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精益生产在机床制造业中的应用案例

2019-08-28 14:47
引言:精益生产思想的重要性及其特点,分析了某锻压机床股份有公司生产系统的现状及存在问题,运用精益生产思想提出了几点改善意见,并取得了较好的效果。

   企业行业:锻压机床

   公司介绍: 

  某锻压机床股份有限公司系原机械部压力机的定点专业生产厂家,产品有:机械压力机、高速冲床、肘杆压力机、精冲机、热模锻、粉末成形压力机、冷锻压力机、多工位压力机等。国家重点高新技术企业,国家火炬计划数控金属板材加工设备产业基地骨干企业,国家技术进步试点企业等。公司是AAA资信等级企业,行业中率先通过IS09001质量体系认证,拥有良好的经营环境和高素质的专业人才队伍,集中了一批从事本行业并拥有丰富经验的各类专业人才,现有职工1000余人,大专以上学历占70%。秉承60年的专业技术积累和制造经验以及优秀企业文化,凭借卓越、团结、创新的人才团队,竭诚为客户提供一流的产品和周到的服务。
 

       项目背景

  高效、准时、灵活地制造出合格产品或提供满意服务是当今企业生产运营追求的目标。国内外企业通过实施精益生产和企业价值流的改善,各种精益生产工具的使用,消除一切浪费,降低生产成本,提高产品质量,减少库存控制,缩短交货周期,快速相应客户需求,从而达到客户满意度的最终实现;同时通过精益生产在企业的实施,建立和健全企业内部管理,打造企业文化,提升领导力及生产技术;并通过员工培训和发展,培养员工对企业的忠诚度,最终实现企业的核心竞争力的提升。

  随着世界经济的快速发展,中国已成为了世界的制造中心。机械制造业作为国家重要的经济支柱行业,在我国的国民经济中有着十分重要的作用。然而随着社会主义市场经济的逐步完善,我国的机械制造企业所面临的市场竞争也变得越来越激烈。要能够在日趋激烈的竞争中获得较好的发展,使自身的竞争力得到增强,就需要认清企业当前面临的问题,并找出解决的方法,而精益生产思想无疑为增强机械制造业的竞争力提供了可行的方法。

 

    精益生产思想的特点

  精益生产(LeanProduction,LP),又称精良生产,其中“精”表示精良、精确、精美,“益”表示利益、效益等等。精益生产就是以企业利润最大化为目标,及时制造,消除原料采购、储运、生产、包装等生产环节中的一切浪费。

  精益生产利用传统的工业工程技术来消除浪费,着眼于整个生产流程,而不只是个别或几个工序。精益生产与批量生产方式相反,追求工序间在制品、半成品的零库存,但它并不是强行把工序间的库存减少;也不能主要依靠传统流程的机群式布置,因为这种流程工序间的距离太远,物品传递实行单件传递是不现实的。因此它强调价值流的流动,运用这一个流的流动,把设备根据这个流的流动方向按加工工序的顺序进行布置,从而大大缩短工序间的距离,减少了搬运,使得实现工序间在制品、半成品的零库存成为可能。

  精益生产方式既是一种以最大限度地减少企业生产所占用的资源和降低企业管理和运营成本为主要目标的生产方式,又是一种理念、一种文化。实施精益生产方式就是决心追求完美、追求卓越,就是精益求精、尽善尽美,为实现七个零(零切换浪费、零库存、零浪费、零不良、零故障、零停滞、零事故)的终极目标而不断努力。

  生产系统现状及问题

  某锻压机床股份有限公司经过近60年发展成为在中国享有盛誉的普通压力机、高速冲床、肘杆压力机、多连杆压力机、多工位压力机、级进模压力机、精冲机、热模锻、粉末成形机等锻压成套设备产品的制造商。每年生产各式压力机几千台,每台机床的组成零件少则一千、多则达到上万,其生产计划及物料采购计划均是依据公司内部销售及库存状况,根据各类产品ERP系统运行的结果,下达部件生产计划和采购件的采购订单。但是,客户需求的变化,导致装配计划的不确定和生产周期的不确定性,这种生产管理导致了很多问题。

