多品种、小批量的新产品制造资源的高效利用

张振夫， 芮晓霞

（常州南车汽车零部件有限公司，江苏常州213011）

0 引言

对于加工制造企业而言，制造资源是有限的，如何将现有的资源高效利用，实现效率最大化是众多企业追求的目标。针对这一生产诉求，企业ERP管理软件、ERP软件之所以通用，是因为它抓住了制造过程的基本特征和处理流程，并将这些特征和流程固化在应用软件中［1］，精益化生产理念应运而生，为批量生产的制造资源高效利用提供了众多方法。但针对多品种、小批量的生产要求，批量生产模式下的方法很难奏效。

在多品种小批量生产条件下，企业所生产的产品的品种多，每个品种的产量很小，基本上是按照用户的订货需要组织生产；产品的结构与工艺有较大的差异；生产的稳定性和专业化程度很低［2］。笔者根据多年新产品的开发经历，总结了制造资源的高效利用方法，并对措施的实施效果进行了验证。

1 多品种、小批量的制造资源优化

1.1 专用资源，专人生产

为了避免对量产的资源使用中断，减少不增值活动环节，采用专用的加工资源、检测资源、生产人员、固定的开发团队，使生产过程更加柔性，有效避免不必要资源使用变更。比如，涡轮增压器零部件，相似的涡轮壳或中间体产品在生产过程中的使用工位器具相似程度很大，使用相同的加工设备、检测设备、生产人员、检测人员进行生产，提高了设备适应性和人员的熟练程度，减少人为出错率，避免重复性生产检测，大大提高了生产效率。

1.2 需求糅合，减少重复性资源占用

当前汽车型号更新加快，对于主机厂为了使产品性能最优，多个产品型号需同步开发试验，这样就需要供应商随时生产出满足其开发进度的零部件，以备试验验证使用。基于该种情况，供应商需要根据客户的订单需求，统筹内部资源，进行订单糅合。

1）不同交付时间。把客户需求的总订单进行集中生产，通过一次生产资源的协调、占用完成多次的订单需求，大大降低了铸件的重复制芯、组芯、浇铸、打磨、热处理、检查检测等活动，同时机加工的程序导入，尺寸检测数量，检测设备的占用时间也成倍地下降。

2）相同铸件，不同机加工。通过进行图纸对比，对于同一铸件的不同机加工产品进行统一生产。由于同一铸件的铸件基准是相同的，而对于不同的机加工产品，仅作机加工程序的切换即可，无需更换加工夹具进行生产，大大减少了夹具切换的时间。在检测过程仅需要增加对不同位置尺寸的确认即可，减少了重复资源的占用。

3）分工序生产。在一定程度上，汽车零部件产品是基于平台进行更新换代的，因此这给零部件的制造过程中优化生产提供了捷径。相同功能、不同型号的产品进行分工序生产，如3个型号的零件同时有订单需求，都是由相同或相似的加工过程来完成，这样就可以进行相同部分同时加工，相似部分分开加工。如车床尺寸完全一致，则同时来完成，加工中心工序则需要分别进行生产，装配清洗过程相同则同时进行，同时进行过程中不需要进行资源的切换。这种办法在实际制造过程中对资源的依赖最小，可以使资源得到最大限度的优化配置。

1.3 生产前资源需求细化，点检

在生产制造前期，建立资源需求点检库（见表1），对于目前已经发生的并给项目带来负面影响的风险进行等级划分，并加入风险库中进行点检；图纸评审点检表，对项目评审内容进行定义，预防评审过程的缺项风险；变更&改制评审点检表，监控改制过程存在的风险，保证变更过程的闭环实施；项目开发策划及验证APQP点检表。这些环节将使得生产过程中突发情况减少，过程质量、过程控制稳定。多品种、小批量生产对工艺一次上机合格率要求高，设有较大的工艺调节余地，当生产中出现工艺和质量问题时将对生产过程造成较大的影响［3］。

