基于价值流图析技术的精益改善

李 坤 周 秋 陈 春（惠州市金百泽电路科技有限公司，广东 惠州 516083）（深圳市金百泽电子科技股份有限公司，广东 深圳 518000）

基于价值流图析技术的精益改善

Paper Code: S-047

李 坤 周 秋 陈 春
（惠州市金百泽电路科技有限公司，广东 惠州 516083）
（深圳市金百泽电子科技股份有限公司，广东 深圳 518000）

面对日益激烈的市场竞争,精益生产作为一种提高质量降低成本的管理方法正受

精益生产；价值流图；改善

1 前言

精益改善是利用现有的设备、人员、材料，通过对现场布局、作业方式、物流配送的优化，以达到提高效率、降低劳动强度、提升产品品质的目的。精益改善是精益生产在微观生产领域里行之有效的办法。只有在生产过程中的每一环节做到最优、最简，才能使整个生产系统形成精益生产模式。

近年来，随着国内印制电路板（PCB）行业的迅猛发展，公司的生产经营规模也得到了很大的提高和改善，企业产值连年攀升，但公司利润并未见同步增长，为了提升企业在市场中的竞争力，公司决定引入精益生产理念，运用价值流图析技术对其中的某些生产系统进行精益改善，从而减少浪费、提高效益，增强其竞争优势。

价值流图析是将现场观察到的生产流中物料和信息的流动情况用简图描绘下来， 图中用增值时间和周期时间表示时间线片段，用于生产过程中的时间分析，增值时间是指产品处于加工状态的时间，周期时间是指该工序的总时间，从来料至交付。通过对其进行分析找出不增值的原因，进而提出改进方案。价值流分析注重在一个产品的价值增值过程 ，剔除不创造价值的过程，避免时间、人员和物料等资源的浪费。价值流管理就是先绘制价值流图，通过对价值流图分析来发现并消除浪费、降低成本，提高企业的生产效率。

2 工艺流程分析

工艺流程分析是为了弄清产品的整个生产加工过程，也是实施精益改善的基本前提。通过对公司整个生产流程进行分析，我们可以得到如图1的高阶价值流图。

图1 部分生产线高阶价值流图

根据图1的高阶价值流图，可绘制出各工序的周期时间柱状图，见下图2，图2中横轴是工序名称，纵轴代表周期时间，单位为分钟。

从图1可知，层压工序的周期时间明显比其他工序周期时间长很多，因此需要展开流程的梳理。

3 层压工序价值流图分析与改善

3.1 层压工序价值流现状分析

价值流图析是将现场观察到的生产流中物料和信息的流动情况用简图描绘下来，并对其进行分析找出不增值的原因，进而提出改进方案。价值流分析注重在一个产品的价值增值过程 ，剔除不创造价值的过程，避免时间、人员和物料等资源的浪费。

层压工序主要是将铜箔（Copper Foil）， PP胶片（Prepreg）与棕化处理（Oxidation）后的内层线路板，通过热压的方式压合成多层板，压合后再钻孔沉铜，就能实现层与层之间的电气互连。层压工序的加工过程从来料接收、棕化检板、PP开料、冲孔、叠板、热熔铆合、开铜箔、排版、回流线、热压、冷压、拆板撕边、测板厚、打靶等多道工序，每道工序都有严格的工艺要求。

首先对该工序进行详细的观察和测量，测出层压工序各操作单元的加工时间。

按公司的实际情况，绘制出层压工序的价值流现状图，如下图2。各工位间的右向箭头表示推动生产，两种信息流用不同方式的细线 箭头表示（直线表示人工信息流，折线表示电子信息流）。

