精益思想在HL汽车零部件公司产能提升中的应用

摘要：本文以精益思想为指导，分析HL汽车零部件公司影响产能的主要因素，并根据汽车主机厂产能需求，制定改善方案，从提升二级供应商准时到货率、提升瓶颈工位节拍和制定员工激励政策3个方面开展改善。此外，本文还创意性地将线平衡墙工具应用于机器人，对比改善前后数据，产能提升效果明显，对汽车零部件公司精益改进具有借鉴意义。

关键词：精益生产;准时到货率;瓶颈改进;产能提升

中图分类号：C931.9

文献标识码：A

0引言

Z公司是国内知名汽车公司，在芯片短缺、疫情影响和电力不足等重重困难下，全力冲击年度生产目标，以满足市场销售需求。Z公司于2021年9月启动年度生产冲刺，10—12月份每月生产目标相比9月份增长1倍，因此在零部件供应方面存在很大困难。为此，Z公司决定外派专家团队进驻零部件供应商支持产能提升。

HL汽车零部件公司（以下简称HL公司）是其中所派驻支持的一家，是Z公司的一级供应商，主要生产车身钣金件，在产能方面存在较大缺口。同时，受国内原材料、人力成本等价格上涨因素影响，如何以较低的成本投入获得产能快速提升，是HL公司与外派专家团队面临的重要课题。

1产能分析

外派专家团队进驻HL公司后，联合HL公司管理团队，成立精益改善小组，以精益思想为指导，并结合国内精益生产应用的优秀案例[1]，快速展开产能影响因素分析。通过小组调研讨论，确定对产能提升影响较大的2个因素如下。

1.1二级供应商供货不及时

当前受国内限电、原材料价格上涨以及招工困难等因素影响，二级供应商供货存在较大问题。走访调查给HL公司供货的16家二级供应商，评估供货情况（表1），其中A、B、E這3家二级供应商供货问题较大。近期也时常因为这3家二级供应商供货问题，造成HL公司生产线缺料停线，或调整生产计划与人员安排，对运行效率与产能输出造成很大影响，需重点跟进改善。

1.2HL公司部分零部件产能存在瓶颈

HL公司共供货Z公司E50车型28个零部件，改善小组对每个零部件的生产节拍进行测定。根据产能公式：

产能=节拍×运行效率×每班时间×班次

HL公司每天产能情况汇总如表2。目前Z公司E50车型的生产需求是1300件/天，而HL公司供货中I～IV这4个零部件的产能低于需求。

2产能提升

精益生产方式源于日本丰田TPS，核心思想就是消除一切浪费，以最小的投入实现最大产出[2]。精益推行不宜死搬硬套，应根据目标或者需求，因地制宜，理念导入，辅以适当工具，不断提升业务指标，形成全员参与的创新改善文化。改善小组决定将精益理念、工具融入到HL公司的生产运行管理中，帮助HL公司以较小的投入快速提升产能，以满足客户Z公司装配生产需求，助力年度冲刺目标完成。

2.1提升准时到货率

二级供应商供货的不确定性，对HL公司产能影响重大，尤其是对生产计划、人员及库存的安排，会造成很大浪费，缺料严重情况下还会造成汽车主机厂停线损失。从二级供应商供货情况调查表中可以看出，缺货最严重的3家二级供应商主要影响因素：限电、缺原材料和缺操作人员。

了解到困难后，制定改善措施：通过协调发电机自行发电、协助人员招聘以及帮助采购原材料等方式，帮助其迅速提升产能。同时，经过以上改善措施后，还供货不及时的二级供应商，采用转移部分模具至其他二级供应商的方式，降低其产能供应压力。通过一系列活动后，HL汽车零部件公司因二级供应商物料供货不及时导致的停线时间，由原来每天≥800min降至100min左右，有效保证了产能输出。

2.2提升瓶颈工位节拍

整个系统的有效产出往往由系统中最薄弱的瓶颈环节决定[3]，而对瓶颈环节的改善能有效提升系统产出。HL汽车零部件公司作为Z公司主机厂供应链系统中的一个环节，产能低的零部件影响整个系统的产出。在HL公司的产能分析中，共有4个零部件产能是低于客户需求，对这4个零部件的生产情况进行分析，结合焊接工艺的特点，从工艺、设备、物料摆放以及生产模式等方面开展改进，有效提升产能输出。

E50左/右后侧围内板焊合件由2条生产线生产：A线和B线，这2条生产线布局、工艺一样。以A线为例，其生产布局如图1。一条生产线同时加工左/右后侧围内板焊合件2个零件，每个零件共有4道工序，1台机器人焊接2个拼台，人工负责上件取件（注：人工上件取件时间较短，小于机器人焊接时间，不影响生产节拍），产能由机器人焊接时间决定。

根据客户1300件/天需求，目标节拍是提升至60JPH（注：每小时生产60个零部件），单条线提升至30JPH，每120s就要生产1个零部件。改善小组应用工业工程中的鱼骨图、线平衡墙和ECRS（取消、合并、重排和简化）等方法[4]，从人、机、料、法、环等方面对生产线进行分析，并应用线平衡墙、ECRS方法制定并实施改进方案。

