基于精益生產的SX公司低壓柜生產線優化與仿真探討
時間:2022-08-11 來源:51mbalunwen.com作者:vicky
本文是一篇生產管理論文,論文提出優化生產線平衡、提高生產效率和產品質量的具體措施。運用工作研究技術使框架預組線的線平衡率提升到94.5%,主裝配線的線平衡率提升到92.3%;通過5S管理和看板管理,降低了在制品庫存,提高了作業現場的整潔度;運用8D原則并設計防呆工具,杜絕同類質量問題發生,提高產品檢測直通率。
1緒論
1.1選題背景及研究意義
1.1.1選題背景
自1978年改革開放至今,我國國民經濟水平增長迅猛,尤其是制造業實現了跨越式發展。目前為止,我國制造業在其規模和產值上,都已經占據了世界大部分市場份額,而國內的制造業水平參差不齊,現代化技術的使用也有明顯差距。國內大部分制造企業所采用的生產方式較為傳統,使車間產生物料積壓嚴重、生產現場混亂等現象,造成生產線的生產效率和設備利用率低下等生產問題,制約了企業快速發展。越來越多的企業開始關注并重視生產問題帶來的影響,積極尋找解決問題的方法。 儀器儀表制造業作為我國傳統制造產業,全國目前有4892家儀器儀表制造企業,其總產值由2002年939.8億元增長到2018年9598.0億元,年均增長15.6%;工業增加值由2002年301.7億元增長到2018年2425.7億元,年均增長13.9%。盡管國內儀器儀表制造業發展規模不斷擴大,但整體發展水平仍然較低,缺乏對產品制造技術、生產工藝能力的掌握,生產線的精益化、智能化程度不高,無法滿足國民經濟、科學研究、國防建設以及社會生活等各個方面迅速增長的需求[1,2]。我國傳統儀器儀表制造業只依靠產品和技術謀求企業發展的方式已經過時,以生產效率、產品質量、生產成本為中心思想的制造模式已經成為主要市場競爭方式,因此精益生產是企業謀求發展的必然選擇[3]。
SX公司是一家專門生產低壓柜及配套設施的勞動密集型企業,自2013年公司建廠起,就不斷地擴大現有工廠的生產規模以提高產能,滿足日益增長的客戶需求。公司從2019年開始在公司內部進行了一場全面的變革,為適應時代的發展,計劃將企業逐步轉型為數字化工廠,全面推行精益生產方式,通過識別價值、杜絕浪費、縮短生產前置期、降低生產成本、實現柔性化生產開更好的適應時代發展和市場變動,加強對客戶的服務質量[4,5]。
1.2國內外研究現狀
1.2.1國外研究現狀
“精益”來源于研究汽車生產計劃方向的美國麻省理工學院的相關專家及研究人員在對日本豐田的生產管理模式進行高度總結得出,是對準時化生產的譽稱。在工業制造領域,精益生產是目前為止全球公認的最為有效的生產管理方式,在世界各地被廣泛學習和使用。其中,“精”指的是在制定生產計劃時,選擇最合適時機,利用最合理的生產要素,在不產生浪費的情況下制定現階段市場需求的產品數量計劃進行生產;“益”指的是在產品從設計到交付的全過程都應該是能夠產生最大經濟效益的生產活動。精益生產追求的最終目標就是消除浪費,使生產中的所有活動對產品的形成都是有價值的。而精益生產在企業中的實際應用主要是通過將精益思想運用到產品從原材料到成品交付的各個環節中,使整個生產過程中不必要的浪費降至最低。由于精益生產給企業帶來的利益是非常可觀的,所以近幾十年來精益生產不斷地被研究、發展與應用,國外的研究學者對精益生產的研究已經較為成熟。
Venkatamuni T,Ramakrishna Rao A(2010)[6]描述了精益制造中多功能團隊形成在產品設計和開發中的作用。指出多功能團隊可以為公司減少理論的工程時間,改進產品的可制造性,提高產品的質量、縮短產品加工周期等更快的產品開發能力。
Velarde等(2011)[7]認為在市場利潤、就業環境以及消費意愿下降的情況下,精益生產是使第二木材行業更有競爭力的優秀理念,并且具有較高的實施潛力。
Rahman A,Karim A(2013)[8]通過將大規模生產和精益生產的優缺點進行對比分析,得出精益生產相比于大規模生產更能為企業節省生產成本、縮短生產周期,進而提高企業的市場競爭力。提出生產單位應深入發掘企業潛力,運用精益思想并結合企業自身特點,對生產線進行持續優化。
2理論方法概述
2.1精益生產相關理論概述
2.1.1精益生產的定義