1.4 每次生产建立小批量的库存

根据项目类型、零部件的功用以及开发经验，推断在整个新产品开发的过程中大概的需求次数及数量，适当地建立新产品的库存。根据内部成本计算，对于单个零件而言，在随订单生产过程中多生产10件左右建立小批量库存，该过程所导致的成本增加远比重新组织一次生产所需的成本低，一旦客户有新需求，可直接满足发货要求，资源占用极少。

表1 项目开发过程点检表

1.5 加强与客户沟通

在新产品开发过程中，与客户的沟通是关键而重要的，有效地保持沟通使客户的需求及供应商的期望清晰且具体。对于客户的订单需求，需在接收订单后与客户沟通，近期是否有相同产品的需求以及相类似的产品需求，以便更好保证交期，同时核对零件版本，结合当前建立的库存评估是否可直接满足发货。如果零件版本发生变化，则评估变化影响，通过占用较少的资源进行产品变更生产，满足客户需求。

1.6 建立经验教训库

记录每次新产品试制生产过程中发生的质量问题、技术问题及对应解决办法，为后续样件的开发提供警示参考，避免同类问题再次发生，提高成功率，减少资源浪费，见表2。对于制造过程中好的方法及成功经验，进行内部分享，减少工序加工、搬运、检测时间，优化资源配置。利用运营阶段的成熟产品进行新产品制造的节拍优化，实现一次就把事情做好的目标，为后续的新产品生产赢得时间。

表2 新产品开发经验/教训汇总

1.7 快速反应

对于制造型企业，现场的制造环节永远是企业的产值和利润中心。由于是新产品的开发过程中有多种不确定的因素，任一要素都可能导致制造过程中断。制定快速反应机制来及时有效地反馈问题、解决问题、新计划的实施，避免积压问题，导致资源占用。分别由生产人员、班长、调度、工程师、主管经理、生产副总、总经理在一定的问题周期内逐级处理及汇报。

2 应用效果分析

对于多品种、小批量、交期紧的新产品生产制造，结合上述提到的方法，在2013年，上半年月订单平均为1788件，下半年月平均订单为2 325件，在月平均订单数量增加30%的前提下，产品的交样周期大大缩短，由上半年的34.34 d缩短至23.81天，交样周期缩短了30.66%，见图1。其中制造资源的实际占用时间由上半年的5天缩短至3.1 d，降低了近40%。

交样周期的有效缩短，直接反映在制造资源占用的减少，仅从机加工设备占用来统计，2013年下半年，在新品订单数量略有增加的条件下，共节省资源折合成人民币近 620余万元（1.9 d×19.5 h×60 min×351个×4台设备×2元/min=624.2万元）。

图1 项目平均试制周期及交样数

3 结语

在单一品种、大批量的生产模式下，生产中的各要素固定，生产效率的最大化可以实现，且产品的质量也可以得到有效的保证。而在多品种、小批量的生产条件下，由于涉及到的人机料法环测的因素多样及多变，使得生产效率低下，过程中问题不断，导致资源利用中断。通过对上述资源优化方法的实践及验证，使得在多品种小批量的生产需求下，制造资源能够得到大幅度的提升，节省下来的资源可以为企业引入新项目带来了更大的机会。

尽管上述方法的实施验证在制造资源的优化上有了很大的提高，但是多品种小批量的生产模式还是使得大批量生产的资源得到一定的中断，笔者将会研究建立统一的生产模式或接口来降低多品种生产条件下带来的影响。

［1］ 李伟.多品种小批量的生产计划管理［J］.电子世界，2014（1）：17-18.

［2］ 蓝伯雄.企业资源优化模型系统的实现方法［J］.计算机集成制造系统电子世界，2009，15（9）：1708-1714，1720.

［3］ 何奕中，张明.精纺多品种小批量产品的生产特点及质量控制［J］.毛纺科技，2009，37（12）：29-31.