关于KD车间大件地摊作业产能的研究和应用

刘强　周雯芸　林德富

关键词：KD车间；N+1作业；大件包装；产能公式

中图分类号：U468.1 文献标识码：A

0 引言

在汽车出口业务中，KD（Knock Down，散件，即将汽车总成打散成散件）出口业务模式相较于整车出口来说，具备进口关税低、运输成本低、进口国产业扶持优惠以及当地生产成本低等优势，产品在当地市场更有竞争力[1]。考察汽车出口排名靠前的中国车企近年的出口销量，可以看到自新冠疫情以来，中国汽车出口量增长迅猛（图1）。在中国汽车出口排名前5 位的企业，都在海外市场设置了KD 工厂进行散件组装和销售，降低成本，提升产品竞争力。KD 业务已成为中国车企在海外深耕市场的主要业务手段。

KD 车间在KD 业务中占有重要地位，是KD 零件包装和发运的主体。KD 车间的产能能否满足海外市场的迅猛增长需求，成为各大车企越来越重视的事情。

如图2 所示，KD 零件按照作业类型可分为纸箱件和大件。纸箱件通常为较小的零件，种类多，包装方案简单，适合先用纸箱包装，然后再将纸箱装进木箱。大件通常为尺寸较大的零件，零件种类相对少，包装方案复杂，直接装进木箱。大件作业量在KD 车间的比例一直都较大，据统计大件CASE 量占整个KD 车间包装CASE 量的比例超过2/3。因此对大件包装作业模式研究和产能研究也成为KD 车间包装产能研究中的最重要一环。

查阅KD 车间产能研究的相关文献，只有一篇文章专门介绍了产能，其他文献提到了包装作业流程改善等。李洪华及团队研究了KD 车间产能的影响因素[2]，但并没有给出包装产能的具体表达式，也没有对大件作业的具体研究。龚改民及团队介绍了KD 零件包装输送线的工艺[3]，主要针对纸箱件，对于大件并不适合。郭宇翔团队和黄浩研究了KD 车间大件流水线的工艺，将大件包装流程创造性地分解成流水线工艺，投入了很多输送线设备，增加了助力设备，解决了大件包装作业劳动强度大的问题[4-5]。

在各家车企KD 车间实际的包装生产运行中，发现大件流水线作业存在着一些弊端，如投资成本过高、占地面积大、利用率低（受订单量波动及本地化影响大）以及零件适用性低（适合于几类固定的大件）等。大多数企业还未批量运用流水线模式，仍然采用传统地摊作业模式。大件地摊作业模式具有投资少，零件适用性强，占地面积小等诸多优点，运行成本十分低廉，仍然是KD 车间大件作业的主要模式。因此研究大件地摊作业的产能具有一定的现实意义和经济效益。

1 大件地摊作业模式介绍

KD 车间大件地摊式作业的场地分为一条条包装作业道，每个包装作业道有两条道，一条道放零件，一条道放木箱（图3）。车身大件（门盖总成）的包装作业流程，可分为叉车作业和包装作业两块，由不同的人员和团队完成（图4）。大件作业从铺货开始，由叉车驾驶员铺放零件料架和木箱。然后由一个包装小组负责包装作业，准备包装辅料，按照包装方案进行零件定位，并将零件一个个放入木箱中进行固定，完成包装和封箱。最后由叉车驾驶员铲走零件料架，将成品木箱（即CASE）转运到成品CASE存储区。这样一个包装作业道完成一次轮转，进入到下一个“铺货—包装—清空”循环。

大件地摊作业最经济的作业模式为“N+1”的轮转作业，即N 个包装作业小组和1 个叉车驾驶员，占用“N+1”个作业道，实现交叉轮转作业。大件“N+1”作业模式具体如下。

包装场地上有“N+1”个作业道，N 个包装小组占用N 个作业道，每个小组错开时间段开始包装，错开的时间段为1/N h。剩余1 个作业道用于叉车司机提前铺货和清空作业道，作业时间同样为1/N h。叉车驾驶员每完成一个作业道的工作，就有一个包装小组完成包装作业，轮转过来开始新的作业道包装作业。N个包装小组和1 个叉车驾驶员都在不停作业，实现两者作业时间上的无缝衔接和作业道的交叉衔接，不会产生过程等待。通过大件“3+1”轮转作业示意图可以直观地看到（图5），包装小组和叉车作业的无缝衔接和轮转顺序。

在上述“N+1”作业模式下，对于“N+1”个作业道而言，投入额外的包装小组或者叉车只会造成人力资源和设备的闲置和浪费，不能提升产量。

2 大件地摊作业产能公式

根据“N+1”作业模式介绍，大件地摊作业的产能为大件作业区能容纳的最大包装小组在一定时间内连续不断地轮转作业产生的产量，由此可以推导大件地摊作业的产能公式。

定义大件包装作业的周期为Tp（Packing），即包装小组进入作业道开始到人员撤离作业道的时间（图4 中“拣/ 送辅料”至“钉标签”工序），大件地摊作业区域可容纳的最大包装小组数量为Np（g Packing group）；每个包装作业道摆放的CASE数为Nc（p Case/Packing path）。如果每年300 个工作日，两班“11+11”工作，11.00 h 制的有效工作时间为9.67 h，那么年有效工作时长为：