从图2中不难发现，层压工序的增值时间为22080s，而该工序的周期时间为33060s，增值时间仅约占全部时间的66.79%。如果只是从是否增值的角度考察企业的生产过程，很显然这样的增值比例表明企业习以为常的运营方式中存在一定的浪费。除此之外，由层压工序的价值流现状图还可以看出，公司的生产线是典型的推动式生产线，其生产过程势必存在等待、在制品库存过大和迂回搬运等浪费活动。层压工序价值流现状图中所暴露出来的问题，很大程度上影响到了公司的市场竞争力，并成为其精益生产道路上的主要障碍。因此，层压工序的精益改善势在必行。

图2 层压工序的价值流现状图

3.2 层压工序改善方案

由层压工序的工艺流程及价值流现状图的分析可以看出，层压工序主要存在些问题：（1）棕化前的待产比较多；（2）棕化与PP开料串联影响周期时间；（3）FMEA项目不足；（4）叠板效率没有标准；（5）拼板搭配有待提升；（6）排板用的钢板数量不足；（7）层压设备利用不足；（8）出勤未与产出挂钩。

根据层压工序存在的问题，应用精益生产有关理论和方法，提出具体的改善方案。

3.2.1 棕化流程分析与改善

棕化的目的主要是增强内层铜箔表面的粗化度，进而提高环氧树脂与内层铜箔之间的结合力。另一方面，通过在裸铜表面产生一层致密的钝化铜层，以减少层压时高温高压条件下液态树脂中胺类对铜面造成的不良氧化或其它污染。 棕化流程又分为七个作业单元：（1）看计划、确认进度，工序时间为300s；（2）寻板件，工序时间为60s；（3）拉板件，工序时间为60s；（4）放板件，工序时间为1200s；（5）棕化工序时间为420s；（6）接板工序时间为1200s；（7）搬运工序时间30s。

其中，1-4作业单元会影响棕化前等待放板时间，为此，可通过目视化管理，贴上交期标识，根据不同交期将板料放在指定区域，由班长做规划，放板人员执行，放板人员根据交期拉板件放板，这样可以减少看计划、确认进度、寻板件时间，以降低棕化前等待放板时间；对放板和接板作业单元，我们可以指定作业指导书，使其时间标准化。在搬运作业单元，由于L型车与接板处存在高度差，员工弯腰多，需调整L型车高度，使其成直角布局。

3.2.2 叠板流程分析与改善

叠板流程主要是将PP片与电路板对位固定，可划分成八个作业单元：（1）拉料，工序时间为60s；（2）看流程卡工序时间为30s；（3）拉料工序时间为90s；（4）叠板工序时间为2340s；（5）搬运工序时间为30s；（6）铆合、热熔工序时间为1800s；（7）预叠工序时间为1200s；（8）搬运工序时间为60s。在拉料部分，棕化与PP是开料串联的，这样会影响周期，可改善为PP开料后拉板，串联改为并联，可使等待时间降低0.5h；叠板由于看档案号信息时间久，建议将档案号调大；铆合、热熔可调成多批次转工，加快流程，以降低等待时间；在预叠部分，叠板暂存超1H需内部调整人力及管理人工效率，指出需由后工位发出。

3.2.3 排板流程分析与改善

排板是将已叠好的板，排板可划分为五个作业单元：（1）拉料，工序时间为30s；（2）开铜箔，工序时间为180s；（3）准备底盘、钢板、牛皮纸，工序时间为60s；（4）排板，工序时间为4320s；（5）出板，工序时间为720s。拉料时，可加快转工频率，以提升整体流速；叠板时与开铜箔同时进行，可降低等待时间；钢板数量的不足，会影响到排板，进而增加设备的闲置时间，对钢板数量进行评估，确定合理的钢板数量，降低钢板不足的设备闲置。在排板和出板部分，制定出操作标准，张贴工位上，并对员工进行培训，在就餐时间时进行连续作业增加储料架库存，提升压机利用率。