精益生產起源于半世紀以前的日本豐田公司,相關的理論研究較少,在其形成和發展過程中,并未明確給出精益生產的定義,在經過數十年的探索和完善,現在普遍將“精益生產”定義為:以客戶需求為起點,通過5S、TPM等方式改善生產現場,利用準時化生產改善生產線,依靠“自動化”、六西格瑪等改善質量,最大限度強調產品質量,生產質量是生產出來的,而非后期檢驗出來的,追求低成本、零浪費前提下的利潤最大化[65]。
2.1.2精益生產的五大基本原則
(1)確定價值:由最終用戶的角度來確定企業產品(服務)從設計到生產、交付全部過程的價值,最大化地實現最終用戶的需求。(2)識別價值流:將原材料轉變為成品的全部活動賦予價值,并劃分增值與非增值的活動。(3)價值流動:使價值增值的各活動(步驟)流動起來。(4)需求拉動:按最終用戶需求拉動企業進行生產活動。(5)盡善盡美:企業為滿足最終用戶的價值要求而努力提供盡善盡美的價值創造過程。
2.2精益生產工具與方法
2.2.1價值流圖
價值流圖是指通過使用特定的符號和文字來描述將產品帶給客戶全部過程的物流和信息流的工具。其目的是識別并降低整個生產過程中對終端用戶非增值的活動。該方法是對研究對象進行精益改善非常有效的工具。通常繪制價值流圖分為以下四個步驟:
(1)選定研究產品。在篩選研究產品時,通過前期的調研工作搜集公司所有產品的銷售記錄,一般來說,最終研究的產品通常具備產量大或者產值高的特性。
(2)繪制現狀價值流圖。通過對生產作業現場的實地勘測,對收集到的生產數據及空間布局情況進行整理統計,并通過與公司內部員工的交流溝通,收集部分供應商的供貨時間數據和顧客的訂單數據。
(3)繪制未來價值流圖。分析人員在繪制該圖之前首先要在腦海中描繪出理想狀態下的價值流圖,并且在假想未來價值流圖的同時,制定出能夠讓現狀價值流圖變成未來價值流圖的改善措施。
(4)持續改善。在制定出改善方案之后,需要按照既定計劃付諸于實施,當所有計劃均被完成并且達到未來價值流圖所期待的生產狀態之后,新一輪的價值流圖改善計劃也隨之開始。精益生產的特點之一就是持續改善,因此無論何時,都需要制定一個未來價值流圖來指引著持續改善的方向。
3 SX公司低壓柜生產線現狀分析..................................21
3.1 SX公司基本概況...................................21
3.2低壓柜生產線作業時間測定........................................24
3.3低壓柜生產線價值流圖繪制與分析....................................28
4 SX公司低壓柜生產線優化設計.....................................37
4.1低壓柜生產線優化設計的原則與目標..............................37
4.1.1生產線優化設計的原則.....................................37
4.1.2生產線優化設計的目標......................................37
5 SX公司低壓柜生產線優化設計方案仿真...................................55
5.1框架預組流程的Flexsim仿真分析........................55
5.1.1仿真對象基本描述.............................55
5.1.2仿真模型建立..............................55
6 SX公司低壓柜生產線優化方案實施的保障措施
6.1優化激勵機制
第一,激勵員工提高素質。公司實現可持續發展的關鍵是技術水平的提升,但其究其根本還是人的因素,因此,員工素質的水平將影響企業的未來發展,高素質水平的員工團隊是企業實施精益生產的有效保障。公司提高員工團隊素質的方法有很多,例如通過技術培訓、學歷提升和內部交流等措施,使精益生產與員工團隊不斷提高技術技能和素質,建立良好的相互依存、相互促進關系。
