论文部分内容阅读
摘要：针对L印刷机械厂生产线，论述了应用价值流图技术进行生产现场系统改善的过程。首先根据该厂生产线现状和价值流图的符号，以可视化的方式描述生产线的现状，区分了生产中增值和非增值的环节。最后对生产线按连续流等精益原则改造，绘制出了未来状态图，帮助管理者拟定未来的改善方案。
关键词：精益生产；价值流图；改善
中图分类号：F270.7文献标识码：B
文章编号：1002-3100(2008)10-0130-04
Abstract: Taking L printing machine factory as an example, this paper uses the value-flow diagram to discuss the improvement process of such a production system. Based on the production line status of this factory and the value-flow diagram symbols, it describes the status of production line with the visualized way and identifies the value-added and non-value-added links in production. Finally it proposes some ways to eliminate these waste such as continuous flow and draw the future state chart, which will help managers to make future improvement decisions accurately.
Key words: lean production; value stream chart; improvement
中国加入WTO 后，将我国的企业推入到与世界级企业同台竞争的大舞台，企业如何应对这种挑战呢？运用精益思想是中国企业目前最佳的选择，因为它追求的是人的观念的更新，过程的不断完善，企业潜能的充分发挥。而价值流图技术是实施精益生产的一个可视化的系统分析工具，可以指导人们科学地发现问题，系统化地改善问题。本文以L印刷机械厂生产线为例，应用价值流图技术找出了该厂生产线中所存在的设施布置、搬运、等待、设备不足等制约产能的瓶颈问题，结合工业工程的方法改善问题，解决了企业所面临的困境，证明了精益思想和价值流图的作用，值得其它企业推广使用。
1价值流图
价值流图技术脱胎于精益生产，这种工具关注产品的整个生产流程，也就是产品在整个工厂内的流动过程，运用标准化的图形来描述整个生产流。
价值流图的分析通常能够帮助管理人员发现价值流中出现的各种浪费，包括库存、不合理的搬运及运输等，同时通过对价值流图的分析，管理人员能够根据企业的实际情况建立未来的目标价值流图。通过对当前生产体系的变革，来实现目标价值流图中绘制的远景，可使整个生产体系的浪费得到不断地消除，生产体系中的物料流和信息流更加顺畅，生产效率更高，能源、人工、原材料等的投入更少，资金的周转速度更快，从而使企业进入一个更加良性循环的运作环境当中。
2L企业供应链流程图及现状分析
L印刷机械厂是一家生产印刷包装设备的中外合资公司。该公司采用的是单件价值较高的小批量生产方式及“两头在内，中间在外”的运作模式——自主研发，主要零部件自行生产、自行组装；非主要零部件的生产实行外包。由于产品品种较多，L公司的生产模式为推式生产。由销售部根据订单及销售预测来制定生产计划，这种生产方式带来大量的库存以及较长的生产交货期（Lead Time）。L公司的生产装配顺利与否很大程度上取决于零部件供应商与外协单位能否及时提供相应零件，如果供应链各环节无法协调一致，那么L公司在装配时就会遇到生产延迟甚至停滞的问题。产品线复杂，供应链管理困难，供应链反应速度较慢等等是当前公司面临的首要问题。其次是周转资金紧张。企业在快速发展的过程中，采购原材料的资金逐步增加，而对产成品资金回收迟缓，导致工厂现金流减少，资金吃紧，特别是由于在制品库存量大，资金积压现象比较严重。因此，进行生产管理流程的内部优化是一项急需进行的工作。
