精益生产在游艇制造过程中的应用研究

陈阳波,张火明,熊 英,黄宁华

(1.中国计量学院 计量测试工程学院,浙江省流量计量技术重点实验室,浙江 杭州 310018;2.杭州华鹰游艇有限公司,浙江 杭州 311311)

精益生产在游艇制造过程中的应用研究

陈阳波1,张火明1,熊 英2,黄宁华2

(1.中国计量学院 计量测试工程学院,浙江省流量计量技术重点实验室,浙江 杭州 310018;2.杭州华鹰游艇有限公司,浙江 杭州 311311)

随着生产规模不断扩大,某公司厂房出现场地管理杂乱、生产效率低、产品品质不佳、订单交付准时率低诸多问题.而合适的管理系统可以帮助决策层及时掌握生产进度等厂房信息,制定相应对策,降低无用工时,减少物料浪费,提高生产效率,增强企业竞争力.在精益生产思想的指导下,参考国内外精益生产实践的案例,结合公司的生产现状,在PC上通过编程软件与Excel数据库的结合,开发了精益生产管理系统.此系统可实现工时的快速追踪管理,以最大可能实现游艇的精益生产.精益思想在运用到实际生产后,取得了一定的经济效益.

精益生产;工时管理;游艇制造

精益生产[1-3]是通过系统结构、人员组织、运行方式等方面的变革,使生产过程中一切无用、多余的东西被精简,最终各方面达到最好的一种生产管理方式.它最早起源于日本丰田公司的“丰田生产”,后来被世界制造业广泛应用于生产实践中,并收到了很好的经济效益.詹姆斯·P·沃麦克在其著作《改变世界的机器》中曾提到“没有精益,戴尔不可能超越IBM;没有精益,丰田不可能取代通用”.

精益生产在国外[4-5]发展的同时,精益生产在国内企业中的应用也得到了发展.司澜和付兴林[6]在长安公司借助ERP等IT系统作为支撑,通过建立一套覆盖生产经营管理全过程的基础管理体和科学有效的绩效考核指标体系,形成一套实用高效的工作方法,进一步降低成本.历红霞[7]以价值流程图为切入口,根据生产线的现状数据,绘制出生产线当前的价值流程图,利用价值流程图分析技术发现当前活动中的浪费现象,然后通过设计生产线平衡、建立看板拉动系统和快速换模技术使车间生产线进一步精益化.精益生产在制造业中得到了长足的应用,在造船业中的应用也吸引了大量的关注与研究.基于精益造船模式概念和技术体系以及工业工程理论知识,李卫华[8]分析了工业工程技术与精益造船之间的内在关系,指出推广应用工业工程是实现精益造船的现实途径.王永良[9]结合精益管理要求,对企业计划管理体系现状进行分析,阐述了计划管理体系编制、运行、控制和支撑存在的问题和改进目标.

虽国内对精益生产的研究已经涵盖各个行业包括造船业中,但大部分都集中应用于大型企业中,鲜有中小型企业.本课题组与游艇公司合作,分析游艇公司目前存在的问题,开发了游艇生产管理系统,实现游艇的精益生产避免“人(员工)和物料无谓移动(搬动)”造成的浪费.

1 精益生产方案

1.1 公司问题与分析

企业生产规模不断扩大,游艇公司原先的生产管理出现大量问题,突出表现为:车间里堆放了大量未包装的部件及不合格品;半成品(WIP)过多;工人停工待料时间较多;生产装配中的浪费较多;仓库库存多(包括成品及零件库存过多).上述种种问题只是表象,其深一层原因可以归结为工时管理方面的问题.工时问题是实现精益生产管理首要解决的问题,故系统重点论述进行解决.精益生产管理系统帮助决策层观测生产进度、掌握产品质量,发现并解决问题,减少人工无用工时,降低水电、煤气等能耗.工时管理系统能避免问题停留在生产线或者生产车间中,实现企业以业务流程优化和重构为基础,将企业的生产过程、物料移动生产活动进行控制和集成化管理.

