形成以及设备的选择与加工要求有重要作用，而生产布局也是根据产品的生产工艺流程和生 产设施状况规划而来。 宏源电器公司的电光源产品-电磁感应灯， 作为一个完整的产品必须由三 部分组成，即玻璃灯泡部分、电子镇流器激发器部分和灯具部分组成，根据这三个产品部件的 加工工艺，生产运营部把这三个部件划分成三条加工制作流程和一条装配作业流程，工艺制作 流程图见图 22： 在电磁感应灯的生产初期，宏源公司根据当时的设备状况以及原有的生产组织形式，按照 工序段生产的方法，设计了现有的生产布局，即各生产车间按照生产计划的要求，相互独立的 完成各个部分的生产加工，并在生产订单交付的规定时间，把产品部件集中在装配车间进行产 品装配和老化试验。 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 21 图 22：生产加工工艺流程图 figure2-2 manufacture process flow chart 1、灯泡部分由各车间生产完成，车间分布图见图 33，各车间设备及加工产品种类如下： 图 23：车间分布图 figure2-3 structure of workshop 弯管 车间 对接车 间 排气车间 涂粉车间 材料仓库 泡壳成型 泡壳涂粉 泡壳对接 泡壳排气 测定功率 线路板插件 线路板测试 镇流器装配 镇流器测试 灯具设计开发 铝壳冲压 真空镀膜 电器箱制作 电光源产品装配流水线 电光源产品老化检测 电光源产品包装 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 22 1）弯管车间 弯管车间负责玻璃灯泡的吹制与成品玻璃灯泡的切割，弯管车间共有设备： (见表 21) ，生产工艺流程图见 2-4： 表 21 弯管车间设备汇总表 灯泡类型 灯泡功率 弯管吹泡机 灯泡接桥机 灯泡割管机 15w 1 1 1 23w 1 1 1 金星灯灯泡 40w 1 1 1 40w 1 1 1 80w 1 1 1 120w 1 1 1 土星灯灯泡 200w 1 1 1 40w 1 1 1 80w 1 1 1 120w 1 1 1 玲珑灯灯泡 200w 111 图 2-4 弯管车间生产工艺流程图 figure2-4 technological process in wan guan workshop 2）涂粉车间 负责玻璃炮壳的荧光粉涂敷和管口的擦粉。生产工艺流程见图 3-5： 图 2-5：涂粉车间生产工艺流程图 figure2-5 technological process in coating workshop 3）对接车间 负责金星灯的封口与土星灯、玲珑灯的对接，并通过玻璃的烧结，安装排 玻璃泡壳清洗 玻璃泡壳烘干 荧光粉涂敷涂粉后烘干 擦粉 荧光粉配粉 摇粉机摇匀 玻璃管加热吹泡玻璃泡壳接桥 玻璃泡壳切割 泡壳清洗 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 23 插件工作台 料箱 料箱 料箱 波峰焊机 检测台 料箱 料箱 料箱 线路板仓库 气用玻璃管。由于玻璃灯泡形状不同于一般地玻璃容器，这使得封口工序很难使用机械设备进 行操作，所以在电磁感应灯生产的早期，大部分的灯泡对接工作由人工来完成，生产效率极为 低下，这也使得玻璃灯泡封口对接车间成为电磁感应灯生产的一个瓶颈。其工艺流程为： 挑选灯泡加热对接退火处理成品交付 为了消除对接工序的生产瓶颈，提高产品的生产效率，宏源公司组织了大量的设备人员进行对 接设备的研发与制造，已经有部分设备开始投入生产。 4）排气车间 负责灯泡的排真空作业，并确定灯泡的功率大小。该工艺过程是宏远电器 公司操作技术含量较高的部分，需要有经验的工人才能胜任。 2、镇流器线路板插件、检测在中试车间完成；车间布局见图 34： 图 26：中试车间布局图 figure2-6 layout of middle test workshop 3、装配车间由三条大的生产装配流水线和一条灯泡老化流水线组成。三条生产装配流水线 根据产品装配工艺的要求可以实现电磁感应灯镇流器、一体化电磁感应灯、分体式电磁感 应灯和成套灯管照明产品的装配任务。三条装配流水线的布局结构一模一样，只是可以根据产 品装配的复杂程度，适当的增加转配作业人员。三条装配流水线在车间主任的领导下，根据订 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 24 单的生产数量与交货期的要求进行装配作业，车间生产计划员根据营运部生产计划来制定流水 线生产计划，保证产品的装配质量与交货日期。流水线布局图见图 35，图 36，图 37。 图 27：一号流水线 figure2-7 no.1 assembly line 图 28:二号流水线 figure2-8 no.2 assembly line 图 29:三号流水线 figure2-9 no.3 assembly line 可调速传输带 可调速传输带 可调速输送带 上海交通大学 mba 学位论文 基于精益思想的光电产品生产流程改进实践研究 25 4、灯具的制作由外协厂家完成。 电磁感应灯的最佳照明效果是与相应的灯具选择分不开的，一个合适的灯具可以增加 30 左右照明效果。由于宏源电磁感应灯形状与钠灯、金卤灯不同，所以要为电磁感应灯配上一款 合适的灯具是一件非常重要的事情，但宏远电器公司自己并没有灯具的开发能力，仅能在外购 的灯具基础上进行部分改造，使得灯具适合装配，至于光效的提高则无法控制。由于外购灯具 是根据客户的要求来选配，造成电磁感应灯与灯具的装配方法多种多样，造成了极大的装配困 难，工人刚刚适应与掌握一种装配方法和流程，下一批订单装配工艺又要调整。这也给零部件 的采购带来很大困难，采购成本也因为批量不足而一直居高不下。 由于灯具的制作需要大量的冲压设备和真空镀膜技术,宏远电器公司选择了外包的方式对 灯具进行生产加工,并根据目前市场上的流行的灯具产品状况,组织灯具开发人员进行改造,以 适应电磁感应灯的装配要求.但改造的产品一直无法真正满足客户的实际需求。 联合有实力的灯 具制造厂家,设计开发电磁感应灯自己的配套灯具产品是意见紧迫