（机械制造及其自动化专业论文）基于生产线平衡优化的价值流图析应用研究.pdf

西华大学硕士学位论文 基于生产线平衡优化的价值流图析应用研究 机械制造及其自动化专业 研究生凌永昶指导老师张跃刚 摘要 产品的生产过程由若干生产活动组成，生产活动又分为增值活动，不增值 活动和浪费三种，消除浪费、尽量减少非增值活动、提高增值活动的效率，这 是企业缩短产品生产周期，占领市场先机，降低库存成本，增加利润的关键， 而价值流图析技术则是实现这一目标的有效方法。 本课题以某电视机生产企业的p t 5 生产装配线为研究对象，通过对电视机 生产线的现场调查、收集整理了相关数据；绘制了生产线的工艺程序图；分析 了现行生产线存在的问题；在此基础上对生产线进行了工位合并与简化，运用 p r o p l a n n e r 软件建立了山积表，实现生产线初次平衡；建立了生产线的优化模 型，借助于x p e s s m o s e l 运筹学软件运行了优化模型，得到了优化结果，即优 化后的生产节拍时间4 6 秒，优化后生产线的平衡率由7 6 5 5 提高到8 4 1 6 ； 据此进行了产品的价值流分析，绘出了产品的价值流现状图与未来图，通过比 较与分析，产品的订货提前期由原来的2 1 5 7 天缩短为7 4 6 天，其中生产装配 线上的生产周期时间由原来的9 5 6 天缩短为1 7 2 天：生产装配线上的在制品数 量由原来的4 8 4 6 件减少到8 6 0 件；生产装配线上的增值率由原来的0 4 2 提高 到2 3 3 。由此看出，将山积表的平衡方法与生产线优化模型的结合，为产品 的价值流分析提供了科学依据。 关键词：精益生产；山积表；价值流图析；生产线平衡优化；增值率 西华大学硕士学位论文 a p p l i e dr e s e a r c ho fv a l u es t r e a mm a p p i n g b a s e do nl i n eb a l a n c eo p t i m i z a t i o n m e c h a n i c a lm a n u f a c t u r i n ga n da u t o m a t i o n p o s t g r a d u a t e ：l i n gy o n g - c h a n gs u p e r v i s o r ：z h a n gy u e g a n g a b s t r a c t t h ep r o d u c t i o np r o c e s si sc o m p o s e do fs e v e r a lp r o d u c t i o na c t i v i t i e s t h e p r o d u c t i o n a c t i v i t i e s a r ed i v i d e di n t ot h r e ek i n d s ：v a l u e - a d d e d a c t i v i t i e s ， n o n - v a l u e - a d d e da c t i v i t i e sa n dw a s t e t oe l i m i n a t ee x i s t e dw a s t e ，m i i l i m i z i n g n o n - v a l u e - a d d e da c t i v i t i e sa n di m p r o v i n gt h ee f f i c i e n c yo fv a l u e a d d e da c t i v i t i e sa s t h ek e yf a c t o r s ，w h i c hc a ns h o r t e nt h ep r o d u c t i o n c y c l e ，c a t c h t h em a r k e t o p p o r t u n i t i e s ，r e d u c e i n v e n t o r yc o s t sa n di n c r e a s ep r o f i t s m u s tb ec o n s i d e r e d h o w e v e rt h ev a l u es t r e a mm a p p i n gt e c h n i q u e si st h ee f f e c t i v ew a yt or e a l i z et h i s g o a l t h i sp a p e rs e l e c t sp t 5a s s e m b l yl i n eo fat vp r o d u c t i o nm a n u f a c t u r e ra s a p p l i e dr e s e a r c ho b j e c t f i r s t l y , t h et vp r o d u c t i o nl i n es u r v e yd a t ah a sb e e nc o l l e c t e d a n dp r o c e s s e d ；s e c o n d l y , ap r o c e s so