1.2 工时管理

要做好工时管理,首先了解厂房中游艇的生产过程,如图1.该游艇公司生产的游艇船体由经剪裁车间成一定大小、形状的玻璃钢[10]在模具上铺糊而成.游艇内部装饰在木工车间完成初步制作,再由油漆工人完成喷漆.最后游艇在机电车间中完成游艇电路部分的安装.现行的工时管理过程如图2中3个步骤:生产部制定生产计划,传递给生产车间;生产车间完成特定工序后在生产计划表上进行记录;最后生产部完成工时统计.该工时管理流程在实际生产与应用中暴露诸多问题,如统计的时间过长、统计信息不完全、信息传递落后等.而本系统中的工时管理流程如图3.与图2中的相比,后一种工时管理多了从车间生产现场将工时统计反馈至生产部的步骤.通过这个步骤,生产部就可以根据生产车间实际的生产进度调整

图1 游艇工序图Figure 1 Yacht process diagram

相应的生产计划,实现两者工时信息的同步化,做到生产的同时进行工时统计,可以在一定程度上避免生产部与生产车间在先前工时统计上的一些问题.

图2 旧工时管理流程图Figure 2 Old working hour management flowchart

图3 新工时管理图Figure 3 New working hour management flowchart

工时管理方案分为计划管理与工时管理两个方面.计划管理功能分为计划工时和实际进度两个部分,实现厂房生产计划的管理.计划工时中使用者向系统中输入船型、船号和完成该船型建造的计划工时.实际进度中系统根据具体的工时统

计数据以计算某船型的计算,并与计划工时比较得到船型的完成进度.工时管理是对厂房中各个班组制造游艇的工时进行记录,然后对记录的工时数据进行统计并存入Excel文件中.

2 工时管理系统介绍

工时管理系统基于面向对象编程思想[11-12]采用Visual Studio 2013开发,运用C#和Access数据库[13],主要解决工时信息从游艇生厂车间传递到生产部门的过程.工时信息传递中最重要的工时信息传递媒介是生产部向生产车间发送的派工单.派工单中工时信息的准确性和详细性直接影响后面工时管理与工时统计功能结果的精确性.工时管理的流程如下:制定派工单—工时管理—工时统计.

派工单中包括游艇生产所需的各种详细信息,如船号、完成特定工序的班组与所需零件名称、下达该工序指令的时间与完成和计划工时.零件名与工序号已进行事先的编号与排列.在派工管理界面中输入班组名、船号、零件图号、日期、零件名、计划工时、派工单号和工序号.派工管理界面如图4.待全部派工信息输入完成后,选择班组号与派工单号,系统可将符合筛选条件的派工单信息输出到一个每工时统计表.该文件包含了派工单中所选特定班组—五金组在一天的所有派工信息.

图4 派工单界面图Figure 4 Job order

完成派工单中的生产数据输入后,在工时管理界面中记录工序开始和结束时间的输入、完成工序的作业人员工号、姓名和人数以及工序完成的结果确认人.工时统计时应当避免将一天的中午用餐时间和休息时间记录在内,也不能将加班时间遗漏.故在系统进行工时统计时,将工序工时分为开始时间1(Start1)——结束时间1(End1)、开始时间2(Start2)——结束时间2(End2)和开始时间3(Start3)——结束时间3(End3).开始时间1(Start1)——结束时间1(End1)的第一行表示该工序在早上的实际工时消耗;开始时间1(Start1)——结束时间1(End1)的第二行则表示工序早上的计划工时消耗,与派工单中的计划工时相对应.同样的开始时间2(Start2)——结束时间2(End2)、开始时间3(Start3)——结束时间3(End3)分别是该工序在下午和加班时的夜晚工时消耗.在工时的统计时,设开始时间1(Start1)为T10,结束时间1(End1)为T11.同样的,开始时间2(Start2)为T20,结束时间2(End2)为T21,开始时间3(Start3)为T30,结束时间3(End3)为T31.工序工人数为R,工序消耗工时为Ti,一日消耗工时为Di.则工时消耗Ti和一日消耗工时Di可用公式(1)和(2)进行计算:Ti=R·[(T11-T10)+(T21-T20)+(T31-T30)];

(1)

Di=T1+T2+T3+……Ti.

