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本文作者：張宇金壽松馮定忠楊東坡作者單位：浙江工業(yè)大學(xué)

價(jià)值流圖

價(jià)值流是指產(chǎn)品從原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜窟^程，即將產(chǎn)品和服務(wù)提供給顧客的一系列活動(dòng)．它包括增值過程和不增值過程，是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中物料流和信息流的綜合表達(dá)．價(jià)值流圖［1］是一種分析和優(yōu)化整個(gè)價(jià)值流的可視化工具．它將現(xiàn)場(chǎng)觀察到的物料流和信息流數(shù)據(jù)以圖示的方法表達(dá)出來，用來了解企業(yè)的經(jīng)營現(xiàn)狀和未來狀態(tài)．使用價(jià)值流圖分析技術(shù)，可以從整體的角度系統(tǒng)分析問題［2］，辨識(shí)并減少生產(chǎn)過程中的不增值部分，將增值活動(dòng)組織成有序的連續(xù)過程，并為生產(chǎn)線的改善提供優(yōu)先次序和預(yù)期目標(biāo)．價(jià)值流圖已經(jīng)被證明是一種有效的改善手段，被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域［3－5］．在完成對(duì)信息流、物料流和生產(chǎn)活動(dòng)的調(diào)查后，根據(jù)產(chǎn)品價(jià)值流動(dòng)的過程，沿物料流和信息流的方向，應(yīng)用價(jià)值流圖的特定符號(hào)，結(jié)合收集的數(shù)據(jù)，可繪制出價(jià)值流圖（見圖1）．我們選定的某齒輪公司是一家大型齒輪散件生產(chǎn)企業(yè)，產(chǎn)品涉及汽車、工程機(jī)械、摩托車、電動(dòng)工具等領(lǐng)域．因?yàn)榧ち业母?jìng)爭(zhēng)和整體消費(fèi)市場(chǎng)的低迷，該公司在拓展市場(chǎng)的同時(shí)，迫切需要對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行改善．本文通過齒輪生產(chǎn)線價(jià)值流現(xiàn)狀圖的繪制，分析并找出齒輪生產(chǎn)線的各種問題，應(yīng)用工業(yè)工程和精益生產(chǎn)手段消除生產(chǎn)中的不增值部分，并利用連續(xù)拉式系統(tǒng)設(shè)計(jì)價(jià)值流未來圖［6］，達(dá)到對(duì)齒輪生產(chǎn)線改善并提高經(jīng)濟(jì)效益的目的．

齒輪生產(chǎn)線價(jià)值流現(xiàn)狀圖

我們選定的SH公司的主減速從動(dòng)齒輪A是盤齒車間需求量最大的產(chǎn)品之一，但受產(chǎn)能限制，常常不能按計(jì)劃交貨．由客戶的訂單需求得知，產(chǎn)品A的月需求為30000件，有效工時(shí)為30d，生產(chǎn)線采用兩班制，每班11h，生產(chǎn)節(jié)拍P＝TP／OP＝79．2s．其中：TP表示每月可用生產(chǎn)時(shí)間；OP表示產(chǎn)品每月的需求量．采用秒表法對(duì)A產(chǎn)品齒輪生產(chǎn)線各工序的操作時(shí)間進(jìn)行多次測(cè)量，取得平均值即為周期時(shí)間．對(duì)相關(guān)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并結(jié)合物料流和信息流分析，繪制出A產(chǎn)品的價(jià)值流圖（見圖2）．

齒輪生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析

1生產(chǎn)線布局分析

A產(chǎn)品齒輪生產(chǎn)線采用制造單元化設(shè)計(jì)，即若干道連續(xù)工序所需的設(shè)備組成一個(gè)制造單元，若干個(gè)制造單元共同完成某產(chǎn)品的加工．經(jīng)過實(shí)地觀測(cè)，對(duì)于A產(chǎn)品的制造流程，各單元的位置比較分散，在制品的運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，導(dǎo)致A產(chǎn)品的搬運(yùn)路徑過長，并與其他產(chǎn)品的路徑互相干擾；而且，某些單元內(nèi)操作距離過長，設(shè)備位置不合理，影響了在制品的流動(dòng)（見圖3）．