fp r o g r a mm a po ft h ep r o d u c t i o nl i n eh a sb e e n d r a w n ；t h i r d l y , t h ee x i s t i n gp r o b l e m si nt h ep r o d u c t i o nl i n eh a v eb e e na n a l y z e d o n t h eb a s i so ft h o s ep r o g r a mm e n t i o n e da b o v e ，t h es t a t i o n so ft h el i n eh a sb e e n c o m b i n e da n ds i m p l i f i e db yu s i n gt h es o f t w a r en a m e dp r o p l a n n e r a tt h es a m et i m e t h eb a r - c h a r tt oa c h i e v et h ei n i t i a le q u i l i b r i u mi sa l s ob e e ne s t a b l i s h e d f u r t h e r m o r e ， ap r o d u c t i o nl i n e o p t i m i z a t i o nm o d e l w h i c hr u nt h eo p t i m i z a t i o nm o d e la n d o p t i m i z a t i o nr e s u l t sh a sb e e ne s t a b l i s h e dw i n ls o f t w a r en a m e dx p e s s m o s e l ，a sa r e s u l t ，t h eo p t i m i z e dt a c tt i m ew a s4 6s e c o n d sa f t e ro p t i m i z e da n dt h eb a l a n c er a t eo f t h ep r o d u c t i o nl i n ei si m p r o v e df r o m7 6 5 5 t o8 4 16 t h r o u g ha n a l y z i n gt h e 西华大学硕士学位论文 v a l u es t r e a mo ft h ep r o d u c ta n dm a p p i n gt h ec u r r e n ta n df u t u r ev s m ，i ti ss h o w e d t h a tt h ep r o d u c t so r d e rl e a dt i m eh a sb e e ns h o r t e n e df r o m21 5 7d a y st o ( s h o r t e n e d f o r ) 7 4 6d a y s ，a m o n gw h i c ht h ep r o d u c t i o na s s e m b l yl i n ec y c l et i m eh a sb e e n s h o r t e n e df r o m9 5 6d a y st o1 7 2d a y s ；a tt h es a m et i m e t h en u m b e ro ft h ew o r ki n p r o c e s so ft h ep r o d u c t i o na s s e m b l yl i n eh a sb e e nr e d u c e df r o m4 8 4 6t o8 6 0 ， m o r e o v e rt h ev a l u e a d d e dr a t eo ft h ep r o d u c t i o na s s e m b l yl i n eh a sb e e ni n c r e a s e d f r o m2 3 3 t o0 4 2 i ti sc o n c l u d e dt h a tc o m b i n i n gt h eb a r - c h a r tw i t ho p t i m i z a t i o n m o d e l so ft h ep r o d u c t i o nl i n ec a np r o v i d eas c i e n t i f i cb a s i sf o rt h ev s m a n a l y s i s k e yw o r d s ：l e a np r o d u c t i o n ；b a r - c h a r t ；v a l u e s t r e a m m a p p i n g ；l i n e b a l a n c i n ga n do p t i m i z a t i o n ；v a l u e a d d e dr a t e i i i 西华人学硕士学位论文 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。