(2)

完成工序的时间输入后,应当点击“ok”按钮,保存输入的工时信息.工时工序完成后由确认人填写工序完成结果、作业人数和具体作业人员.记录完成该工序的作业人员有助于为日后的质量问题查找相应的负责人,在一定程度上可以提高工人的工作认真程度.点击界面中的“查找Search”按钮后,符合查找条件的工时信息框的底色会变成绿色.在正常的工时完成工序工时信息如图5,图6中则是未在计划工时内完成的工序.

图5 在计划工时内完成工序的工时管理界面Figure 5 Process completed within the scheduled working hour management

图6 未在计划工时内完成的工序工时管理界面Figure 6 Process uncompleted within the scheduled working hour management

图5中,船号A401游艇的泳梯安装工序在2014年9月5日上午07:30—11:30完成,完成工时为4小时.工序完成结果为完成、合格.图6中,船号A402的游艇的泳梯安装工序未能准时完成并在晚上18:00—19:00额外消耗了1小时工时.

最后在工时统计中可以进行班组在一段时间(从选定的开始时间与选定的结束时间)的工时统计,并以同样的方法将统计数据结果输入到每周工时统计表中.工时统计中的检索条件如图6.通过工时管理以上三个步骤,工时管理系统记录了工序的所有工时信息,并可根据具体条件输出至Excel文件中,便于对工时信息的进一步分析与处理.图7中,系统可搜索班组在一段时间的工时信息,并输出至对应的Excel文件.

图7 工时统计Figure 7 Working hour statistics

但在实际的生产过程中,最后的统计总工时往往超过预计工时.这些增加的工时表示在游艇的生产过程中会产生很多异常工时.异常工时是指由于游艇生产过程中的工序变更项目包括设计变更、新增工作要求、设计创新、客观因素、工艺改善等一切船上有别于正常生产的动作所消耗的工时.

3 总 结

本文通过精益生产方式,依据精益思想,以精益生产理论为工具,对游艇公司生产现状进行分析,在公司推行精益生产,重点解决企业工时管理问题.本文就工时问题给精益生产带来的限制进行分析和讨论,通过建立工时管理系统进行工时管理,在一定程度上提高工时管理效率,达到改善车间生产现况目的.相较于以前的精益生产应用实例,本次精益生产在游艇制造过程中的应用实现了游艇生产整个生产链的联动协调与信息沟通,避免工时浪费;开发出可扩充式游艇厂工时管理系统,它能根据企业发展及时升级更新.本系统已在该游艇制造公司使用一段时间,已取得初步成效.然而,公司精益生产的实施仅仅只是开始,仍处于精益生产的初级阶段.现在精益生产方式主要通过管理层推行,基层员工对它并不是很了解,因此需要加强员工的精益生产意识.

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Application of lean production in the yacht building process

CHEN Yangbo1, ZHANG Huoming1, XIONG Ying2, HUANG Ninghua2

(1. Zhejiang Provincial Key Laboratory of Flow Measurement Technology, College of Metrology and Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China; 2. Hangzhou Sino-Eagle Yacht Co. Ltd, Hangzhou 311311, China)

With enlargement of the production scale, messy on-site management, poor production efficiency, bad product quality, low timely delivery of orders and many other problems could appear in a company’s plants. An appropriate management system can help decision-makers handle the production schedule, take appropriate countermeasures to reduce useless work hours and material waste, improve production efficiency and enhance the competitiveness of enterprises.Under the guidance of lean thinking and the reference case of lean production practices in China and abroad and combined with the company’s production status, a lean production management system was developed through programming software and Excel databases. The system could realize fast-track work management to achieve the best product’s lean production. After the application of the lean production, the company achieved certain economic benefits.

lean production; working hour management; yacht building

1004-1540(2015)02-0188-06

10.3969/j.issn.1004-1540.2015.02.012

2014-11-25 《中国计量学院学报》网址：zgjl.cbpt.cnki.net

浙江省自然科学基金资助项目(No.Y14E090034),浙江省青年科学家培养计划项目(No.2013R60G7160040).

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