L公司的车间生产线流程可用图1网状供应链流程来表示。
3绘制现状价值流图
3.1现状价值流图绘制步骤
根据图1生产流程，按以下步骤绘制L公司内部的价值流图。
（1）从物流的终点开始绘制。绘制价值流图首先应该针对某个产品流，从产品流的最末端——客户开始绘制。从客户处开始向上游工序逐步实现，至供应商为止。在实际生产过程中， L公司内部的生产流程归为五大功能块：粗加工、数控加工、热处理成型、人工装配和功能测试工序。每个功能块内部组成独立的生产线，其中功能测试工序是直接与客户相联系的工序，产品在最终的功能测试完成之后，就进行包装并根据发运计划发送给客户。
（2）分析研究整个物料流中的信息流传递的方式。整个价值流中的信息流表示的是产品需求量信息的传递方式。L公司所有的生产工序都通过计划科来制定工序内部的生产排程。而该公司的采购、生产、装配、提货等主要生产相关活动的信息沟通与信息反馈存在一定程度的缺失，由于每个工序的生产都必须根据工作令来安排，各个工序的生产并不同步，需要用缓冲库存来连接。同时，整个公司的生产需求又是通过生产订单向公司的计划部门下达的。订单每个月下达一次，然后计划科根据该月的生产订单制定生产计划，下达到每个工序。
（3）研究每个功能块的详细情况。对于某种产品，用CTi（Cycle Time）表示它通过某一道工序的标准工时，而C/T表示这个功能块中零件所需要的总加工工时。零件在某一个工位上加工时，不仅仅要考虑其标准工时，还要考虑其人工工时WCTi（Worker Cycle Time）与机器工时MCTi（Machine Cycle Time）。如WCT1 ，MCT1分别表示第一道工序的人工工时和机器工时。对于一些工序来说，生产完毕一批产品之后，如果要切换成生产另外一种产品，必须进行换模的工作。因此还需要记录工序的换模时间C/O（Changeover）、废品率RW%（Rework）等信息。
如人工装配功能块分为四道工序：
压接工序：工人先将待加工工件装上夹具，并夹紧、固定，然后启动机器，机器自动进行加工，加工结束后零件自动弹出，掉入储物篮中， WCT1=10s，MCT1=30s。
割板工序：工人先将待加工工件装上夹具并固定，然后启动机器，机器运行结束后不能自动弹出零件，必须由工人来松开夹具，取下零件。因此，WCT2分为两部分，装夹零件耗时10s，卸下零件耗时10s，WCT2=20s，MCT2=10s。
主轴装配工序：安装夹具和组装零件20s，卸下夹具5s，WCT3=25s， MCT3=105s。
面板装配工序：该工序为完全人工操作，故WCT4=100s，MCT4=0。
由此可知四道工序的总加工工时CT=300s，由于供货商不能及时提供零件，使得产品在每道工序之前都必须在缓冲库存区中等待数小时，造成产品交货期长达一周。
3.2现状价值流图分析
现状价值流图（图2）如实地记载了L公司物料流和信息流的传递过程、物料流增值过程与非增值过程之间的比例、物料流非增值过程。图中三角形表示库存，例如在数控加工过程的前面有3天的原材料库存。图的上部描述信息流，生产计划部门根据预测订单和每日送货要求制定每周生产计划下达到每一个过程。按月预测量通知供应商厂进行原材料生产, 由传真组织发货。从现状价值流图可以看出，工厂当前实行的生产方式是一种按预测进行的“推动”式的单件生产。这种“推动”式的方式存在显而易见的浪费是：为保证不中断对顾客的供应，过程之间不得不保持较大数量的库存；其它的浪费还有人员负荷不满、设备完好率低、换模时间长、过多的搬运、缺陷率高等。图2中最下面的数字表示, 物料由进入工厂到变成产品的生产周期长达2个月，而实际用在增值加工的时间仅5小时。基于这样的现状价值流图可以非常容易地对生产体系的现状进行分析，找出有利于物料流增值的最佳方式，然后对生产体系进行纸上的改进，从而形成目标价值流图。
4绘制未来价值流图
4.1未来价值流图改造原则
在未来价值流图的绘制过程中，同样应该遵循实际改善中的一些原则：