除了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，也不包含为获得西华大学或其他教育机构的学位或 证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示谢意。 本学位论文成果是本人在西华大学读书期间在导师指导下取得的，论文成 果归西华大学所有，特此声明。 篡曩澍黝羹 刷磴轹红洲矽年月j 日 两华大学硕十学位论文 西华大学 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，西华大学可以将本论文的全部或部 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 印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书： 2 、不保密彩适用本授权书。 ( 请在以上口内划) 学位论文作者签名： 日期：眇z 多。f擀荔嫠州 日期：移| j 6 2 j 西华大学硕士学位论文 l 绪论 1 1 课题来源 本课题“基于生产线平衡优化的价值流图析应用研究 来源于横向科研项 目“a 公司工业工程扩广与实施 ，该项目是企业委托项目。该公司是国有控股 大型家电生产上市公司，上市前具有较强的国企色彩，上市后虽经过多年体制 改革，但仍存着国企的影子，公司领导为了进一步改善体制，提高生产效率， 降低运营成本，缩短生产周期，决定在全公司内扩广与实施工业工程，并于2 0 0 8 年3 月建立工程技术中心，主导工业工程扩广与项目实施。工程技术中心在收 集大量工业工程资料的同时，确定了校企合作的思路，并根据公司的需要提出 了价值流管理等3 项合作项目。 针对价值流管理项目，工程技术中心提出了以a 公司现状为基础，以价值 流图析为手段，收集基础数据；选定平板电视生产装配线，模拟m i n ic o m p a n y , 收集数据，分别描述物料流、信息流程图，汇总成价值流现状图；运用工程分 析的手段进行生产线平衡；描绘价值流未来图。 1 2 课题的研究目的、意义及背景 随着全球金融危机的逐渐加剧，越来越多的实体经济体受到了危害，特别 是汽车、电子、家电、钢铁等相关企业。随着北美三大汽车企业现金流的先后 告急，越来越多的企业高管开始注意到市场导向性及成本控制对企业的重要性， 并开始了他们改革的征程。 a 公司为大型国有控股企业，主营业务为家电产品，特别是电视机产品在 国内外享有盛名，受到广大消费者的喜爱。然而，从2 0 0 6 年以来公司出现了以 下几个问题：消费者对p d p 以及l c d 电视机的需求越来越大，而对传统的c r t 电视机需求有所萎缩，这使得该企业不得不逐步转型，渐渐失去原有的c r t 电 视机霸主地位；p d p 及l c d 电视机利润空间越来越小，国外知名品牌的大幅 降价对自主品牌冲击越来越大；主要原材料屏幕、玻璃、塑料、钢材、电子元 件等价格不断上涨；库存占用成本过高，交货期长等原因造成运营资本高居不 下；生产运营体制老化，难以应对瞬息万变的市场，管理模式不够先进；公司 在家电下乡招标中是否能够不断推出具有价格竞争力的产品。 鉴于以上问题，公司于2 0 0 8 年3 月成立工程技术中心，主导工业工程、精 两华大学硕士学位论文 益生产项目，并制定了以下项目目标： ( 1 ) 使产品的交货期变短； ( 2 ) 减少在制品库存，降低生产成本，节约生产空间，实施一个流生产； ( 3 ) 降低成品库存，提高生产线平衡水平，提高安全库存水平，降低资金 的占用； ( 4 ) 协调企业内部上下游分公司的生产能力，实现准时化物流，使公司内 部生产节拍化： ( 5 ) 提高企业的产品增值率。应用精益生产手段，使产品的增值率不断提 升。 根据以上目标，选取了精益生产方式中的价值流图析技术作为研究工具。 以山积表为初次生产线平衡工具，并应用p r o p l a n n e r 软件的子模块l i n e b a l a n c i n g 实现山积表的平衡功能；以运筹学优化模型对生产线进行二次优化， 借助运筹学e p r e s s m o s e l 软件运行优化模型；最后以e x c e l 等作为价值流图析 技术的制作工具，绘制价值流现状图和未来图；综合应用工业工程、精益生产 等技术来实现上述e l 标。 本课题的意义在于：提高企业的生产效率，降低企业成本，减少流动资金 的占用，提高产品的利润空间，缩短产品交货期，探索、开辟出一条具有中国 特色特别是适合国有大型企业的精益生产管理之路。 1 3 价值流图析的国内外应用状况及发展趋势 随着美国麻省理工学院一项名为“国际汽车计划 的研究项目，精益生产 方式被全世界所了解。精益生产就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向 零缺陷、零库存进军i l 】。二十世纪九十年代随着m i k er o t h e r 和j o h ns h o o k 撰 写的学习观察( 1 e a nt os e e ) 的问世，丰田又一精益工具价值流图析技 术，成为了继j i t 、自动化、拉动式生产之后丰田公司与世人共同分享的技术 财富。