第二,針對SX公司現行的月績效考核制度進行優化。公司現行的員工月績效指標是由相應的部門主管對其業績水平進行主觀評價,該方法容易受到個人感情因素的影響,缺乏客觀性。通過建立多維度的績效評價體系和多人評價取均值的方法對員工的績效水平進行考核,可以很好的改善制度主觀性強的問題,從而提升員工的工作積極性。
第三,對SX公司的激勵機制進行優化。為了吸引并留住優秀人才與企業共同進步發展,需要制定相應的激勵措施。分別針對不同職能的員工采用多種激勵方式,可以充分提高員工的工作努力程度。激勵的手段有很多種,包括精神鼓勵、薪酬刺激、榮譽獎勵和職業發展等,對員工推行激勵政策可以促使員工提高工作效率,強化績效貢獻,并且通過一定的薪酬刺激和職業發展也能達到最大程度的吸引和留住人才,使人才在企業中充分發揮自己的才能,實現自身的社會價值,提高工作主動性,為企業創造更多經濟收益。 7結論與展望
7.1研究結論
論文以精益生產理論為指導,對SX公司低壓柜產品的生產過程進行分析,從生產線平衡、生產效率、產品質量三方面展開,運用價值流圖析、工作研究和系統仿真等技術對SX公司低壓柜生產線進行精益優化研究。論文的主要結論如下:
(1)找出SX公司低壓柜生產線存在作業時間不均衡、生產效率低和產品檢測直通率低的生產問題及原因。分別對框架預組線和主裝配線進行生產線平衡分析,得到框架預組線的平衡率為53.3%,主裝配線的平衡率為44.4%,急需進行優化;運用魚骨圖法對車間生產效率進行分析,發現人、機、料、法、環五個方面均存在生產問題;對產品檢測未一次通過的質量問題進行分析,發現工人接線錯誤是該問題發生的原因。
(2)提出優化生產線平衡、提高生產效率和產品質量的具體措施。運用工作研究技術使框架預組線的線平衡率提升到94.5%,主裝配線的線平衡率提升到92.3%;通過5S管理和看板管理,降低了在制品庫存,提高了作業現場的整潔度;運用8D原則并設計防呆工具,杜絕同類質量問題發生,提高產品檢測直通率。
(3)驗證SX公司低壓柜生產線優化方案的合理性和有效性。運用Flexsim仿真軟件,對框架預組線和主裝配線分別建立仿真模型,通過仿真結果分析,檢驗了優化方案及措施能夠有效提高生產效率。
(4)提出SX公司低壓柜生產線優化方案實施的保障措施。從人事制度、考評制度、獎懲制度和薪酬制度四個方面對SX公司的激勵機制進行了優化;在公司內推行TQM以改善低壓柜產品質量問題。
參考文獻(略)
1緒論
1.1選題背景及研究意義
1.1.1選題背景
自1978年改革開放至今,我國國民經濟水平增長迅猛,尤其是制造業實現了跨越式發展。目前為止,我國制造業在其規模和產值上,都已經占據了世界大部分市場份額,而國內的制造業水平參差不齊,現代化技術的使用也有明顯差距。國內大部分制造企業所采用的生產方式較為傳統,使車間產生物料積壓嚴重、生產現場混亂等現象,造成生產線的生產效率和設備利用率低下等生產問題,制約了企業快速發展。越來越多的企業開始關注并重視生產問題帶來的影響,積極尋找解決問題的方法。 儀器儀表制造業作為我國傳統制造產業,全國目前有4892家儀器儀表制造企業,其總產值由2002年939.8億元增長到2018年9598.0億元,年均增長15.6%;工業增加值由2002年301.7億元增長到2018年2425.7億元,年均增長13.9%。盡管國內儀器儀表制造業發展規模不斷擴大,但整體發展水平仍然較低,缺乏對產品制造技術、生產工藝能力的掌握,生產線的精益化、智能化程度不高,無法滿足國民經濟、科學研究、國防建設以及社會生活等各個方面迅速增長的需求[1,2]。我國傳統儀器儀表制造業只依靠產品和技術謀求企業發展的方式已經過時,以生產效率、產品質量、生產成本為中心思想的制造模式已經成為主要市場競爭方式,因此精益生產是企業謀求發展的必然選擇[3]。
SX公司是一家專門生產低壓柜及配套設施的勞動密集型企業,自2013年公司建廠起,就不斷地擴大現有工廠的生產規模以提高產能,滿足日益增長的客戶需求。公司從2019年開始在公司內部進行了一場全面的變革,為適應時代的發展,計劃將企業逐步轉型為數字化工廠,全面推行精益生產方式,通過識別價值、杜絕浪費、縮短生產前置期、降低生產成本、實現柔性化生產開更好的適應時代發展和市場變動,加強對客戶的服務質量[4,5]。
1.2國內外研究現狀
1.2.1國外研究現狀