3.2.4 层压工序分析与改善

层压工序主要是将铜箔（Copper Foil），PP胶片（Prepreg）与棕化处理（Oxidation）后的内层线路板，通过热压的方式压合成多层板，该工序可划分为六个作业单元：（1）调程序，工序时间为60s；（2）拉料工序时间为180s；（3）进炉工序时间为120s；（4）压合工序时间为10800s；（5）拉料工序时间为180s；（6）板子回流工序时间为1800s。在压合部分，无料待机时间久，导致设备闲置，钢板数量的不足也使得待机时间久，应提升排板叠板人工效率，并对钢板数量进行评估，使储料架上有铜板上压机。

3.2.5 X-RAY工序分析与改善

X-RAY工序可划分为六个作业单元：（1）板件暂存区，工序时间为1200s；（2）拉料，工序时间为30s；（3）校正，工序时间为120s；（4）输入数据，工序时间为60s；（5）打靶，工序时间为1200s；（6）转序工序时间为120s。在板件暂存区，将板件按优先顺序摆放，并贴上标签；在拉料时均衡转工，严禁卸料批量转工；打靶作业制定作业操作标准（拿板、调程序等动作），张贴工位上，并培训工人。

3.3 层压工序价值流未来状态图分析

经过一系列的改善后，层压工序的未来价值流图如图3所示。

将改善的问题点和改善方案进行汇总，可以得到如下表1的优化检讨结果。

图3 层压工序未来价值流图

4 改善效果

通过前期全面的调研以及对各个方面进行的分析、讨论，最终确立了改善的方案。在各相关岗位和改善区员工的配合下改善，方案得到了很好的实施，最终取得了良好效果。

对比价值流现状图和未来状态图，可以看出，经过一系列措施，改善前后的对比数据如表4.1所示。其中，增值比=增值时间/周期时间×100%，则：改善前增值比=22080/33060×100%=66.79%；改善后增值比=23180/28180× 100%=82.26%。

从表2看出，整个生产周期都有了明显的改善，增值比提升了15.47%。

5 结论

实现精益生产管理，最基本的一条就是消除浪费，本文利用价值流图找出层压工序中存在的问题，继而应用精益生产的有关理论和方法进行改善，最终使层压工序的生产得到优化，整个生产线变得顺畅而紧凑，生产

表1 层压流程优化检讨结果

表2 改善前后对比

精益改善作为在微观领域内推行精益生产一种的方式，是从现场实际出发，应用一些专业工具和方法对一些不合理、不方便、不必要的问题或现象进行改善。改善的目的就是降低成本、提高效率、缩短生产周期，在工序内保证品质并降低一线作业员的劳动强度。本次精益改善活动对推行精益生产具有一定借鉴和指导意义。

[1]迈克·鲁斯,约翰·舒克. 价值流图析[M]. 人民交通出版社, 1999.

[2]刘胜军. 精益生产——现代IE[M]. 海天出版社, 2003.

[3]王建罡. 精益生产在制造企业中的实施研究[J]. 华中科技大学工商管理系, 2008.

[4]李文杰,徐克林. 基于价值流图析的精益生产研究[J]. 机电设备, 2009(1).

李坤，精益革新部主管，多年PCB精益管理经验。

Lean improvement based on value stream mapping

LI Kun ZHOU Qiu CHEN Chun

In face of increasingly fierce market competition, as a better quality, lower cost management method, lean production draws more and more attention. This paper mainly uses the value stream mapping technique to analyze the PCB laminating production lines, in order to effectively improve the production cycle, work in process inventory and value-added time etc., so as to eliminate waste, reduce costs, optimize allocation of resources, improve level of operation management purposes.

Lean Production; Value Stream Mapping; Improvement

TN41

A

1009-0096（2015）03-0224-05

到越来越广泛的关注。本文运用价值流图析技术对PCB印刷电路板层压工序生产线进行分析研究,使该产品在生产周期、在制品库存及增值时间等方面得到有效改善,从而达到消除浪费、降低成本、优化资源配置、提高运作管理水平的目的。