2生產(chǎn)線作業(yè)分析

（1）生產(chǎn)計(jì)劃不合理．由價(jià)值流圖可知，A產(chǎn)品生產(chǎn)線采用推式生產(chǎn)，生產(chǎn)計(jì)劃以周計(jì)劃形式下達(dá)，因此產(chǎn)能不穩(wěn)定，在制品周轉(zhuǎn)時(shí)間較長，致使生產(chǎn)線中各單元的生產(chǎn)協(xié)調(diào)性較差，各單元出入料口在制品堆積．每個(gè)單元在制品的堆積量平均為2～3個(gè)批量，而熱處理線在制品達(dá)到6個(gè)批量，在制品嚴(yán)重滯留．（2）滾齒工序耗時(shí)最長，單件平均加工周期大于生產(chǎn)節(jié)拍，是整個(gè)流程的瓶頸工序，影響了生產(chǎn)線的產(chǎn)能和平衡運(yùn)行．（3）磨內(nèi)孔和珩齒工序設(shè)備陳舊，需要經(jīng)常維修，設(shè)備利用率低，延誤了正常生產(chǎn)．（4）熱后各工序的連續(xù)性差，在制品堆積現(xiàn)象較嚴(yán)重，不僅增加了庫存管理成本，而且影響生產(chǎn)線的5S管理（整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)）．（5）外協(xié)倉庫與成品倉庫亂堆放現(xiàn)象嚴(yán)重，未按標(biāo)識(shí)區(qū)域擺放，間接影響了進(jìn)出貨效率．（6）信息流復(fù)雜．車間管理人員需要安排大部分工序的生產(chǎn)計(jì)劃并實(shí)時(shí)管理，隨時(shí)需要各制造科和班組配合，各部門協(xié)調(diào)性較差，過程復(fù)雜且效率較低．

生產(chǎn)線改進(jìn)方案的制定

1生產(chǎn)線各工序作業(yè)的改進(jìn)

應(yīng)用ECRS原則（取消、合并、重排、簡(jiǎn)化）以及程序分析法對(duì)各工序進(jìn)行優(yōu)化改善．

（1）優(yōu)化自動(dòng)精車單元

該單元共完成兩個(gè)精車、鉆孔和擴(kuò)孔工序．其中的精車工序由機(jī)械手完成上下料，并在兩道工序之間完成一道自檢．操作員在傳送帶1上放置待加工工件，從傳送帶2上取出工件，完成其后的鉆孔和擴(kuò)孔工序．原生產(chǎn)單元所有設(shè)備為一字型排列，且為了將所有設(shè)備靠外布置，傳送帶1位置靠后，上料極不方便．操作員傳遞在制品距離過長，形成浪費(fèi)．現(xiàn)將傳送帶、車床、加工中心和手鉆的布局改為U型，減少了走動(dòng)浪費(fèi)，縮短了操作時(shí)間，同時(shí)節(jié)約了場(chǎng)地．

（2）優(yōu)化滾倒剃單元

由于精車單元和外協(xié)同時(shí)向后工序供貨，而滾齒機(jī)的加工時(shí)間為356s，共有兩臺(tái)設(shè)備，一次加工兩件，單件加工時(shí)間為89s，大于節(jié)拍時(shí)間79．2s，屬于唯一瓶頸工序．我們?cè)诖藛卧獌?nèi)增加一臺(tái)滾齒機(jī)，使單件生產(chǎn)周期小于生產(chǎn)節(jié)拍，有效提高了產(chǎn)能和生產(chǎn)平衡性．

（3）優(yōu)化熱后磨孔珩齒單元

產(chǎn)品熱處理之后在磨孔珩齒單元完成車內(nèi)孔、磨內(nèi)孔、珩齒和全檢位置度工序．該U型單元檢測(cè)臺(tái)位置靠?jī)?nèi)，導(dǎo)致操作員完成珩齒后還需返回檢測(cè)臺(tái)檢測(cè)，有時(shí)僅憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?zāi)恳暀z驗(yàn)．現(xiàn)將珩齒機(jī)與檢驗(yàn)臺(tái)位置對(duì)調(diào)，可以確保檢測(cè)工序的有效進(jìn)行，也間接保證了產(chǎn)品質(zhì)量．在此單元重點(diǎn)推行TPM（全面生產(chǎn)保全），提高了設(shè)備利用率．

2生產(chǎn)單元的合并

生產(chǎn)流程中的主要浪費(fèi)是各工序的過量生產(chǎn)和在制品庫存，盡可能地合并工序是解決這些問題的主要手段．由于實(shí)際生產(chǎn)中加工設(shè)備的限制，無法將全部工序連接成一個(gè)流程，但通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查，可以實(shí)現(xiàn)在原有單元基礎(chǔ)上對(duì)生產(chǎn)單元的進(jìn)一步合并．參見圖4．對(duì)于熱前工序，由于自動(dòng)精車單元a與滾倒剃單元b距離較近，因此可合并為一個(gè)單元，取消a單元的出料架和b單元的進(jìn)料架，實(shí)現(xiàn)熱前工序一個(gè)流生產(chǎn)．同理，熱后工序中的拋丸、打標(biāo)記和抽檢工序可以與單元f合并，拋丸工序結(jié)束后按批量運(yùn)送至打標(biāo)機(jī)．將打標(biāo)機(jī)從打標(biāo)房移動(dòng)至單元f附近，因打標(biāo)工序時(shí)間很短，所以此工序可以與其他產(chǎn)品混流，以此提高打標(biāo)機(jī)使用效率；抽檢工序不再按批量進(jìn)行檢驗(yàn)，而是在加工過程中進(jìn)行隨機(jī)抽樣，減少了因等待而引起的浪費(fèi)，并保證了整個(gè)生產(chǎn)的連續(xù)性．上述合并實(shí)現(xiàn)了各工序的有效銜接，為拉式生產(chǎn)提供了有利條件（見表1）．