（1）按照节拍时间生产：首先应根据L公司最大产能，算出工人平均工时，并以这个时间作为平衡点，对工序的工时进行平均分配。其次根据去年的订单需求，推算出生产节拍。最后根据节拍调整生产线的周期时间。如在高峰期，L公司的D型号产品每月产量为10台即3天就要生产1台成品，而一台D型号产品又需要4件撑挡小板零件。所以，在扣除发黑工艺所需要的两天时间后，实际在L公司内的生产要求为一天八小时之内要完成4件撑挡小板的落料、铣工和钳工等工艺。
（2）尽量采用连续流生产方式：印刷机的装配总工时长，无法实现连续增值，但装配单元（如主轴、附件装配）可采用连续生产方式，这样可便于公司安排日生产计划，从而解决客户需求多样化与按订单生产的矛盾。以一台印刷机的生产周期作为一个时间段，将每个工作日按CT分成若干时间段。再按已确定的订单写成“看板”。装配车间内的每个工作人员都能见到“看板”（精益生产的可视控制）。此外，减少取料时间，将组裝所需材料放置附近，紧邻装配车间，可起暂存库的作用；人力配备可根据订单需求变动，在淡季时，减少工人数量，可延长生产周期，在旺季时，增加工人，可增加单位时间产量，即利用人数来平衡节拍，从而达到柔性生产的目的。在无法采用连续流生产的地方使用超市和看板来控制拉动，如牙排定位凸轮工序间夹杂着于外协单位处进行的二次加工或热处理工艺，这样适宜采用超市和看板形成拉动信号系统。
（3）尽量只在一道工序上接受生产计划：运用超市拉动系统和连续流生产单元之后，生产计划的下达过程就会发生变化。在现状图中，每个生产功能块的生产执行过程是各自为政的，每个生产功能块都不知道自己的下游工序需要什么产品，也不知道需要产品的数量和种类，因此，每个功能块的生产活动都是直接受到生产计划部门的指挥，接到生产计划之后，再生产计划中安排的产品，因此在生产体系内部，生产非常容易出现过量生产、库存堆积等情形。这些情形都是应该在未来价值流图中避免出现的。
（4）尽量应用均衡生产的理念：均衡生产要求公司能快速换模来应对市场上顾客的不同需求。因此在绘制未来价值流图的过程中，除了实现让整个生产体系快速增值之外，还必须保证生产体系有一定的柔性。均衡生产方式建立之后，生产体系生产的产品就是整个产品组合中的各个产品交替完成的。
4.2绘制未来价值流图的研究
根据前述的几个原则，综合公司生产体系中的具体情况，选择不同的生产信息传递方式i（生产看板、超市或者生产计划）和物料流动方式（超市、FIFO管道或者缓冲库存），以现状价值流图为基础，绘制L公司的未来目标价值流图。
在未来的价值流图中，每个功能块内部都采用连续流生产方式，生产计划下达到人工装配工序。人工装配工序和最后的功能测试工序之间采用FIFO管道连接，这样功能测试岗位就不需要接收单独的生产计划了，只需要根据先进先出的法则接收来自上道工序的产品就可以了。另外，人工装配工序和前道工序之间通过超市和看板来连接，前道工序同样也不需要接收单独的生产计划，只需要根据后道工序的生产看板来严格为超市补货就可以了。
在未来价值流图中，L公司的主要原材料库存也以超市的形式存在，并且设置供应商看板，当原材料库存中的物料被消耗掉了之后，仓库中会自动产生供应商看板，产生原材料需求信息，原材料需求信息传递到生产计划部门之后形成供应商订单，向供应商订货。在未来价值流图中，订货的周期大大缩短。
5结束语
由现状图与未来价值图对比可见，未来价值流图3中各个功能块之间已经不再用缓冲库存来连接。产品的增值加工时间仍为5小时，但产品的制造周期大大减少，降低到7.5天。未来价值流图为制定实现精益生产方式的计划提供了基础。但是真正实施还需要周密的计划和大量的工作。价值流图方法本身并没有提供结构化的方法，而仅仅提供了一些经验性的指导原则，因此，价值流图方法的应用，还必须借助有相当经验的管理人员来进行。
参考文献：
[1] Mick Rother, Rick Harris. Creating Continuous Flow[M]. Lean Enterprise Institute, USA, 2001.
[2]Wardi, Y.Melamed, B.. Continuous flow models: modeling, simulation and continuity properties[J]. Decision and Control, 1999,1(1):34-39.