价值流图析技术是一种从客户的角度看待产品的增值情况，主要关注企 业的物料流和信息流，通过对物料流和信息流的改善来实现客户需求导向以及 完美的成本控制。 价值流管理起源于日本丰田公司，大野耐一想要由一种可以用图形的方式 呈现材料与信息的流程工具，以把那些总是专注于个别流程的员工拉回到整个 2 西华大学硕十学位论文 流程上来，这种工具最终发展成为“价值流图( v a l u es t r e a mm a p ) ，丰田称之 为“物料与信息流图( m a t e r i a la n di n f o r m a t i o nf l o wd i a g r a m ) 。 丰田公司没有确切的记录是如何发展出“物料与信息流图 的，实际上这 个名字还是在此方法使用很久以后才赋予的。价值流管理在全球范围内的推广 源于学习观察( 1 e a nt os e e ) ，m i k er o t h e r 和j o h ns h o o k 在撰写学习观察 时，改变了这种方法的学习方式，他们以案例的方式指导读者如何在一张纸上 绘制出目前的材料流程图和牵动材料流程的信息流图；并通过分析计算增值率； 接着学习如何绘制未来流程状态图；根据无间断流程、拉动式生产、顾客需求 的生产节拍等来绘制物料和信息流程；拟定出详细的行动计划，并照此执行。 目前国内外对价值流管理的研究、应用多建立在学习观察的基础之上， 如t2 0 0 2 年出版的创造价值流的混合模型( c r e a t i n gm i x e dm o d e lv a l u e s t r e a m s ) 就是基于学习观察，并提出了如何绘制具有不同周期的多种产品 的生产流程图。在改进步骤重复较多的商业办公室流程方面，2 0 0 4 年比奥吉 第和德鲁罗切尔合著的完全精益企业( t h ec o m p l e t el e a ne n t e r p r i s e ) 一 书中提供了类似于学习观察一书的流程绘制方法 2 1 。 在应用方面，国外大型汽车、电子、机械加工企业已经开始应用价值流管 理工具，并已经处于技术成熟阶段。例如：戴姆勒一克莱斯勒公司、伊顿航空 公司、德尔福汽车公司、新联合汽车制造公司、福特公司以及威尔摩得有限公 司，这些公司的内部事业计划、管理、实施和持续保持精益生产革新方面都做 的极为出色i j j 。 - 国内在应用价值流管理方面较国外稍晚，目前国内的一些大型汽车制造企 业、电子企业以及部分机械加工类企业开始注意到价值流管理的重要性，并先 后开始了对本企业实施价值流管理。据悉，长春一汽、一汽丰田、广汽丰田、 北方捷凯传动轴公司、华瑞汽车股份有限公司等汽车及汽车配件企业已经率先 推进了价值流管理；在电子类企业中，富士康集团也开始了对价值流管理的研 究，并开始实施价值流管理；中国北车集团也开始了价值流管理的尝试。 随着价值流图析技术为越来越多的企业和行业所认可，价值流图析技术的 应用领域将不断扩大。目前，价值流图析技术除了广泛应用于生产现场改善、 生产运作控制等领域外，正在向以下3 个领域发展：供应链管理领域、成本控 制与管理领域和企业流程再造领域。 3 西华大学硕士学位论文 在供应链管理领域中，将价值流图析技术应用到整个供应链的分析、改善， 将对供应链的协调运作、同步运作以及建立新的供应链体系提供有效地工具 【4 】【5 1 【6 】。 在成本控制领域，将价值流图析技术引入到企业成本管理中，构建以价值 流为核算和控制的对象，以价值流小组为责任中心的成本管理体系，很好地满 足企业战略管理的需要，此种成本管理体系是对传统成本管理体系的创新【7 】【引。 在企业流程再造领域，利用价值流图析技术直观系统分析b p r 改造前后的 流程，并提出合理的流程改善方案。价值流图析技术在该领域的应用尤其适合 以缩短流程周期为目的的流程改造【9 】。 1 4 课题主要研究的内容及完成的任务 本课题在对生产线数据收集和整理的基础上，绘制了p t 5 线工艺程序图； 对生产工位进行了重新划分；对重新划分后的工位应用l i n eb a l a n c i n g 建立山 积表，进行初次平衡；在初次平衡的基础上应用x p r e s s m o s e l 软件建立了运筹 学二次优化模型；应用价值流理论和在现场收集到物料信息和信息传递信息建 立价值流现状图：根据生产线平衡理论及价值流改善原则，应用二次优化后的 结果建立生产线的价值流未来图；并根据现场调研的数据完善p t 3 2 6 0 0 的价值 流未来图。 在课题研究过程中，完成了二次生产线优化模型的建立，实现了生产线平 衡率的提升；建立了生产线现状图的建立，实现了对生产现状的充分了解；在 分析的基础上建立了价值流未来图，通过价值流改善原则，实现了增值率的提 升，特别是p 5 t 线上的增值率有了大幅提升，实现了订货提前期的缩短、装配 线上的生产周期大幅缩短等多个预期目标。 4 西华大学硕士学位论文 2 精益生产方式及价值流图析理论 2 1 精益生产方式概述 2 1 1 精益生产方式的技术支撑体系 精益生产体系是一个包容了多种制造技术和管理技术的综合技术体系。