3結(jié)合拉式生產(chǎn)建立的連續(xù)流程

拉式生產(chǎn)以準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)為核心，以看板作為信息傳遞工具，由后道工序的需求拉動(dòng)前道工序的生產(chǎn)．各工序根據(jù)生產(chǎn)情況、作業(yè)計(jì)劃和下工序要求進(jìn)行生產(chǎn)準(zhǔn)備和作業(yè)執(zhí)行．連續(xù)流程指生產(chǎn)和運(yùn)輸產(chǎn)品通過的一系列工序盡可能地連續(xù)化，可以有效減少在制品庫存以及提高勞動(dòng)效率．生產(chǎn)計(jì)劃部門預(yù)測(cè)的偏差和客戶需求的變動(dòng)，以及各工序之間信息交換的不流暢，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)不能按預(yù)定計(jì)劃進(jìn)行，各工序存在大量在制品庫存，無形中增加了管理和庫存成本．以拉式生產(chǎn)建立連續(xù)生產(chǎn)流程，可有效降低上述生產(chǎn)成本，提高勞動(dòng)效率．在以上建立的幾個(gè)連續(xù)流程之間，引入超市拉式系統(tǒng)．超市拉式系統(tǒng)（見圖5）是指在以批量生產(chǎn)的工序和其下工序之間設(shè)立的產(chǎn)品超市系統(tǒng)．通過下工序從超市中取貨，向上工序傳遞生產(chǎn)指令，以需求拉動(dòng)生產(chǎn)．超市拉式系統(tǒng)可以在按計(jì)劃生產(chǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)微調(diào)和均衡生產(chǎn)．對(duì)于一般的流程，在下工序設(shè)立一個(gè)先入先出通道，將容量設(shè)為2個(gè)批量，每批120件，當(dāng)產(chǎn)品超市內(nèi)產(chǎn)品超過容量時(shí)對(duì)上工序發(fā)出停止生產(chǎn)的指令．由于熱處理工序之后工件溫度較高，無法立即拋丸，需要冷卻后進(jìn)行，因此工序產(chǎn)品超市容量設(shè)為4個(gè)批量，且此通道可與其他產(chǎn)品共用，以提高拋丸機(jī)利用率．以上改進(jìn)以產(chǎn)品超市取代工序在制品庫存，有效降低了各工序在制品數(shù)量和等待時(shí)間，建立了有效的連續(xù)流程，并初步實(shí)現(xiàn)了拉式生產(chǎn)．

齒輪生產(chǎn)線的價(jià)值流未來圖

改進(jìn)方案設(shè)計(jì)完成之后，重新定義各項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)，確定各工序和部門的職責(zé)劃分和協(xié)作關(guān)系，并制定相應(yīng)的改善推進(jìn)計(jì)劃．根據(jù)上述改進(jìn)方案，繪制齒輪生產(chǎn)線改進(jìn)后的價(jià)值流未來圖（見圖6）．經(jīng)過改善后，生產(chǎn)線得到以下幾個(gè)方面的改進(jìn)：①改進(jìn)后的生產(chǎn)線理論日產(chǎn)能由原來的890件提高至1200件，滿足了顧客的需求；②總生產(chǎn)周期縮短，增值時(shí)間由715s縮短為676s，增值比由1．02％提高至2．12％，且各工序生產(chǎn)時(shí)間較為均衡；③在制品庫存明顯減少，生產(chǎn)的連續(xù)性有很大提高．對(duì)現(xiàn)狀圖和未來圖的比較分析可以得到表2．

結(jié)束語

（1）用價(jià)值流圖可以全面分析生產(chǎn)系統(tǒng)，用精益生產(chǎn)的方法消除瓶頸和浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)管理人員對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理和控制．（2）本文使用價(jià)值流圖對(duì)齒輪生產(chǎn)線進(jìn)行現(xiàn)狀分析和精益改善，同時(shí)引入超市拉式系統(tǒng)優(yōu)化工序流程．對(duì)價(jià)值流現(xiàn)狀圖和未來圖的比較分析可知，該改進(jìn)方案有效縮短了生產(chǎn)系統(tǒng)的周轉(zhuǎn)時(shí)間，減少了在制品庫存，規(guī)范了整個(gè)制造流程，生產(chǎn)線的產(chǎn)能、增值比、平衡率和人均效率都有較大改善，提高了企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力．