面向離散型中小企業(yè)的裝配車間精益物流系統(tǒng)設(shè)計

劉 磊 王 朔 付亞杰

(唐山晟群科技有限公司，河北 唐山 063000)

面對著經(jīng)濟、技術(shù)全球化的飛速發(fā)展，離散型中小企業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。如何快速地對客戶定制需求做出反應(yīng)，并能夠在交付周期內(nèi)低成本、高品質(zhì)的完成生產(chǎn)，是離散型中小企業(yè)提高競爭力、迅速占領(lǐng)市場的關(guān)鍵。

離散型生產(chǎn)是指以不同的物料經(jīng)過非連續(xù)的移動，通過不同路徑，生產(chǎn)出不同的單件或小批量零件和產(chǎn)品[1]。相較于連續(xù)型企業(yè)，具有以下幾個特點：(1)按照客戶需求定制設(shè)計、生產(chǎn)。(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝流程復(fù)雜。(3)自動化水平低，產(chǎn)品質(zhì)量依賴工人技術(shù)水平。(4)生產(chǎn)管理難度大，信息反饋不及時，生產(chǎn)周期不易控。(5)供應(yīng)商及客戶不易管理[2]。

文獻[3]針對離散型企業(yè)的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)進行了分析研究，并驗證了該方法的有效性和可行性。文獻[4-6]通過計算機技術(shù)分別實現(xiàn)了離散型企業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)、庫房管理系統(tǒng)的設(shè)計與實施。關(guān)于離散型企業(yè)其他一些研究多集中在物聯(lián)網(wǎng)[7-8]、智能制造[9-10]、MES[11]的等高尖端技術(shù)方面。中小企業(yè)體量小、資金不足，不具備開展相關(guān)工作的條件。此外，由于管理模式落后，先進管理系統(tǒng)的引進多以失敗告終[12]，生產(chǎn)問題不但沒得到改善，反而給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。對于中小企業(yè)而言，當(dāng)務(wù)之急是先進管理模式的建立與實施，從基礎(chǔ)做起持續(xù)不斷地優(yōu)化改善，提升企業(yè)的管理水平。本文將從精益生產(chǎn)的角度，對其主要產(chǎn)品全藥品智能發(fā)藥機(以下簡稱“發(fā)藥機”)的裝配車間的物流系統(tǒng)設(shè)計進行探討。

1 模塊化備貨生產(chǎn)

為了實現(xiàn)產(chǎn)品的柔性設(shè)計與生產(chǎn)，發(fā)藥機的研發(fā)工作采用模塊化設(shè)計方式開展，在設(shè)計階段就充分考慮客戶的個性化需求。建立功能模塊模型庫，定制設(shè)計階段直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)模型，并根據(jù)客戶需求分析建立標(biāo)準(zhǔn)版產(chǎn)品模型，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計有助于保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。由于訂單的個性化和隨機性，針對不同的功能模塊需要采用差異性的備貨生產(chǎn)方式，根據(jù)功能模塊的生產(chǎn)特性將其分類如表1所示。

表1 模塊分類表

(1)備貨生產(chǎn)應(yīng)均衡協(xié)調(diào)物料計劃和生產(chǎn)計劃，避免待工待料的浪費。

(2)預(yù)測生產(chǎn)應(yīng)綜合考慮訂單和生產(chǎn)情況，避免過多過早生產(chǎn)。

(3)備貨數(shù)量嚴(yán)禁超出最大需求量，避免占用大量的流動資金。

(4)做好供應(yīng)商管理，尤其是定制零部件及輔助模塊的供應(yīng)商，確立穩(wěn)定地供貨質(zhì)量及周期。

(5)生產(chǎn)過程中如有訂單插入，應(yīng)以訂單為主導(dǎo)制定新的生產(chǎn)計劃。

2 物流路線設(shè)計

按照發(fā)藥機的備貨生產(chǎn)流程，將其裝配車間分為：零件庫、物料周轉(zhuǎn)區(qū)、模塊裝配區(qū)、半成品周轉(zhuǎn)區(qū)、總裝調(diào)試區(qū)和發(fā)貨區(qū)共6個區(qū)域。根據(jù)上文所述，綜合考慮功能模塊的備貨生產(chǎn)方式，確定工序流程圖如圖2所示，其中〇表示加工生產(chǎn)，▽表示存儲[13]。