2.2.1提升瓶颈节拍

因人工上件取件时间不影响生产节拍，改善小组对机器人每个工序的焊接时间进行测定，并制作改善前机器人线平衡墙（图2a），线平衡率为94%，其中有3台机器人的焊接时间超出目标时间120s。经与设备团队讨论，通过优化机器人运行轨迹、提升机器人运行速度等方式，机器人焊接节拍从27JPH提升至29JPH以上，改善后线平衡墙如图2b，线平衡率提升至96%。

2.2.2减少非增值时间损失

改善小组对每道工序进行拍摄视频，进一步查找其中的浪费点。

改善点1：优化机器人电极头修模时间。机器人电极头修模频次为3次/h，单次修模时间为20s，通过优化电极头修模轨迹，在不降低修模质量的前提下优化了修模时间，时间由20s降至7s，每天可以多生产13件。

改善点2：优化物料布局摆放。操作员工最主要工作是重复上料取件，简单重复，每天步行多。通过优化物料摆放，方便员工更高效操作，减少步行、判断和人机工程问题，降低员工的非增值活动，提升员工积极性与幸福感。

2.2.3最大化利用瓶颈

以上2项改进后，E50后侧围内板焊合件生产线仍为整个系统的输出瓶颈。为最大化利用瓶颈产能，采用“人停机不停”方式，员工轮流休息吃饭，每天可多生产30件。同时，针对E50左/右后侧围内板焊合件生产线，安排专人进行物料补充，减少缺料停线时间，充分利用瓶颈资源。

A线运行稳定后，将改善推广至B线。通过以上所有改善后，“A线+B线”节拍达到59JPH，同时通过优化机器人修模时间以及“人停机不停”运行模式，增加产能86件/天，实际产能输出达到1300件/天以上，可满足汽车主机厂产能需求。

E50前围板焊合总成是由1台焊接机器人、1名操作工生产完成。机器人焊接左右两个拼台，人工负责上件取件，节拍由机器人焊接时间决定。改善前节拍为53JPH，明显低于需求。经与工艺团队讨论，对焊接工艺进行拆分，分为定位焊和补焊。原焊接机器人只进行定位焊接，并增加一台机器人进行补焊。经此优化后，节拍由改善前的53JPH提升至70JPH（图3）。

E50后端板生产模式与前围板焊合总成类似，改善前节拍58JPH，低于客户产能需求。通过优化机器人运行轨迹、提升机器人运行速度等，节拍由改善前58JPH提升至62JPH（图4），可满足客户需求。

2.3员工激励政策

HL公司采用计件方式，激发员工积极性，对提升产能具有重要意义[6]。因此，制定员工激励政策，如产能之星、合理化建议等激励政策，全力提升产能。产能之星激励政策，以提升员工操作积极性、减少机器等人为目标，每周评比产能输出最多的5名员工，在车间宣传公布，并给予奖品激励，每天产能输出得到了进一步提升。合理化建议激励政策，以提升员工参与改善的积极性为目标，员工提出改善建议后，改善小组评定可行性，经采纳就给予现金奖励，极大提升了员工的改善能动性，营造全员参与改善的文化氛围。

3产能提升效果

改善小组合理将精益理念、工具融入到HL公司的运行管理中，理念先行，辅以工具分析与改进。经过二级供应商准时到货率提升、瓶颈工位节拍提升以及制定员工激励政策等改善后，HL公司E50系列零部件产能得到明显提升。改善前最低产能零部件为前围板焊合总成，实际每天产出1100件/天;改善后最低产能零部件为左/右后侧围内板焊合件，实际每天产出1300件/天。瓶颈输出提升后，整个系统产出由改善前的1100件/天提升至1300件/天，为客户Z公司年度生产目标完成贡献力量。

4结束语

本文以精益思想为指导，分析了HL公司影响产能的主要因素，结合精益生产与工业工程方法理论制定改善方案，提升了二级供应商准时到货率。同时，应用鱼骨图、线平衡墙和ECRS方法分析与改进，并创意性地将线平衡墙工具应用于机器人，有效提升了HL公司整体产能输出，满足客户汽车主机厂需求。

HL公司在产能提升中，取得了阶段性成果，后续还需建立一套适合汽车零部件公司的精益体系，持续创新改进，为客户创造价值，为“中国制造2025”贡献力量。

【参考文献】

[1]白心阔.基于精益生产的某汽车电子开关生产线产能提升研究[D].浙江工业大学，2015.

[2]李洪华，刘强.基于精益生产的KD车间产能提升应用研究[J].汽车与驾驶维修，2021（04）：94-96.

[3]陈维晋.基于约束理论的M公司酸轧机组产能提升研究[D].南京理工大学，2014.

[4]王彦军.DA公司汽车零部件生产线平衡优化研究[D].吉林大学，2013.

[5]易树平，郭伏.基础工业工程[M].北京：机械工业出版社，2012.

[6]章清.一线员工人格特征與计件工资激励效果关系分析[J].现代商贸工业，2016（09）：67-70.

作者简介：

李洪华，工程师，硕士，研究方向为精益生产、现场改善等。