上海交通大学 201319
摘要：随着终端用户对制造商产品的需求越来越多样化，制造商企业的产品线集成度越来越高，越来越多种类的产品在一条生产线上生产。但随之而来的问题是生产线的不平衡性极大的制约了生产线效率。因此，需要立足系统，关注价值流，确定目标和改善方向，运用精益生产的改善工具，使得企业以较小的投入，产生更大的效益。
关键字：VSM；生产线平衡；改善；ECRS
引言
自从日本丰田开始运用精益生产的方法，得到了举世瞩目的成果之后。世界各地的企业纷纷效仿，学习和导入精益生产的方法和理念。但是实际上，很多企业在运用精益生产的方法后没有获得预期的效果。因此，如何运用精益生产的方法，以较少的投入和时间，获得比较显著的改善是众多企业存在的普遍问题。
1 相关理论
1.1 VSM的基本理论
价值流程图（value stream mapping，VSM）是贯穿产品或服务从订单到出货的整个过程的价值流。它包括了这个过程中的物料，信息，和产品工艺流程。十九世纪四十年代开始丰田就开始使用这一方法在它的制造过程中。到九十年代，这一方法被广泛应用到了各种工业，产品开发，财务以及各种其他行业中。
价值流图是通过形象的图形来描述整个生产的信息流和物料流，从客户需求出发，来识别和减少生产过程中的浪费，它是贯穿整个制造过程的。通过VSM我们可以识别浪费和生产过程中的瓶颈，从而采取有效的措施。同时能够为持续改善提供一个有效的途径。
对于价值流图的理论和时间研究一直以来都没有停歇过。张晓飞在《AC公司发动机生产流程优化研究》一文中阐述了精益生产和工业工程方法在柴油发动机的装配与测试中的应用，主要用到了工业工程中的装配线平衡理论以及在测试工位分析上运用的工艺流程图的方法。在改善上运用了布局优化的方法。但是不足之处在于没有对工位改善的更深一步的进行分析。同时如果对于线平衡运用VSM的方法的话，分析起来就会更为直观[1]。王建刚在论文《W公司WD615油底壳生产线基于价值流的分析改进研究》中运用了价值流图分析了当前生产过程中的现状以及问题，从而找到了生产中的重大问题点，之后对于未来的状态又做了未来的VSM图，为实现怎样的生产系统拟出了很好的蓝图。然后结合了这一分析结果将生产模式转变为拉式生产模式。在这一过程中进行了产线平衡以及看板管理，实现了减少浪费，提高生产效率，减少在制品，平衡了生产线[2]。郭奎在《价值流分析在提升TGA公司生产效率中的应用研究》中以价值流分析的方法来改善生产流程中的浪费，从而提高了生产效率，提升了企业的综合竞争力。文中主要阐述了精益生产的众多概念和方法，同时在价值流分析的基础上实现了拉动式生产模式。同时还对生产布局以及生产计划控制做了改善更进一步的提高了效率，为后续的改善和更高的客户需求打下了坚实的基础[3]。董芳在《基于价值流图分析的W公司精益生产流程改进研究》中以VSM分析为出发点，通过价值流图展现了生产流程中的问题，识别出了生产过程中存在的七大浪费，从而着手进行改善。同时文中给出了一些行之有效的改善例子，最后给出了VSM的未来图。从系统上来研究生产中可以持续改进的地方[4]。
VSM包括了整个生产过程中的周期时间，作业时间，在制品，原材料及信息的流动方向。有助于管理人员能够很好的理解当前生产的状态，基于当前的情况做出正确的改善方向。
1.2生产线平衡
生产线平衡是对生产线的全部工作负荷进行均衡化，对工序间的负荷进行调整以达到能力平衡的技术和手段，从而减少等待的浪费，提高生产效率[1]。
生产线平衡的一个重要指标是生产线平衡率，它的基本计算方法:
1.3改善工具--ECRS
ECRS分析原则是指取消（Eliminate）、合并（Combine）、重排（Rearrange）、简化（Simplify）。它是精益生产持续改善中运用的最广泛的方法之一[2]。
取消:取消不必要的工序、动作和作业，取消不必要的投资，杜绝生产过程中的不安全行为等等
合并:将两个或是两个以上的动作或是工序进行合并。或是将由多人进行的操作改为一人或是一台设备完成，可以减少重复的劳动。
