精益生产在医疗设备制造企业的应用研究

赵川

摘要： 本文针对国内医疗设备制造企业普遍存在的生产水平落后的问题，选取M公司血液分析仪生产部作为研究重点，通过运用价值流分析、工序产能平衡分析、流程程序分析、人机作业分析等工具，发现生产现场存在的浪费。然后，运用精益生产的理念与工具对整个生产部门进行改善，最后取得良好的效果，为其他医疗设备制造企业推进精益生产提供了理论与方法依据。

Abstract： This paper aims at the problem of low production level of medical equipment manufacturing enterprise in China. In this paper， the manufacturing department of hematology analyzer in M company is chosen as the object of study. Through Value Stream Analysis， Process Analysis， Capacity Balance Analysis and Man-Machine Analysis， the wastes are founded in the production site. Then， by applying the tools and concepts of lean production， good improvement effects are obtained. This improvement process provides theory and method for other medical equipment manufacturing enterprises to apply lean production.

关键词： 精益生产；医疗设备制造；应用

Key words： lean production；medical equipment manufacturing；application

中图分类号：F274 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0247-04

0 引言

精益生产（Lean Production，简称LP），起源于日本丰田汽车公司的准时制生产（Just in Time，简称JIT）。在精益生产的长期发展过程中，出现了诸多名称，如丰田制造系统、零库存生产方式、广告牌系统、世界级制造、连续流制造（IBM公司）、准时制造等[1]。1990 年美国麻省理工学院在名为“国际汽车计划（IMVP）”研究项目中，通过对全球90 多家汽车制造厂的考察、研究，在《改变世界的机器》一书中将其概括为精益生产，并于1994 年提出了精益企业的概念，1996 年将这一系列的理论和方法归纳为精益思想。精益生产在演进过程中已经形成了较为完整的体系，并随着研究的深入日臻完善[2][3]。进入21 世纪以来，随着市场需求不断向多样化、个性化的方向发展，产品的生命周期越来越短、成本也随之越来越高。这就要求制造型企业运用精益生产来提升企业的竞争力[4]。

纵观有关精益生产的研究与实践，能够较好推行精益生产的企业大都集中于电子、通信、汽车等少数大批量生产式的行业[5]，而在以多品种小批量生产方式为主的医疗设备制造领域则应用较少。医疗设备是医疗、科研、教学、机构、临床学科工作最基本要素，它是不断提高医学科学技术水平的基本条件，也是现代化程度的重要标志。随着我国逐年快速递增的老龄化人口和不断增强的健康意识，医疗设备也越来越引起人们的关注。我国的医疗设备制造企业起步晚、底子薄，普遍存在规模小、制造水平落后、生产过程浪费多等问题，迫切需要应用精益生产提升医疗设备企业的制造水平[6]。

本文以深圳M公司为例，运用精益生产的相关理论分析其血液分析仪生产部存在的问题，针对各个问题实施精益改善，最终取得良好的效果，减少了企业生产中的浪费，提升企业竞争力，为我国其他医疗设备制造企业推行精益生产提供了一个参考范例。

1 精益生产概述

1.1 精益生产的定义

精益生产是精益思想在制造业中的具体应用。它的焦点在于如何消灭企业各个环节的浪费；其概念可以被定义为：在从客户取货到产品源头的整个流程中识别并消除浪费，使之日臻完善的一种系统方法；其实质是要消除无附加价值的劳动，消除超额使用资源而产生附加价值的劳动，以最小限度使用资源而产生附加价值[7]。

1.2 精益生产的核心思想

精益生产的核心思想在于“消除浪费”和“持续改善”。精益生产的运作原理可概括为：价值-价值流-流动-拉动-完善。价值：从客户的角度来确定创造价值和非创造价值的环节；价值流：从原材料转变为成品，并實现价值增值的全部活动；流动：使价值流流动，并不断排除干扰、等待、绕流、回流和废品等造成的浪费；拉动：由客户需求来拉动价值流，并能迅速对变化了的需求做出响应，及时供货；完善：持续改进，不断消除发现的浪费，追求尽善尽美[8]。

2 精益生产在M公司血液细胞分析仪生产部应用

2.1 M公司血液细胞分析仪生产部简介

M公司成立于1991年，总部位于深圳，目前是世界领先的医疗设备与解决方案供应商。M公司血液细胞分析仪生产部成立于2003年，经过十几年的发展，已经成为中国最大的血液细胞分析仪生产基地。产品范围涵盖：三分群血液细胞分析仪、五分类血液细胞分析仪、血液分析流水线、流式细胞仪、糖化血红蛋白分析仪等五个产品大类几十种产品。

2.2 血液细胞分析仪生产部问题分析

目前血液细胞分析仪生产部占地面积超过4000平米，员工数量超过100人。经过十几年的高速发展，生产部门内部积累了大量的问题，普遍存在着诸如：产品生产周期时间长、员工作业中浪费多的问题。本文应用价值流分析、工序平衡分析、人机作业分析等分析方法对该部门进行了综合的问题分析。

①价值流分析。血液细胞分析仪产品生产流程经历八个主要的生产步骤，如图1所示。

基于产品生产流程绘制产品从原材料仓库到成品仓库的价值流图，如图2所示。

对价值流图进行统计数据分析，我们发现产品各个生产工序是独立的，产品是以批为单位转工序，总流程时间长达25天，有效增值时间为26.4小时，仅占产品总流程时间的4.4%。