为 了准确地认识和理解精益生产，有必要从理论上考察和描述这个综合技术体系 及其构造，搞清楚该体系中的各种技术、手段和方法对于实现系统目标的特定 功能和支撑作用，明确这些技术、手段和方法在整个生产体系中的位置及其相 互间的内在联系，只有将这些技术、方法与手段置于该体系的总体格局中去认 识和理解，才能有效地使用它们，才能有效地实施精益生产【l o l 。 精益生产体系总的内容可以用一个精益体系屋的形式表述出来，如图2 1 为精益企业精益体系屋结构【i j 。 f i g u r e2 1l e a ne n t e r p r i s e - l e a nh o u s i n g 图2 - 1 精益企业精益屋 该体系明确而简洁地表示了精益生产方式的体系构造，同时也表明了该体 系的目标以及实现目标的各种技术、手段和方法及其相互间的关系。下面我们 将对精益生产的技术体系作一个简要的说明。 两华大学硕士学位论文 2 1 2 准时化生产( j i t ) 要实现彻底降低成本这一基本目标，就必须彻底杜绝过量生产以及由此而 产生的在制品过量和人员过剩等各种直接浪费和间接浪费。如果生产系统能够 具有足够的柔性，能够适应市场需求的不断变化，就不会有多余的库存产品。 如果在生产人员的能力方面保证具有足够的柔性，当然也就没有多余的闲杂人 员。这种持续而流畅的生产，对市场需求数量与种类两个方面变化的迅速适应， 是凭借着一个主要手段来实现的，这就是准时化生产。可以说，准时化生产这 种手段是精益生产的核心【l 】1 1 0 1 。 ( 1 ) j i t 的基本理论 j i t ( j u s t i n t i m e ) 是准时化生产方式的英文缩写，是精益生产( l p ) 的 两大支柱之一。其涵义是运用多种管理方法、手段，对生产过程中的诸多要素 进行优化组合，做到以必要的劳动，确保在必要的时间内，按必要的数量，生 产必要的产品，以杜绝超量生产，消除无效劳动和浪费，降低成本，提高产品 质量，达到用最小的投入实现最大产出的e l 的f 1 2 】。 ( 2 ) j i t 的基本内容 稳定的生产率；低库存；小批量；设备的快速低成本装接和调整；及时维 护；合理的平面布置：多技能的工人；协作精神；拉动系统；可靠的分销系统： 持续的改进【1 3 】。 ( 3 ) j i t 的经营理念 对顾客：客户至上：对员工：以人为本；对生产：以精益思想为手段，追 求低成本：对产品：以零缺陷为最终目标，追求高品质【1 4 】【1 5 】。 ( 4 ) j i t 的构造体系 j i t 生产方式作为一种生产管理技术，是各种手段和方法的集合，并且这 些手段和方法是从各个方面来实现其基本目标的。j i t 生产方式的核心是追求 一种无库存或是库存达到最小的生产系统，并为此开发了包括看板在内的一系 列具体方法，逐渐形成了一套独具特色的生产体系。在这个体系中，包括j i t 生产方式的基本目标以及实现这些目标的多种方法，也包括这些目标与各种方 法之间的相互内在联系【1 6 】【1 7 】。 ( 5 ) j i t 的特点 整体性j i t 要求各种管理方法进行综合运用，供应商、生产者和销售商必 6 西华大学硕士学位论文 须联成一体，才能充分发挥整体的功能。拉动式生产受超级市场补货方式的启 发，采用从相反方向观察生产流程的超常规思路，即将下道工位看成上道工位 的顾客，有下道工位决定上道工位的生产，整个企业按市场需求组织准时化生 产。这就是超常规的拉动方式。实行五零管理：要求做到零库存；零逾期：零 故障；零废品；零生产。j i t 生产方式最大限度压缩在制品数量，杜绝超额生 产，消灭无效劳动从根本上消除造成最大浪费的根源。现场控制是以生产为中 心，以一线工人为主体，一切后勤部门必须围绕准时生产进行准时服务。培训 多能工，在劳动组织上实行一人多机，一岗多能i l 引。 2 1 1 3 拉动式生产 拉动式生产是丰田生产模式两大支柱之一准时生产( j u s ti nt i m e ) 得以实 现的技术承载。这也是大野耐一凭借超群的想象力，从美国超市售货方式中借 鉴到的生产方法。相对于过去的推动生产中，前一作业将零件生产出来推给后 一作业加工，在拉式生产中，是后一作业根据需要加工多少产品，要求前一作 业制造正好需要的零件。看板就是在各个作业之间传递这种信息、运营这种系 统的工具【1 9 1 。 看板管理方法是在同道工位或者前后工位之间进行物流或信息流的传 递。j i t 是一种拉动式的管理方式，它需要从最后一道工位通过信息流向上一 道工位传递信息，这种传递信息的载体就是看板。没有看板，j i t 是无法进行 的【2 0 】。 一旦主生产计划确定以后，就会向各个生产车间下达生产指令，然后每一 个生产车间又向前面的各道工位下达生产指令，最后再向仓库管理部门、采购 部门下达相应的指令。这些生产指令的传递都是通过看板来完成的。 看板管理，简而言之，是对生产过程中各工位生产活动进行控制的信息系 统。通常，看板是一张在透明塑料袋内的卡片。经常被使用的看板主要有两种： 取料看板和生产看板。取料看板标明了后道工位应领取的物料的数量等信息， 生产看板则显示着前道工位应生产的物品的数量等信息。精益生产以逆向拉动 式方式控制着整个生产过程即从生产终点的总装配线开始，依次由后道工位到 前工位“在必要的时刻领取必要数量的必要零部件”，而前道工位则“在必要的 时刻生产必要数量的必要零部件，以补充被后道工位取走的零部件。