  生产周期过长

  通常意义上的生产周期,由搬运时间、产品加工时间、检查时间、装配时间、滞留时间等几方面决定。在生产实施过程中,由于生产前道部门计划匹配程度和零部件采购的及时到货率影响,无法按预定计划完成生产任务。另一方面,每台机床的组成零件少则一千、多则达到上万,一站式的装配方式,所有物料堆积、混乱,导致在装配过程中找不到物料、用错物料的现象时有发生,严重影响机床装配按期完成。

  制造成本高、生产现场浪费严重

  采用一站式的装配方式,是典型的推动式生产管理模式。根据装配计划,在所有的生产物料开始组装前,内部加工及外协加工的床身部件、滑块部件、电气部件、钣金部件根据同一个计划完成组装;采购物料,包括高价值的控制系统元器件一起采购到位,而实际使用时间,根据装配工艺,前后需求时间在半个月以上。不但需要大量库存资金和库存空间,同时由于产品设计更新、出错或质量问题,导致批量零件的返工、报废;精益生产的七大浪费在公司内部无处不在;另外大额在制品资金被占用(主要表现为机床完成后,由于客户自身原因长期不提货),形成了较大的运营成本压力。

  生产组织困难,效率低下

  由于机床的生产装配中,整个生产计划节点的分解程度较低,作业计划只是控制大的节点项目,对于交叉项目、细小项目、边缘项目仅仅靠部门内部自我控制、调节,由此造成生产过程中工序大量等待,同时瓶颈工序问题,在生产计划实施过程中,经常需要人员跟踪、调整。

  生产过程和质量控制缺乏有效管理

  锻压成套设备整体结构复杂,由数千个零件组装而成,在生产过程中特别是细节之处的忽略往往会严重影响产品的最终质量。一站式的装配方式势必需要员工掌握更多的技能,能同时完成机械、液压、电气等装配,但由于员工内部培训及上岗考评体系尚不完善,往往会导致生产过程和人员操作的随意性,导致过程监控缺失,生产过程和质量表现不受控。质量检测人员对于产品检验,难以发现质量问题,而一旦发现质量问题,就需要花费大量的人力、物力去解决这些质量问题。
 

  精益生产思想具体运用措施

  优化细分机床装配工位设计

  根据机床结构图纸的设计要求,认真分析各工位内容,根据装配的工艺流程,尽量使各工位内容为单一工种,尽量平衡各工位的节拍。以某机床为例,优化分为十六个工位。

  工位一:机身横梁主轴部分各零件的装配,包括支撑轴承游隙的调整;

  工位二:机身底座各零件的装配,包括初期油、气管路的布置;

  工位三:机床滑块各零件的装配;

  工位四:机身底座与机床滑块与底座组装;

  工位五:机床连杆导柱部分、飞轮部分、主电机部分各零件的装配;

  工位六:机床润滑站的装配,包括油路管路的布置、过滤器安装等;

  工位七:机床电控部分的装配,包括电控柜、移动按钮站电路布置;

  工位八:机床横梁的拼装,包括连杆导柱与横梁主轴组装、飞轮与横梁主轴组装、离合制动器与横梁主轴组装、主电机部分与横梁主轴组装;

  工位九:机身横梁组件与机身底座组件的拼装,包括利用四根拉杆对机身的固锁;

  工位十:机床整机外部喷漆;

  工位十一:机床液压系统、润滑系统、气路系统的管路后期布置完善;

  工位十二:机床曲轴旋转角度编码器、机床滑块装模空间高度显示器、电气控制系统的联结安装;

  工位十三:机床外部防护罩各钣金件的安装;

  工位十四:机床调试及空运行;

  工位十五:机床几何精度检测、机床外部标识标签的安装;