“精益”來源于研究汽車生產計劃方向的美國麻省理工學院的相關專家及研究人員在對日本豐田的生產管理模式進行高度總結得出,是對準時化生產的譽稱。在工業制造領域,精益生產是目前為止全球公認的最為有效的生產管理方式,在世界各地被廣泛學習和使用。其中,“精”指的是在制定生產計劃時,選擇最合適時機,利用最合理的生產要素,在不產生浪費的情況下制定現階段市場需求的產品數量計劃進行生產;“益”指的是在產品從設計到交付的全過程都應該是能夠產生最大經濟效益的生產活動。精益生產追求的最終目標就是消除浪費,使生產中的所有活動對產品的形成都是有價值的。而精益生產在企業中的實際應用主要是通過將精益思想運用到產品從原材料到成品交付的各個環節中,使整個生產過程中不必要的浪費降至最低。由于精益生產給企業帶來的利益是非常可觀的,所以近幾十年來精益生產不斷地被研究、發展與應用,國外的研究學者對精益生產的研究已經較為成熟。
Venkatamuni T,Ramakrishna Rao A(2010)[6]描述了精益制造中多功能團隊形成在產品設計和開發中的作用。指出多功能團隊可以為公司減少理論的工程時間,改進產品的可制造性,提高產品的質量、縮短產品加工周期等更快的產品開發能力。
Velarde等(2011)[7]認為在市場利潤、就業環境以及消費意愿下降的情況下,精益生產是使第二木材行業更有競爭力的優秀理念,并且具有較高的實施潛力。
Rahman A,Karim A(2013)[8]通過將大規模生產和精益生產的優缺點進行對比分析,得出精益生產相比于大規模生產更能為企業節省生產成本、縮短生產周期,進而提高企業的市場競爭力。提出生產單位應深入發掘企業潛力,運用精益思想并結合企業自身特點,對生產線進行持續優化。
2理論方法概述
2.1精益生產相關理論概述
2.1.1精益生產的定義
精益生產起源于半世紀以前的日本豐田公司,相關的理論研究較少,在其形成和發展過程中,并未明確給出精益生產的定義,在經過數十年的探索和完善,現在普遍將“精益生產”定義為:以客戶需求為起點,通過5S、TPM等方式改善生產現場,利用準時化生產改善生產線,依靠“自動化”、六西格瑪等改善質量,最大限度強調產品質量,生產質量是生產出來的,而非后期檢驗出來的,追求低成本、零浪費前提下的利潤最大化[65]。
2.1.2精益生產的五大基本原則
(1)確定價值:由最終用戶的角度來確定企業產品(服務)從設計到生產、交付全部過程的價值,最大化地實現最終用戶的需求。(2)識別價值流:將原材料轉變為成品的全部活動賦予價值,并劃分增值與非增值的活動。(3)價值流動:使價值增值的各活動(步驟)流動起來。(4)需求拉動:按最終用戶需求拉動企業進行生產活動。(5)盡善盡美:企業為滿足最終用戶的價值要求而努力提供盡善盡美的價值創造過程。
2.2精益生產工具與方法
2.2.1價值流圖
價值流圖是指通過使用特定的符號和文字來描述將產品帶給客戶全部過程的物流和信息流的工具。其目的是識別并降低整個生產過程中對終端用戶非增值的活動。該方法是對研究對象進行精益改善非常有效的工具。通常繪制價值流圖分為以下四個步驟:
(1)選定研究產品。在篩選研究產品時,通過前期的調研工作搜集公司所有產品的銷售記錄,一般來說,最終研究的產品通常具備產量大或者產值高的特性。
(2)繪制現狀價值流圖。通過對生產作業現場的實地勘測,對收集到的生產數據及空間布局情況進行整理統計,并通過與公司內部員工的交流溝通,收集部分供應商的供貨時間數據和顧客的訂單數據。
(3)繪制未來價值流圖。分析人員在繪制該圖之前首先要在腦海中描繪出理想狀態下的價值流圖,并且在假想未來價值流圖的同時,制定出能夠讓現狀價值流圖變成未來價值流圖的改善措施。
(4)持續改善。在制定出改善方案之后,需要按照既定計劃付諸于實施,當所有計劃均被完成并且達到未來價值流圖所期待的生產狀態之后,新一輪的價值流圖改善計劃也隨之開始。精益生產的特點之一就是持續改善,因此無論何時,都需要制定一個未來價值流圖來指引著持續改善的方向。
3 SX公司低壓柜生產線現狀分析..................................21
3.1 SX公司基本概況...................................21