这样，看 7 西华大学硕士学位论文 板就在生产过程中的各工位之间周转着，从而将与取料和生产的时间、数量、 品种等有关的信息从生产过程的下游传递到了上游，并将相对独立的工位个体 联结为一个有机的整体。实施看板管理是有条件的，如生产的均衡化、作业的 标准化、设备布置合理化等。如果这些先决条件不具备，看板管理就不能发挥 应有的作用，从而难以实现精益生产。用看板管理控制生产过程，生产的均衡 化是最重要的前提条件。换言之，均衡化生产是看板管理和精益生产的重要基 础【2 l 】【2 2 1 。 j i t 是拉动式的生产，通过看板来传递信息，从最后一道工位一步一步往 前工位拉动。图2 。2 所示的生产过程共有三道工位，从第三道工位的入口存放 处向第二道工位的出口存放处传递信息，第二道工位从其入口存放处向第一道 工位出口存放处传递信息，而第一道工位则从其入口存放处向原料库领取原料。 这样，通过看板就将整个生产过程有机的组织起来 2 4 1 。 入口存放处出口存放处入口存放处出口存】6 炙处入口存放处 广1 il 毒i 厂 一 厂 叫 i 一 r 一 f 厂 | n 厂1l 薪i 厂 ll 门j f i g u r e2 - 2k a n b a nm a n a g e m e n t 图2 2 看板管理 2 1 4 持续改进( k a i z e n ) k a i z e n 是一个日语单词，意为逐渐地有序地持续地改善。k a i z e n 的两个要 素：为了更好而改善或改变；不断地持续进行( 两者缺一不可) 。 持续改善是基于客户对产品质量优秀，成本低，按期交货的要求：公司提 升产品竞争力，k a i z e n 能将公司引入超级全球化竞争者的要求；改善产品质量， 提高生产效率，消除生产中的浪费，降低成本的要求产生的【1 】【1 0 1 。 8 两华大学硕士学位论文 遵循k a i z e n 五条黄金法则： ( 1 ) 如果发生问题，首先去现场； ( 2 ) 检查发生问题的对象； ( 3 ) 立刻采取暂时性的措施： ( 4 ) 查找问题产生的真正原因； ( 5 ) 使应对措施标准化，以避免类似问题再次发生。 明确存在于生产中的七大浪费：制造过剩的浪费；存货的浪费；不良品重 修的浪费；运作的浪费；过度加工过程的浪费；等待的浪费；搬运的浪费。 在改善的范畴里，管理具有两项主要的功能：维持( m a i n t e n a n c e ) 与改进 ( i m p r o v e m e n t ) 。维持是指从事于保持现有技术、管理及作业上标准化的活动， 以及支持这些标准所需的训练和纪律。在维持的功能下，管理部门要执行工作 的指派，使每一个人都能依照标准的作业程序来工作；而改进则是以改进现有 标准为目标的活动。因此，日本的管理观点可以浓缩为一句箴言来表示：维持 标准和改进标准【2 5 】【2 6 1 。 改进可再区分为“改善”( k a i z e n ) 和“创新( i n n o v a t i o n ) 。所谓改善， 是由于持续不断的努力，所产生的诸多的小步伐改进，而逐次累积而成。创新 则是借助大笔资源投资于新技术或设备，而产生戏剧性的变化的改进( 不论任 何场合，以金钱作为主要的评估因素时，创新便是昂贵的) 。由于欧美的管理人 员执迷于创新，他们既没有耐心，也忽视了改善能长期带给公司的利益。相反， 改善则是强调要以员工的努力、士气、沟通、训练、团队、参与及自律来达成 目标。这些都是一种常识性和低成本的改进方式。 改善应注意：操作者的参与和认同；对其他工作者的影响；投入与产出的 比较；事故发生的防范等事项【2 7 】【2 引。 2 1 5 一个流的持续改善的手段 在改善前最重要的事情是观察，平时习以为常的事情在学习精益生产之后 经过观察你会发现许多问题，而且通过认真观察你有可能发现解决办法，认真 不放过任何问题的态度在精益生产中是非常必要的。产品生产一个流就是指在 生产线内任何两道工位间的在制品数量不得超过前工位一次操作的产量，简称 一个流1 1 1 1 0 2 9 1 。 9 西华人学硕士学位论文 ( 1 ) 以产品的整机组装工位、有合同的备品备件工位为中心，把总装以及 已签订合同的备件工位的产出量定为一个单元，同期内前工位只准备一个单元 的产品数量。 ( 2 ) 同一单元的在制品，要保证同步到达产成品，严禁混杂掉队。而单元 的产品投入视其自身生产流程长短可不同时进行。 ( 3 ) 返修品完成返修后归回该单元。步调不齐，宁可下工位停产，以减少 单元产品形不成商品的等待时间，且不影响其它单元产品形成商品。 ( 4 ) 下工位接收的半成品，保证全部是上工位的合格品，并具有明确的质 量合格认证程序、标志。 ( 5 ) 每个单元都挂有标识牌。同一品种零件可用不同的工作令号，职工按 工作令号进行生产。 ( 6 ) 每个单元随着工艺流程依次记录材料牌号、生产控制主要参数、质量 检验主要项目数据、工位操作者及日期和质量检验者及日期。 ( 7 ) 必须保证生产线在制品数量与最终工位匹配。对生产线的在制品、返 修品、废品定期清场，产成品限时入库，生产管理、质量管理部门与生产单位、 责任工位协调联动，恪守定置限量【3 0 1 【3 1 1 1 3 2 1 1 3 3 1 。 