[3] 邓修权，齐二石. 精益生产方式拉动生产系统设计程序的研究[J]. 工业工程与管理，2005,5(5):27-29.
关键词：精益生产；价值流图；改善
中图分类号：F270.7文献标识码：B
文章编号：1002-3100(2008)10-0130-04
Abstract: Taking L printing machine factory as an example, this paper uses the value-flow diagram to discuss the improvement process of such a production system. Based on the production line status of this factory and the value-flow diagram symbols, it describes the status of production line with the visualized way and identifies the value-added and non-value-added links in production. Finally it proposes some ways to eliminate these waste such as continuous flow and draw the future state chart, which will help managers to make future improvement decisions accurately.
Key words: lean production; value stream chart; improvement
中国加入WTO 后，将我国的企业推入到与世界级企业同台竞争的大舞台，企业如何应对这种挑战呢？运用精益思想是中国企业目前最佳的选择，因为它追求的是人的观念的更新，过程的不断完善，企业潜能的充分发挥。而价值流图技术是实施精益生产的一个可视化的系统分析工具，可以指导人们科学地发现问题，系统化地改善问题。本文以L印刷机械厂生产线为例，应用价值流图技术找出了该厂生产线中所存在的设施布置、搬运、等待、设备不足等制约产能的瓶颈问题，结合工业工程的方法改善问题，解决了企业所面临的困境，证明了精益思想和价值流图的作用，值得其它企业推广使用。
1价值流图
价值流图技术脱胎于精益生产，这种工具关注产品的整个生产流程，也就是产品在整个工厂内的流动过程，运用标准化的图形来描述整个生产流。
价值流图的分析通常能够帮助管理人员发现价值流中出现的各种浪费，包括库存、不合理的搬运及运输等，同时通过对价值流图的分析，管理人员能够根据企业的实际情况建立未来的目标价值流图。通过对当前生产体系的变革，来实现目标价值流图中绘制的远景，可使整个生产体系的浪费得到不断地消除，生产体系中的物料流和信息流更加顺畅，生产效率更高，能源、人工、原材料等的投入更少，资金的周转速度更快，从而使企业进入一个更加良性循环的运作环境当中。
2L企业供应链流程图及现状分析
L印刷机械厂是一家生产印刷包装设备的中外合资公司。该公司采用的是单件价值较高的小批量生产方式及“两头在内，中间在外”的运作模式——自主研发，主要零部件自行生产、自行组装；非主要零部件的生产实行外包。由于产品品种较多，L公司的生产模式为推式生产。由销售部根据订单及销售预测来制定生产计划，这种生产方式带来大量的库存以及较长的生产交货期（Lead Time）。L公司的生产装配顺利与否很大程度上取决于零部件供应商与外协单位能否及时提供相应零件，如果供应链各环节无法协调一致，那么L公司在装配时就会遇到生产延迟甚至停滞的问题。产品线复杂，供应链管理困难，供应链反应速度较慢等等是当前公司面临的首要问题。其次是周转资金紧张。企业在快速发展的过程中，采购原材料的资金逐步增加，而对产成品资金回收迟缓，导致工厂现金流减少，资金吃紧，特别是由于在制品库存量大，资金积压现象比较严重。因此，进行生产管理流程的内部优化是一项急需进行的工作。
L公司的车间生产线流程可用图1网状供应链流程来表示。
3绘制现状价值流图