②工序产能平衡分析。我们对生产过程中各个工序的产能情况进行基本的计算，得到如图3各工序产能表。

据此计算工序产能平衡率为93.8%，其中总装工序与调试工序为瓶颈工序。

③瓶颈工序流程程序分析。根据工序产能平衡分析，我们发现总装环节为整个产线的瓶颈工序，对其进行流程程序分析如图4所示。

统计数据如表1。

根据产品的总装流程程序分析，我们发现在一个装配流程中，搬运物料的时间长达26.2min，占到总时间的12.97%，浪费较多。

由于目前生产模式为一人一次装配一机，一人装配一台产品通常需要4-6个小时，某些机型则需要10个小时以上。而一台产品的物料数量太多，无法一次搬运到总装工位，所以在装配的过程中作业人员需要不断起身拿取物料。

④瓶颈工序人机作业分析。

根据工序产能平衡分析，我们发现调试环节为整个产线的次瓶颈工序，对其进行人机作业分析如表2所示。

统计数据如表3所示。

即人在一个作业循环中，有效时间只占总时间的53.6%，存在较大优化空间。

2.3 血液分析仪生产部问题及改善对策 ①针对总装工序浪费多的问题，在总装导入流水线，提升装配效率，减少浪费；②针对调试工序人员利用率低的问题，在调试推行一人四机模式，提升调试人员利用率；③针对各工序产能平衡率低的问题，在总装与调试进行优化的基础上进行工序产能平衡；④针对产品全流程时间长的问题，在产能平衡的基础上逐步导入全流程的流水生产模式。

2.4 血液分析仪生产部实施精益改善

2.4.1 总装流水线导入

首先根据未来三年的产能需求，计算总装需求工位数量为8，然后将一个总的操作划分为8部分，每部分操作时间大体相同。最后进行新的流水线设计，我们根据其节拍时间较长的特点设计无动力流水线，如图5所示。

2.4.2 调试一人四机

①改变调试工作台模式。由于现行模式下调试作业为一人两机操作，所以操作工位的设计也遵从两台机设计模式，如图6所示。但是这种设计有很大的问题，工作台本身是固定的，要求人往工作台上搬运机器，人的劳动强的较大。

改善后为了适应一人四机的模式，同时减少人员搬运机器的劳动强度，将电脑放置在固定的工作台上，而机器从下总装线后即上推车，推到调试工位，接液路和电路即可操作。（图7）

②改变调试模式。调试工作臺改变以后，人的作业从工作台的两边，移至两个工作台中间，可以顺利实现一人操作四台机器的模式。（图8、9）

2.4.3 全流程流动

实现总装部分与调试部分改善之后，对血液细胞分析仪整个作业流程改善，改变原本基于工序的作业模式，将整个车间根据产品类型分为三个产品大类，然后将总的生产部划分为三条生产线，每个生产线生产一类产品，同时将每个产品线的各个工序连接起来，实现全流程产品流动式生产，产品生产流程时间大大缩短。

2.4.4 物流优化

物流与布局的优化随着流程改善同步开展，三个产品线划分完成后，在车间布局上予以调整，讲原本混乱的生产部，理出三条生产线，然后基于物流最短的原则，对新生产线进行重新进行布局。

2.5 实施效果

①总装效率提升。拆分作业工序形成连续流，培训周期缩短50%，制订标准化作业，效率提升27.5%，人力精减4人。

②调试人员利用率提升。实施一人四机以后的人机作业统计数据如表4。

人的利用率提升至89.9%，人均日产出提升33.3%。

③物流搬运路线缩短。实施布局改善后，产品生产过程中的搬运距离从439m缩短到274m，物流动线缩短37.5%。

④生产周期缩短。对改善后生产模式做价值流图，我们发现产品生产总流程时间缩短为4天，有效增值时间缩短2.3个小时，变为24.1小时，增值比为25.1%，较之前有了大幅度的提升。

⑤产能扩充，综合生产效率提升。经过整体改善后，生产部的管理综合效率由0.682提升至0.815，提升16.3%。

3 结语

本文从M公司血液细胞分析仪生产部的现状分析开始，运用价值流、产能分析、流程程序分析、人机作业分析等工业工程的主要工具对生产部的现状进行了全面的分析，逐步发现其中存在的浪费与问题；然后运用流线化、一人多机、物流改进等精益生产的手段对其改善，并初步取得良好的收益。

参考文献：

[1]李瑞香，吴中元，吕成功.精益生产在X制造企业的应用研究[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2015，（17）：51-56

[2]James P. Womack， Daniel T. Jones， Daniel Roos， The Machine That Changed The World [M]. Simon & Schuster Ltd.， 1990：1-4.

[3]James P. Womack， Daniel T. Jones， Lean Thinking [M]. Simon & Schuster Ltd.， 1996：2-7.

[4]董鹏，张乐，吴仲礼等.精益生产在生产线改善中的应用研究[J].苏盐科技，2014（1）：27-33.

[5]曹珍.精益生产及其在我国制造型企业的应用研究[J].经济师，2014（4）：21-22.

[6]王一开.X射线医疗设备精益生产方式研究[J].价值工程，2015（30）：228-229.

[7]张暐，张茂青.精益单元生产模式在电气制造行业中的应用[J].电工电气，2010（1）：58-62.

[8]迈克.罗瑟，约翰.舒克著；赵克强，刘健译.学习观察：通过价值流图创造价值，消除浪费[M].北京：机械工业出版社，2013：1-164.