2 2 价值流图析技术 2 2 1 价值流图析相关概念 在谈论价值流图析之前，必须先来了解一下增值这个概念。在企业营运的 过程中要进行许多活动，从而保证为顾客提供产品或服务，从而获得利润。现 将这些活动分成三类： 第一类，是顾客愿意出钱购买的，把原材料转化成产品的行为，叫增值活 动，例如插件的过程，装配的过程等；反之，如过量生产、等待、产出废品、 返工、库存、过度的工位、甚至是检验，都不是顾客愿意购买的，即为第二类， 称之为浪费活动，浪费活动是没有任何意义的，完全可以消除；第三类，是不 增加价值，但却必不可少的，如车间内的搬运等，叫不增活动。这些活动只能 减少，但不能完全去除。并将第二类、第三类活动统称为非增值活动。 价值流图析：是识别从原材料的投入到产品交付到客户的过程中全部生产 运作过程中的增值活动、非增值活动，并将其以图形工具表现出来的一种精益 l o 西华大学硕十学位论文 生产工具。 价值流管理：是站在客户角度，识别出现行生产运作过程中的非增值活动， 利用精益生产工具对生产运作的未来情况进行描述，并利用精益工具对现有生 产运作过程进行改善以达到预先设计的未来状态的管理过程【3 4 1 1 3 5 1 。 2 2 2 价值流管理是精益生产的重要r x - 具 为什么说价值流管理是实施精益生产的重要工具? ( 1 ) 价值流管理看到的不仅仅是生产的单个工位层面，如装配、焊接等， 而是整个流程。 ( 2 ) 价值流管理可以发现价值流中浪费的根源。 ( 3 ) 价值流管理为谈论生产工位提供了共同语言。 ( 4 ) 价值流管理使对价值流所作的改进决定显而易见，并且能够讨论。否 则，在车间中很多细节问题和决定很容易被拖延。 ( 5 ) 价值流管理将精益概念和技术联系起来，可以避免轻重不分。 ( 6 ) 价值流管理是形成实施计划的基础。可以设计整个“门到f - j ”流动如 何运作的流程很多精益管理者忽略了价值流图是实施精益的蓝图。 ( 7 ) 价值流管理可以显示信息流和物料流的联系，没有其它价值流管理工 具能做到这点。 ( 8 ) 价值流管理比产生非增值程序、生产周期、移动距离、库存数量等清 单的定量工具和布局图更为有效。价值流管理是详细描述工厂为了创造价值流 而需要如何运作的定量工具。数据对于产生紧迫感和工前工后衡量尺度很有说 服力。价值流管理可以很好地描述为改变那些数据所应做的事情【3 6 】f 3 7 】f 3 8 】。 2 2 3 价值流分析相关技术评价指标 ( 1 ) 增值率 增值率是指增值时间占生产周期的时间比率，一般以“秒 为单位。 增值率= 黼1 。 ( 2 1 ) 每个生产单元都存在着增值时间，同时也存在着各种损失，从而使系统的 产出变少。若不消除这些损失，就只能用相对昂贵的手段和行为来减少这些损 西华人学硕士学位论文 失，如：增加运转时间或增加额外的设备投资等。 生产环节中存在六种损失：停止运行的因素( 例如；设备故障、工位材料 或设备操作人员短缺等) ：设备调整和工艺过程调整损失；启动和关闭损失( 例 如；班次的变更) ；小的停机损失( 例如；小的不必要的设备调整或操作中断) ； 降低运转速度的损失( 加工过程未能满负荷速度运转) ；质量缺陷损失。 造成以上六种损失的原因不同，解决办法也各不相同。损失时间分析即是 识别和追踪这些损失的过程，着重不断的改进和彻底消除这些根本原因。 损失时间分析的目标是：使损失的生产时间和产量可视化，确保集中精力、 努力改进以减少损失时间和增加每小时产出。 从生产车间内收集数据，然后通过细致的分析辨别出损失的根本原因并制 定相应对策，从而实现不断的持续改进，提高绩效【3 4 】【3 6 】。 ( 2 ) 平衡率 用于衡量流程中各个工位节拍符合度的一个综合比值【3 9 1 。 平衡率= 萌葛差曩要器。 c 2 2 ， 其中：单件标准时间是所有工位工时之和。 ( 3 ) 总订货提前期 总订货提前期表示原材料通过各个过程的流动一共需要多长时间【4 0 1 。 ( 4 ) 总周期时间 总周期时间是产品在各个工位上工时的总和，总周期时间即为增值时间。 ( 5 ) 在制品库存 在价值流管理中，为了使在制品库存均衡，并得到量化，将以每天的订单 量为1 个单位，在制品库存与日订单量的比值作为在制品的数量，即为将在制 品库存转化为以天为单位的当量值【4 1 】【4 2 1 。 酬胖存= 蔫等 ( 2 - 3 ) ( 6 ) 使用率 使用率是由实际运行时间除以可利用的净生产时间计算得到的。 使用率= 翥淼 ( 2 - 4 ) 1 2 西华大学硕十学位论文 ( 7 ) 生产节拍( t a m ) t a k t 是一词是德语的指挥，用以调节演奏的节奏，也称聊节拍时间【4 3 1 。 2 2 3 实施价值流分析的程序 价值流分析程序分三大步f 3 5 】【4 5 】。 第一大步：绘制价值流现状图。主要包括：确定合适的产品家族：数据采 集，信息整理；绘制当前的价值流图。 第二大步：分析各个细节，设计将来的价值流图。