3.1现状价值流图绘制步骤
根据图1生产流程，按以下步骤绘制L公司内部的价值流图。
（1）从物流的终点开始绘制。绘制价值流图首先应该针对某个产品流，从产品流的最末端——客户开始绘制。从客户处开始向上游工序逐步实现，至供应商为止。在实际生产过程中， L公司内部的生产流程归为五大功能块：粗加工、数控加工、热处理成型、人工装配和功能测试工序。每个功能块内部组成独立的生产线，其中功能测试工序是直接与客户相联系的工序，产品在最终的功能测试完成之后，就进行包装并根据发运计划发送给客户。
（2）分析研究整个物料流中的信息流传递的方式。整个价值流中的信息流表示的是产品需求量信息的传递方式。L公司所有的生产工序都通过计划科来制定工序内部的生产排程。而该公司的采购、生产、装配、提货等主要生产相关活动的信息沟通与信息反馈存在一定程度的缺失，由于每个工序的生产都必须根据工作令来安排，各个工序的生产并不同步，需要用缓冲库存来连接。同时，整个公司的生产需求又是通过生产订单向公司的计划部门下达的。订单每个月下达一次，然后计划科根据该月的生产订单制定生产计划，下达到每个工序。
（3）研究每个功能块的详细情况。对于某种产品，用CTi（Cycle Time）表示它通过某一道工序的标准工时，而C/T表示这个功能块中零件所需要的总加工工时。零件在某一个工位上加工时，不仅仅要考虑其标准工时，还要考虑其人工工时WCTi（Worker Cycle Time）与机器工时MCTi（Machine Cycle Time）。如WCT1 ，MCT1分别表示第一道工序的人工工时和机器工时。对于一些工序来说，生产完毕一批产品之后，如果要切换成生产另外一种产品，必须进行换模的工作。因此还需要记录工序的换模时间C/O（Changeover）、废品率RW%（Rework）等信息。
如人工装配功能块分为四道工序：
压接工序：工人先将待加工工件装上夹具，并夹紧、固定，然后启动机器，机器自动进行加工，加工结束后零件自动弹出，掉入储物篮中， WCT1=10s，MCT1=30s。
割板工序：工人先将待加工工件装上夹具并固定，然后启动机器，机器运行结束后不能自动弹出零件，必须由工人来松开夹具，取下零件。因此，WCT2分为两部分，装夹零件耗时10s，卸下零件耗时10s，WCT2=20s，MCT2=10s。
主轴装配工序：安装夹具和组装零件20s，卸下夹具5s，WCT3=25s， MCT3=105s。
面板装配工序：该工序为完全人工操作，故WCT4=100s，MCT4=0。
由此可知四道工序的总加工工时CT=300s，由于供货商不能及时提供零件，使得产品在每道工序之前都必须在缓冲库存区中等待数小时，造成产品交货期长达一周。
3.2现状价值流图分析
现状价值流图（图2）如实地记载了L公司物料流和信息流的传递过程、物料流增值过程与非增值过程之间的比例、物料流非增值过程。图中三角形表示库存，例如在数控加工过程的前面有3天的原材料库存。图的上部描述信息流，生产计划部门根据预测订单和每日送货要求制定每周生产计划下达到每一个过程。按月预测量通知供应商厂进行原材料生产, 由传真组织发货。从现状价值流图可以看出，工厂当前实行的生产方式是一种按预测进行的“推动”式的单件生产。这种“推动”式的方式存在显而易见的浪费是：为保证不中断对顾客的供应，过程之间不得不保持较大数量的库存；其它的浪费还有人员负荷不满、设备完好率低、换模时间长、过多的搬运、缺陷率高等。图2中最下面的数字表示, 物料由进入工厂到变成产品的生产周期长达2个月，而实际用在增值加工的时间仅5小时。基于这样的现状价值流图可以非常容易地对生产体系的现状进行分析，找出有利于物料流增值的最佳方式，然后对生产体系进行纸上的改进，从而形成目标价值流图。
4绘制未来价值流图
4.1未来价值流图改造原则
在未来价值流图的绘制过程中，同样应该遵循实际改善中的一些原则：
（1）按照节拍时间生产：首先应根据L公司最大产能，算出工人平均工时，并以这个时间作为平衡点，对工序的工时进行平均分配。其次根据去年的订单需求，推算出生产节拍。最后根据节拍调整生产线的周期时间。如在高峰期，L公司的D型号产品每月产量为10台即3天就要生产1台成品，而一台D型号产品又需要4件撑挡小板零件。所以，在扣除发黑工艺所需要的两天时间后，实际在L公司内的生产要求为一天八小时之内要完成4件撑挡小板的落料、铣工和钳工等工艺。