根據(jù)SLP設(shè)計方法[14]，對各工作區(qū)域間物流強度進行分析，采用U型布局方式，繪制裝配車間布局示意圖如圖3所示。U型布局方式可以有效地避免物流的交叉回流現(xiàn)象以及過長的搬運距離，開放式區(qū)域劃分可以充分利用空間、便于大型重型物料的搬運。

3 物料流轉(zhuǎn)模式

以拉動式生產(chǎn)方式[15]為基礎(chǔ)，結(jié)合裝配車間的布局方案，建立拉動式物料流轉(zhuǎn)模型如圖4所示，實線表示物流，虛線表示信息流。

本文采用精益生產(chǎn)中“水蜘蛛”的概念，將復(fù)雜物料領(lǐng)用流程轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎唵悟?qū)動的物料配送方式，其具體流程如下所示：

(1)生產(chǎn)計劃下達(dá)后，零件庫制定物料采需求計劃進行采購，供應(yīng)商進行定制供貨，物料直接送達(dá)物料周轉(zhuǎn)區(qū)和總裝調(diào)試區(qū)。

(2)水蜘蛛將相應(yīng)的物料配送至總裝調(diào)試區(qū)。

(3)總裝調(diào)試區(qū)在半成本周轉(zhuǎn)區(qū)領(lǐng)用備貨，并填寫領(lǐng)用看板，開始總裝調(diào)試。

(4)模塊裝配區(qū)在半成品周轉(zhuǎn)區(qū)獲取領(lǐng)用信息后，在物料周轉(zhuǎn)區(qū)領(lǐng)用物料并填寫領(lǐng)用看板，開始進行備貨補充。

(5)零件庫在物料周轉(zhuǎn)區(qū)獲取領(lǐng)用信息后，制定物料需求計劃進行采購，供應(yīng)商進行補充供貨。

此流程形成物料流轉(zhuǎn)的閉環(huán)管理，各工作區(qū)域間通過管理看板形成信息交互，流程簡單，便于物料的快速流轉(zhuǎn)和管理。但是，會加重零件庫工作負(fù)擔(dān)，物料供應(yīng)不及時會嚴(yán)重影響生產(chǎn)進度。傳統(tǒng)的庫房管理中，按照物料種類進行存儲，忽略了物料的生產(chǎn)屬性。在拉動式物料流轉(zhuǎn)模式中物料采購、入庫、配送均以模塊為單位進行，各功能模塊一般都包含機械標(biāo)準(zhǔn)件、電子元器件、機加件、鈑金件和耗材等多種類物料，水蜘蛛需要在多個貨架間穿梭尋找物料，耗費大量的時間和體力。所以本文提出以模塊為基礎(chǔ)進行初步分類，然后再按照物料種類進行細(xì)分存儲，最后模塊通用零件集中存儲、特種物料特殊存儲的方法，模塊化物料分類模型如圖5所示，以此減少水蜘蛛尋找物料的時間以及走動距離，極大地提升了工作效率。

4 結(jié)語

從生產(chǎn)方式、物流路線和管理模式3個方面，對離散型中小企業(yè)的裝配車間進行物流系統(tǒng)設(shè)計：首先依據(jù)物料的生產(chǎn)特性建立了模塊化備貨生產(chǎn)模型，然后通過產(chǎn)品工序流程分析進行裝配車間的布局設(shè)計，最后建立了拉動式物料流轉(zhuǎn)模型，并提出了模塊化物料分類管理方法。該物流系統(tǒng)以精益思想為基礎(chǔ)，可以保證產(chǎn)品低成本、高品質(zhì)地快速交付。