其主要内容包括：分析 当前价值流图，把整个过程分解成相关的子过程，以降低过程的复杂性；确定 子过程中的客户需求同步时间( t a k tt i m e ) ；确定相关的设施能否支持客户需 求同步时间；确定全产品生产周期( i n t e r v a l ) ；确定产品家族的员工操作工艺 平衡图表；在混合流中进行平衡流转；制定标准作业；在有节奏的过程中确定 批量；在有节奏的过程中排列时间表：确定应对顾客定单变动的方案；在各子 过程中使用步骤2 到步骤1 0 ；确定非节奏过程的方案；绘制价值流未来图。 第三大步：实施价值流未来图。 在实施的过程中需要根据各个子过程的不同情况进行必要的改进，根据具 体情况合理的选择实施步骤。 价值流的实施过程是一个p d c a 的循环过程，体现了精益思想中持续改进 的思想。图2 3 为价值流分析循环流程图【3 引。 i 产品系列 l i 价值流现状图i l 价值流未来图i l 工作计划和实施l f i g u r e2 - 3t h ec y c l eo fv a l u es t r e a m 图2 - 3 价值流的循环过程 2 2 4 价值流图常用符号 价值流图析是使用一些精益生产符号来表示的一种图形语言，这些图形符 1 3 西华大学硕士学位论文 号代表着不同的含义。大野耐一为了达到用图形方式呈现材料与信息流程的目 的，最终创造出价值流管理。下面就将价值流图中常用的符号语言做以介绍， 如表2 1 所示【3 5 1 1 3 6 。 表2 1 价值流图符号 t a b l e2 1v a l u es t r e a mm 印s y m b o l s 价值流符 名称 价值流符 名称 号号 i 。 操作员 l 超市 l m外部资源( 供 f i f o 先进先出系统 货商，客户) li 嗓购部 部门( 采购部)人工信息流 八 库存( 要注明 i f 电子信息流 数量) ih 汽车运输f )生产看板 u( ) 通过推动使在 f 励刁 取货看板 制品向后移动 k成品向客户移 0 看板箱 ，r 上 动 n 物理拉动 u 2 3 价值流应用环境的分析 生产活动可以分为：离散而少数几个固定品种的生产；离散但高混合的很 多固定品种的生产；低混合但高定制程度的生产；高混合且高定制程度的生产 四种。由价值流管理工具的特性可知，价值流管理非常适合在离散而少数几个 固定品种的生产和离散但高混合的很多固定品种的生产活动。 1 4 西华大学硕士学位论文 本课题研究的平板电视生产线在生产过程中由于受到设计之初的线体宽度 以及线体长度的影响，只生产3 2 寸液晶以及等离子电视机的6 0 0 系列、7 0 0 系 列9 0 0 系列等6 个品种，故而该生产线属于离散而少数几个固定品种的生产活 动，根据价值流管理适用范围可知，该生产线适合应用价值流管理。 2 4 本章小结 本章主要论述了精益生产体系和价值流图析技术的主要内容。本章以精益 生产经典之结构图形精益屋开篇，并围绕精益屋的结构展开叙述，主要对 精益生产体系在本课题研究过程中应用到的内容进行了阐述。诸如：被冠以精 益生产体系两大支柱之一的准时化生产；拉动式生产以及作为实现拉动式生产 重要工具的看板；能够有效减少流水线大量在制品库存的一个流；能够以最少 投入取得最大成效的改善手法持续改善等。 在论述了精益生产体系后，本章对价值流图析技术进行了详细的论述。价 值流图析技术不同于其他生产管理技术的地方在于价值流管理确立的改善不是 盲目的改善，而是站在整个生产系统的角度看待问题，并找到需要改善的环节。 价值流图析技术追求的是整体的协调的优化，而不是追求局部效率的最大化。 在价值流图析技术中，本章主要从以下4 方面展开论述。首先，本章给增 值下了定义，并提出了只有增值的活动才能创造价值；其次，本章论述了价值 流图析技术和精益生产体制的关系；再次，本章提出了价值流图析技术常用的 技术指标，为后文现状图和未来图的比较奠定了一定基础；最后，列举了价值 流图析技术的常用符号语言，为后文建立现状图和未来图提供了依据。 两华大学硕七学位论文 3 平板电视生产线现状分析及数据采集 3 1 平板电视生产线现状分析 在进行价值流管理过程的研究中，应该尽量选择订单较稳定、客户需求量 大、生产工艺和技术相对成熟稳定的产品作为研究对象。在经过认真分析和研 究的基础上，最终选定了市场需求量最大、产品生产工艺和技术较为稳定且订 单较为稳定的p t 3 2 6 0 0 作为研究对象，并为p t 3 2 6 0 0 指定了p t 5 线作为专线， 进行价值流图析研究，从而开始了大量的数据收集、物料流、信息流的采集以 及生产线的了解、熟悉工作。由于p t 3 2 6 0 0 产品生产工位繁多，物料流、信息 流庞大，在研究中做到面面俱到具有一定的困难性，因而，本课题主要针对生 产线平衡对价值流的改善作用进行研究，故而只选取了p t 5 线线内可控的物料 流、信息流、生产数据最为主要研究对象。 为了呈现出一幅巨大且较为完整的价值流图，在研究的过程中对没有收集 到，或者收集不够全面、不够细致的部分数据进行了调研，并在调研的基础上 做出了合理的分析、甄选、判断，并在未来图中给出了一个相对合理的数据方 案，特此说明。 3 1 1 工艺程序图 为了更好的了解p t 5 线的生产现状，应用了工业工程常用工具工艺程 序分析，绘制了p t 5 线的生产工艺程序图，并对生产线的生产现状做了详细的 分析。 p t 5 线由上下两层构成，主要分为总装、总调和包装三大部分，其中总装 又分为：面框上线、屏上线、固定组件安装、机芯安装、插