3.1 大件包装产能提升的方法和实际案例

以下仅以减少大件包装作业周期T_p来探讨。图4 中大件包装作业流程图有20 个活动和步骤，作业流程长，步骤多，很难将每个步骤的时间等量分配给大件包装小组的每个组员，必然会造成组员之间的等待。因此需要针对包装作业流程进行优化和再造，缩短包装作业周期时间，提升包装效率。

根据ISO9000中对流程的定义来看，流程是一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动，这些活动之间存在着一定的逻辑关系。流程再造就是改变这些活动以及相应的逻辑关系，增加、减少和改变现有流程，设计出新的流程。流程再造的基本方法有消除、合并、改变和新技术这四类[6-7]。

（1）消除：业务流程中的活动一般分为3 类，即增值活动、非增值活动和等待。一般来说增值活动不应消除，非增值活动需要评估是否能消除，而等待必须消除。

（2）合并：针对重复性的活动，或者同一活动被多个组织重复执行，这些都需要合并处理，保留一个即可。

（3）改变：指改变活动的先后顺序、串并联关系以及执行者等。

（4）新技术：新技术的发展应用于流程再造活动中。如IT 技术应用于业务管理，使用自动化产线设备改变原有的生产模式等[8-9]。

下面内容介绍两个流程再造方法优化包装作业流程的实际案例。

3.2 供应商原包装到货

供应商原包装到货，即供应商按照KD 出口包装的方案进行送货。货物到达KD 车间后，无需翻包装，直接使用供应商的包装从而完成拼箱操作。供应商原包装到货对于供应商和KD 车间来说是双赢的解决方案，一则供应商无需考虑料箱料架的回收，也不用为KD 业务投入料箱料架，而且车辆装载体积提高，减少了送货成本，二则KD 车间省掉了转包装过程，包装作业周期大幅缩短，减少了包装材料成本，同时降低了人工成本。

从流程再造的理论来看，供应商原包装到货再包装作业流程消除了部分活动，缩短了包装作业流程。图6 为大件翻包装与原包装作业流程对比，包装作业过程减少了至少6 个活动，叉车作业过程也减少了一半活动，包装作业周期和叉车作业周期均得以大幅减少。

2017—2022 年，经过不断地推动供应商大件原包装到货，原包装比例逐步增长，大件包装作业周期也逐年减小，叉车作业周期也逐年递减（图7）。

3.3 大件辅料集成优化

对于一些车身自制件的大件，如车门、顶盖和侧围等，其包装作业流程最繁杂，工序最多，包装小组人员也多达6 ～ 8 人，小组内人员包装等待现象严重。因此可以采用流程再造理论，优化作业流程，对一些活动采取消除、合并和改变，提升生产效率[10-11]。

观察车身自制件的包装作业过程，发现在钉EVA 和木方条定位这两个环节发生的等待现象最严重。以右前门为例，总计有10处定位操作，其中EVA 与木方条集成定位有5 处，EVA 直接定位在木箱上有5 处（图8）。这些定位工作都是在包装作业道现场作业，先用1 件右前门在木箱上摆放以确定各个EVA 槽的定位，然后才开始摆放其他零件，因此在正式摆放包装零件前有40 min左右的定位准备时间，造成其他组员等待。

为此，项目组依照流程再造理论制定以下方案，减少包装作业周期。

（1）制作EVA 和木方条定位模板。采集多组零件包装的EVA和木方条定位尺寸数据，计算出各个定位位置尺寸的均值，以此均值制作各EVA 和木方条的尺寸定位刻度模板。再以模板试样包装几批零件和木箱，验证模板数据的有效性。

（2）将流程部分活动由串行改并行。根据观察，木方条裹膜、5 处EVA 与木方条集成均为独立的操作工序，可以提前准备，不需要等待零件送到包装作业道后才开始做。可以依据定位模板提前制作准备一些库存。

（3）IT 技术应用。优化IT 作业系统，零件配送到包装作业道后自动产生辅料需求信息，生成辅料拉动任务。因此可以将辅料拣料和送料从包装作业里剥离出来，放在铺料框后，与铺木箱同时进行，这样可以大大节约包装作业周期，也不增加铺料准备周期。

实施上面3 种方案后，对包装作业流程前后进行对比（图9）。经过测算，车身自制件大件包装作业周期相比之前从3.00 h 缩短为2.50 h，节约了0.50 h。

4 结束语

图7 大件原包装率与包装时间周期本文对KD 车间大件地摊作业方式给出了最经济的“N+1”作业模式介绍，阐述了该模式下产能公式推演过程， 给出了详细的产能公式。从公式中可以找到提升大件包装产能的方法和思路，并用实际案例进行验证可行性，不但能帮助企业准确测量KD 车间的大件包装产能，实际案例还可供汽车KD 同行们参考。同时本文只对KD 车间大件包装产能进行了研究，还缺少对KD车间其他区域的产能研究，仍需积极探索和研究，给出整个KD车间的产能模型和公式，帮助企业全面了解KD 车间的产能以及产能提升方法。

作者简介：

刘强，本科，工程师，研究方向为KD 车间生产运行管理。

周雯芸，硕士，工程师，研究方向为KD 车间物流规划。

林德富，本科，工程师，研究方向为KD 服务采购。