3.2低壓柜生產線作業時間測定........................................24
3.3低壓柜生產線價值流圖繪制與分析....................................28
4 SX公司低壓柜生產線優化設計.....................................37
4.1低壓柜生產線優化設計的原則與目標..............................37
4.1.1生產線優化設計的原則.....................................37
4.1.2生產線優化設計的目標......................................37
5 SX公司低壓柜生產線優化設計方案仿真...................................55
5.1框架預組流程的Flexsim仿真分析........................55
5.1.1仿真對象基本描述.............................55
5.1.2仿真模型建立..............................55
6 SX公司低壓柜生產線優化方案實施的保障措施
6.1優化激勵機制
第一,激勵員工提高素質。公司實現可持續發展的關鍵是技術水平的提升,但其究其根本還是人的因素,因此,員工素質的水平將影響企業的未來發展,高素質水平的員工團隊是企業實施精益生產的有效保障。公司提高員工團隊素質的方法有很多,例如通過技術培訓、學歷提升和內部交流等措施,使精益生產與員工團隊不斷提高技術技能和素質,建立良好的相互依存、相互促進關系。
第二,針對SX公司現行的月績效考核制度進行優化。公司現行的員工月績效指標是由相應的部門主管對其業績水平進行主觀評價,該方法容易受到個人感情因素的影響,缺乏客觀性。通過建立多維度的績效評價體系和多人評價取均值的方法對員工的績效水平進行考核,可以很好的改善制度主觀性強的問題,從而提升員工的工作積極性。
第三,對SX公司的激勵機制進行優化。為了吸引并留住優秀人才與企業共同進步發展,需要制定相應的激勵措施。分別針對不同職能的員工采用多種激勵方式,可以充分提高員工的工作努力程度。激勵的手段有很多種,包括精神鼓勵、薪酬刺激、榮譽獎勵和職業發展等,對員工推行激勵政策可以促使員工提高工作效率,強化績效貢獻,并且通過一定的薪酬刺激和職業發展也能達到最大程度的吸引和留住人才,使人才在企業中充分發揮自己的才能,實現自身的社會價值,提高工作主動性,為企業創造更多經濟收益。 7結論與展望
7.1研究結論
論文以精益生產理論為指導,對SX公司低壓柜產品的生產過程進行分析,從生產線平衡、生產效率、產品質量三方面展開,運用價值流圖析、工作研究和系統仿真等技術對SX公司低壓柜生產線進行精益優化研究。論文的主要結論如下:
(1)找出SX公司低壓柜生產線存在作業時間不均衡、生產效率低和產品檢測直通率低的生產問題及原因。分別對框架預組線和主裝配線進行生產線平衡分析,得到框架預組線的平衡率為53.3%,主裝配線的平衡率為44.4%,急需進行優化;運用魚骨圖法對車間生產效率進行分析,發現人、機、料、法、環五個方面均存在生產問題;對產品檢測未一次通過的質量問題進行分析,發現工人接線錯誤是該問題發生的原因。
(2)提出優化生產線平衡、提高生產效率和產品質量的具體措施。運用工作研究技術使框架預組線的線平衡率提升到94.5%,主裝配線的線平衡率提升到92.3%;通過5S管理和看板管理,降低了在制品庫存,提高了作業現場的整潔度;運用8D原則并設計防呆工具,杜絕同類質量問題發生,提高產品檢測直通率。
(3)驗證SX公司低壓柜生產線優化方案的合理性和有效性。運用Flexsim仿真軟件,對框架預組線和主裝配線分別建立仿真模型,通過仿真結果分析,檢驗了優化方案及措施能夠有效提高生產效率。
(4)提出SX公司低壓柜生產線優化方案實施的保障措施。從人事制度、考評制度、獎懲制度和薪酬制度四個方面對SX公司的激勵機制進行了優化;在公司內推行TQM以改善低壓柜產品質量問題。
參考文獻(略)
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