  工位十六:机床出厂最终检测及包装随机附件。
 

  工位BOM设计

  BOM(Billofmaterial)即物料清单。由于节拍工位的物料存储空间有限,现场不可能储存太多的物料;物料仓库配送根据整机BOM不能为工位主动配送;仓库的存储模式无法应对小批量、多批次的配送;装配人员需要进行频繁的找料、拣货和转运。相比较原来一站式的装配方式,原来的整机BOM必须分割,根据工位的作业内容,完善工位BOM。物料BOM包含如下信息:物料代码、物料名称、物料描述、使用数量、库存位置及使用工位,方便物料配送人员在最短时间内找到相应的物料并配送至相应的工位。同时工位BOM可以方便装配人员根据作业指导书,完成本工位的装配任务,检查是否存在漏装、错装。

  建立目视化的作业指导书

  作业指导书是装配操作工的操作标准的正确的指导文件。装配作业指导书基于装配技术要求、工艺文件而制成。指导书应对装配的每一步骤的作业内容、工艺要求、作业标准、作业记录、质量控制、操作工总等方面作出描述,规范操作工的操作流程。任何操作工根据作业指导书完成的工作内容和工作质量都是相同的。作业指导书的编制应遵循5W1H原则,即:Where(作业指导书使用的场合)、Who(作业指导书适用的人员)、What(工作内容和工作布置)、Why(作业的目的)、When(什么时候做)、How(作业步骤)。同时,作业指导书的编写还应注意以下细节:工艺要求应与作业指导书要求一致;只描述本工位的工序内容;细化步骤、简化要求;多用图片,少用文字描述。

  工位质量检测

  由于机床整体结构复杂,在整机装配完成后很多项目无法检测,特别是内部精度、机械部件装配的清洁度等。而且在后期检查发现的质量问题,需要返工或返修,往往需要拆解大量的零部件。为了实现过程质量控制,强化质量过程落实,并完善质量检验记录及关键零部件的可追溯性,落实制定了以下措施:

  (1)发现质量问题,第一时间处理。生产一线人员发现质量问题后,与过程质量检验人员查找问题,落实处理措施,同时将信息传递至生产管理会。生产管理会对现场的质量问题落实责任人及整改措施,并在每周的质量管理会上跟踪落实。

  (2)明确工位工作内容,建立工位检查表。员工在装配工作中,按工位作业指导书和机床工位检查记录表,逐项检查。对螺栓扭矩、液压管路等检查完成后,做好标识,方便质量专检人员和后道工序确认。并在工位工序推移前,对每一工位完成的质量记录,由质量人员和部门主管签字确认,检查记录表随机床一同流转。并在机床完成入库后,同一归档管理。

  (3)重点精度重点控制,实现可追溯性。对严重影响机床质量和使用寿命的零件及作业过程,如床身、主轴等记录流水号,编制专项的精度记录表。

  (4)员工考核上岗和技能培训。装配一线员工严格执行考核上岗原则,新进公司的员工在公司指定的培训部门,经过理论、实践操作培训考核通过后,由用人部门在指定工作岗位开始实习操作,在实习期间不允许独立完成操作,所有的操作必须在有培训资格的员工指导下完成。经过三个月的实习培训,进行岗位业务测试,主要包括岗位操作、检验记录、工序质量标准等,每项考核该员工必须达到满分后才能正式上岗操作。
 

  推行6S目视化管理

  6S目视化管理是现场管理的第一步,进一步规范生产现场的6S活动,逐步建立有序、顺畅、高效的生产作业环境,促进现场管理工作更上新台阶,确保公司精益管理工作的不断深入落实。
 

  精益生产的实施效果

  精益生产的实施,节拍化的生产,大大减少了公司内部的浪费。首先员工等待物料、解决质量问题及返工现象明显减少。其次通过目视化管理和工位目视化配料,员工不需要花费大量的时间去寻找物料、工具,作业时间的利用率大大提高。同时目视化的作业指导书和员工的培训的加强,使员工能迅速掌握装配线上不同工位、不同产品的切换。
 

(本案例来自张驰精益智造咨询公司,由于涉及隐私问题,本案例不一定为完整版本,可能部分省略,敬请谅解!)
 

【拓展阅读】

       精益生产关注效率、成本、交期。六西格玛管理流程、质量、过程波动。

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