重排:对工序或是动作进行重新排序，使作业顺序达到最佳状态。
简化:在以上三步完成后，进行深入的分析，简化先行方法，以达到节约时间的目的。
2 实证研究
本文以A公司的机械臂混装线为例，研究如何基于VSM的混装线生产线平衡改善，从而减少浪费，提高生产效率。
2.1研究原因
由于随着市场的需求量以及产品种类的不断增加，原有的生产能力以及布局成为了生产的一大瓶颈，如何适应市场的需求，快速的响应，缩短交货周期是摆在我们面前的一大问题。本文只涉及到某装配车间的研究和改善，而原材料供应端的研究不在本文中描述。
根据市场的需求量我们每天的出产量逐年增加，如下图所示：
其中每个操作工平均生产台数只有差不多2台左右，因此，对于这个现状，我们制定了生产线平衡率要达到90%，平均台数要做到2.3台的目标。
2.3 生产流程改善实施过程及效果
首先对现有的每种产品的工艺过程进行流程程序分析。这里只介绍其中的一种机种IRB6640的工艺过程如表（5）。
通过流程程序分析，可以清楚地看到该机型的所有的工作步骤，然后通过ECRS的方法进行改善如：
1)将不必要的走动时间去除掉（消除），其中大约有490秒的时间为走动时间，而这些时间是由于货架离操作岗位太远，操作工需要来回走动取料。基于这一现状，我们通过调整物料在货架上的位置。
2)对一些重复操作的工作进行合并，如每站配备一些工具小车，并在小车上配备一些小件的物料盒，用于盛放一些常用的螺丝，垫圈，密封圈等等，可以减少操作工每做一台机器就需要到对应的货架上取这些小料。
3)之前由于货架布局的一些问题，有些工作集中在第八站，经过前两步的优化，对于现行的工作时间进行进一步的优化和重排，使其工作变为7站缩短了其工艺流程。
4)对工作过程中进行一些有效的简化。如为了保证扭矩，带扭矩的螺丝枪的锁紧速度会比较慢，通过增加一些自动工具如电动螺丝枪，在最终扭力锁紧前进行预紧，再用带扭矩的螺丝枪锁紧，有效减少了锁螺丝的时间。例如之前有些从其他生产线生产的预装部件是以木托盘方式存放和运输的，操作工每次需要先把预装件摆正，穿上吊带然后用柔性梁将其吊起。这样既费时间又不安全。因此工程师开发了相应的存放车和吊具，既有利于预安装的部件的运输存放，又有利于工人的吊装和安全。
表（5）
从表（6），表（7）以及表（8）可以看出除了IRB6640之外各机型都超过了90%的平衡率，平均的平衡率达到了94.4%，提高了41.5%。人均产量达到了2.43提高了21.5%。当产量达到峰值时，每班可以减少1.5个工人。
2.4 改善后的VSM图
对于实施之后的效果需要绘制改善后的VSM图，作为与改善前的对比：
三总结及展望
通过VSM图的分析，改善的方向就一目了然了。而且，这一方法的适用性和实用性非常强。而且所化的时间比较少，效果比较明显。从而解决了很多企业搞精益生产坚持不下去，效果不明显的问题。
当然本文中对于改善后的一些标准化工作没有在文中赘述。实际上，对于产生良好效果的措施进行标准化文档的建立是相当重要的。它会直接影响到改善之后是否能够保持改善成果。同时，做生产线的改善必须要有现场一线操作人员的参与，因为他们是直接的使用者和收益者，所以他们的建议和想法是最直接和最有效的。
参考文献
[1]张晓飞.AC公司发动机生产流程优化研究[D].南京:南京理工大学.2013
[2]王建刚.W公司WD615油底壳生产线基于价值流的分析改进研究[D].山东：山东大学.2012
[3]郭奎.价值流分析在提升TGA公司生产效率中的应用研究[D].陕西:陕西师范大学.2013
[4]董芳.基于价值流图分析的W公司精益生产流程改进研究[D].上海:华东理工大学.2014
论文作者:孙建忠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第31期
论文发表时间:2018/1/24
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