單元制造模式及其應(yīng)用研究

何悅

摘要：隨著科學(xué)信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳送帶生產(chǎn)出來的大批量、單一產(chǎn)品已不再滿足客戶的需求。除此之外，低成本、“少人化”理念已滲透企業(yè)當中。此背景下，由成組技術(shù)發(fā)展而來的單元制造模式受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。論文對兩種生產(chǎn)方式進行比較研究，找出傳送帶中存在的問題及單元制造模式的優(yōu)點。找出一條適合我國企業(yè)推行的單元制造模式的實施方法，使我國企業(yè)在生產(chǎn)過程中達到降低成本、提高利潤的目的，增強我國制造業(yè)的競爭力。

關(guān)鍵詞：單元制造模式;傳送帶生產(chǎn)方式;制造業(yè)

1? 緒論

傳送帶生產(chǎn)方式以大批量、標準化的生產(chǎn)達到降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的目的。但客戶對產(chǎn)品的需求逐漸從單品種、大批量到多品種、小批量的趨勢發(fā)展[1]。傳送帶生產(chǎn)方式的缺點具有以下三點：第一，傳送帶生產(chǎn)方式具有很強的剛性，只能針對需求趨同的情況;第二，生產(chǎn)設(shè)備較為復(fù)雜，占地面積龐大，只有大批量生產(chǎn)才能滿足降低成本的需求;第三，傳送帶作業(yè)方式過于細化，使操作者缺乏自主性和積極性。

單元制造模式的研究是興起于美國、瑞典等歐洲發(fā)達地區(qū)，繁榮于日本的一種具有創(chuàng)新性的生產(chǎn)方式[2]，單元制造模式是配備少數(shù)低自動化和機械化的設(shè)備生產(chǎn)多品種、少批量的產(chǎn)品，符合我國目前工廠中缺乏大量自動化設(shè)備的國情。單元制造模式的優(yōu)點是低成本、高柔性化以及“少人化”[3][4]。在該模式下，工人是以一個單元為單位，在一個單元內(nèi)部進行組裝生產(chǎn)，縮短了生產(chǎn)線的長度，減少了工廠內(nèi)部機器的數(shù)量，不再需要大量的操作工人，進而降低了雇傭工人的成本;同時，生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率直接與工資掛鉤，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也提高了生產(chǎn)效率。

2? 單元制造模式分類

結(jié)合目前現(xiàn)有的理論研究，根據(jù)單元制造模式的實際情況，可以將單元制造模式分為以下四類：

①無傳送帶生產(chǎn)方式：是在傳送帶生產(chǎn)方式的基礎(chǔ)上將傳送帶去除，由少數(shù)幾名操作人員分段承擔(dān)流程或工序。工作臺和工作臺之間設(shè)置專門放置半成品的地方，操作人員在完成自己所負責(zé)的流程段或工序之后，將半成品交給下一個流程或工序。如圖1所示為無傳送帶生產(chǎn)方式示意圖。

②分割式生產(chǎn)方式：是由少數(shù)幾名操作人員分段承擔(dān)流程或工序，主要為U字型生產(chǎn)。它是在完成一件產(chǎn)品所需工序數(shù)或流程相對較多的情況下，或當新工人對操作還不夠熟練時所采用的一種生產(chǎn)方式。如圖2所示為分割式生產(chǎn)方式示意圖。

③單人生產(chǎn)方式：單元內(nèi)所有工序由一個人承擔(dān)，不再進行分工，操作人員在不同的作業(yè)臺之間移動，它是單元制造模式的基本形態(tài)。如圖3所示為單人巡回式生產(chǎn)方式。

④巡回式生產(chǎn)方式：單元內(nèi)有若干名作業(yè)人員，并按順序排列，一個跟著一個在單元內(nèi)周而復(fù)始地完成所有工序。這種方式的優(yōu)點是，可以在不增加車間作業(yè)面積，不增加工作臺數(shù)量和配套設(shè)備的前提下，僅通過增加作業(yè)人員達到迅速增加產(chǎn)量的目的。如圖4所示為巡回生產(chǎn)方式示意圖。

3? 我國制造業(yè)推行單元制造模式的方法

我國目前制造業(yè)存在的問題主要有：生產(chǎn)效率和勞動生產(chǎn)率低、自動化程度低、過于依靠廉價勞動力、對市場的應(yīng)變能力較弱，競爭優(yōu)勢低下。因此，推行單元制造模式，可以有效解決我國制造業(yè)存在的上述問題。

單元制造模式的實施步驟一般可以分為：單元的劃分、單元的構(gòu)建、單元布局的制定、單元制造模式試運行、應(yīng)用單元制造模式五步。其中，單元的劃分是指通過對產(chǎn)品工藝流程資料的搜集，將全部工序劃分為不同的工藝流程類型，工藝流程資料的搜集需要了解從原材料到制成成品各項工序安排的程序。在這里主要介紹單元的構(gòu)建和單元布局的制定。

3.1 單元的構(gòu)建方法

單元構(gòu)建的具體分析方法包括程序分析和時間研究。程序分析包括消除單元的無用功、單元構(gòu)建的動作均衡分析以及單元構(gòu)建的儲存問題分析三個方面。其中，消除單元的無用功與單元構(gòu)建的動作均衡分析分別是利用5W1H的提問技術(shù)以及ECRS四大原則來構(gòu)造出更加高效和經(jīng)濟的單元，減少了原生產(chǎn)線的消耗和無用功。