（2）尽量采用连续流生产方式：印刷机的装配总工时长，无法实现连续增值，但装配单元（如主轴、附件装配）可采用连续生产方式，这样可便于公司安排日生产计划，从而解决客户需求多样化与按订单生产的矛盾。以一台印刷机的生产周期作为一个时间段，将每个工作日按CT分成若干时间段。再按已确定的订单写成“看板”。装配车间内的每个工作人员都能见到“看板”（精益生产的可视控制）。此外，减少取料时间，将组裝所需材料放置附近，紧邻装配车间，可起暂存库的作用；人力配备可根据订单需求变动，在淡季时，减少工人数量，可延长生产周期，在旺季时，增加工人，可增加单位时间产量，即利用人数来平衡节拍，从而达到柔性生产的目的。在无法采用连续流生产的地方使用超市和看板来控制拉动，如牙排定位凸轮工序间夹杂着于外协单位处进行的二次加工或热处理工艺，这样适宜采用超市和看板形成拉动信号系统。
（3）尽量只在一道工序上接受生产计划：运用超市拉动系统和连续流生产单元之后，生产计划的下达过程就会发生变化。在现状图中，每个生产功能块的生产执行过程是各自为政的，每个生产功能块都不知道自己的下游工序需要什么产品，也不知道需要产品的数量和种类，因此，每个功能块的生产活动都是直接受到生产计划部门的指挥，接到生产计划之后，再生产计划中安排的产品，因此在生产体系内部，生产非常容易出现过量生产、库存堆积等情形。这些情形都是应该在未来价值流图中避免出现的。
（4）尽量应用均衡生产的理念：均衡生产要求公司能快速换模来应对市场上顾客的不同需求。因此在绘制未来价值流图的过程中，除了实现让整个生产体系快速增值之外，还必须保证生产体系有一定的柔性。均衡生产方式建立之后，生产体系生产的产品就是整个产品组合中的各个产品交替完成的。
4.2绘制未来价值流图的研究
根据前述的几个原则，综合公司生产体系中的具体情况，选择不同的生产信息传递方式i（生产看板、超市或者生产计划）和物料流动方式（超市、FIFO管道或者缓冲库存），以现状价值流图为基础，绘制L公司的未来目标价值流图。
在未来的价值流图中，每个功能块内部都采用连续流生产方式，生产计划下达到人工装配工序。人工装配工序和最后的功能测试工序之间采用FIFO管道连接，这样功能测试岗位就不需要接收单独的生产计划了，只需要根据先进先出的法则接收来自上道工序的产品就可以了。另外，人工装配工序和前道工序之间通过超市和看板来连接，前道工序同样也不需要接收单独的生产计划，只需要根据后道工序的生产看板来严格为超市补货就可以了。
在未来价值流图中，L公司的主要原材料库存也以超市的形式存在，并且设置供应商看板，当原材料库存中的物料被消耗掉了之后，仓库中会自动产生供应商看板，产生原材料需求信息，原材料需求信息传递到生产计划部门之后形成供应商订单，向供应商订货。在未来价值流图中，订货的周期大大缩短。
5结束语
由现状图与未来价值图对比可见，未来价值流图3中各个功能块之间已经不再用缓冲库存来连接。产品的增值加工时间仍为5小时，但产品的制造周期大大减少，降低到7.5天。未来价值流图为制定实现精益生产方式的计划提供了基础。但是真正实施还需要周密的计划和大量的工作。价值流图方法本身并没有提供结构化的方法，而仅仅提供了一些经验性的指导原则，因此，价值流图方法的应用，还必须借助有相当经验的管理人员来进行。
参考文献：
[1] Mick Rother, Rick Harris. Creating Continuous Flow[M]. Lean Enterprise Institute, USA, 2001.
[2]Wardi, Y.Melamed, B.. Continuous flow models: modeling, simulation and continuity properties[J]. Decision and Control, 1999,1(1):34-39.
[3] 邓修权，齐二石. 精益生产方式拉动生产系统设计程序的研究[J]. 工业工程与管理，2005,5(5):27-29.