單元構(gòu)建的儲存問題分析是指對在制品的數(shù)量進行標準化。由于在制品的數(shù)量會嚴重影響到單元內(nèi)的生產(chǎn)效率、生產(chǎn)周期以及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，因此，在我國制造型企業(yè)的實際生產(chǎn)過程中要計算出標準在制品庫存量（Work in Process，WIP）以指導(dǎo)單元的合理構(gòu)建。論文以時效處理的標準WIP計算方法來指導(dǎo)單元的構(gòu)建[5]。所謂時效處理指的是當?shù)谝坏拦ば蚣庸ね戤吅?，由于工藝要求，在制品不能立刻轉(zhuǎn)入下一道工序，必須有一定的等待時間，這段等待時間稱之為時效處理時間。根據(jù)利特爾法則，可得出標準WIP的計算方法如下：

前置時間（Lead Time）=存貨數(shù)量×生產(chǎn)節(jié)拍

單元構(gòu)建的時間研究是通過作業(yè)測定使時間標準化，是指在合理的作業(yè)方法的基礎(chǔ)上，測定必要的作業(yè)時間，通過寬放、評比等技術(shù)，制定出合理的標準時間，并以此為依據(jù)制定勞動定額。一般來說，企業(yè)應(yīng)給予4%的寬放時間[6]。

3.2 單元的布局方法

接下來需要進行的工作是基于設(shè)施布局制定出單元的布局。對于不同類型的企業(yè)或車間，應(yīng)根據(jù)單元制造模式中4種不同類型的特點進行單元布局模式的選擇，具體的選擇方法可分為不同企業(yè)和不同車間兩個方面的內(nèi)容。

3.2.1 對于不同的企業(yè)應(yīng)選擇不同類型的單元布局

①勞動密集型企業(yè)：對于紡織業(yè)、食品企業(yè)、日用百貨等輕工企業(yè)以及服務(wù)型企業(yè)來說，這種類型的企業(yè)都屬于勞動密集型企業(yè)，設(shè)備技術(shù)程度很低，但容納的操作者卻還多。對于勞動密集型企業(yè)來說，應(yīng)采取無傳送帶的單元制造模式，其類型仍為直線型，只是去掉了無用功過多的傳送帶，可以適當減少一些在傳送帶時期的員工配備，對提高操作者的積極性以及企業(yè)的經(jīng)濟效益有很大幫助。

②技術(shù)密集型企業(yè)：對于剛開始應(yīng)用單元制造模式的技術(shù)密集型企業(yè)來說，不適宜應(yīng)用單人生產(chǎn)方式，應(yīng)采取從傳送帶生產(chǎn)方式向單人生產(chǎn)方式過渡的分割式或巡回式生產(chǎn)方式?？梢詫卧脑O(shè)備布局成“U”字型或“C”字型，推行少數(shù)幾個人的生產(chǎn)方式。當單元內(nèi)每個操作者的熟練度達到可獨立負責(zé)全部工序的水平時，可考慮推行單人生產(chǎn)方式。

3.2.2 對于不同的車間應(yīng)選擇不同類型的單元布局

①裝配車間：裝配車間中每道工序的復(fù)雜程度以及操作者的數(shù)量不一致，且工人之間的操作速度和生產(chǎn)效率相差很多。另外，裝配車間的自動化程度比較低，使用大型設(shè)備或自動化程度較高設(shè)備的情況很少，一般情況下都是操作者進行手工作業(yè)，因此，裝配型車間的生產(chǎn)模式符合單元制造模式的基本原理。分割式生產(chǎn)方式符合裝配車間工序較多，不可配備單人操作的特點。

②機加車間：在機加車間中，操作工人較少，而機器設(shè)備的數(shù)量卻相當龐大。在這種情況下，單元內(nèi)可以采取單人生產(chǎn)方式的方法，以達到“一人多機”的目的，因此，在機加車間中為了能使操作者獨立完成各道生產(chǎn)工序，企業(yè)應(yīng)更加注重“多能工”的培養(yǎng)，建立起一套有效的員工培訓(xùn)機制。

4? 總結(jié)

企業(yè)對經(jīng)濟效益的追求是企業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。目前，市場需求呈現(xiàn)出定制化趨勢，我國企業(yè)逐漸認識到只有順應(yīng)客戶的需求和市場的變化才能達到提高經(jīng)濟效益的目的，如何有效地將先進的生產(chǎn)方式推行到我國制造業(yè)當中已經(jīng)成為企業(yè)界共同關(guān)注的焦點。論文亦是從此方面出發(fā)，探尋單元制造模式是否適合在我國推行，并基于我國目前制造業(yè)現(xiàn)狀和特點，提出具體的實施方法推進單元制造模式在我國的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]劉晨光，廉潔，李文娟，殷勇.日本式單元化生產(chǎn)——生產(chǎn)方式在日本的最新發(fā)展形態(tài)[J].運作管理，2010，22（5）：93-103.

[2]俞曉軍.細胞式生產(chǎn)方式的起源及其在日本的普及條件[J].當代經(jīng)濟研究，2010（7）：23-27.

[3]羅珊珊.應(yīng)用細胞式生產(chǎn)方式改造A產(chǎn)品包裝流水線的研究[D].南昌：華東交通大學(xué)碩士論文，2014.

[4]熊玲玲.虛擬制造單元方式下作業(yè)成本法的應(yīng)用研究[D].鎮(zhèn)江：江蘇科技大學(xué)碩士論文，2014.

[5]王恩亮，工業(yè)工程手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[6]崔繼耀，單元生產(chǎn)方式[M].廣州：廣東經(jīng)濟出版社，2005.