混线(关于精益生产里面混线的问题专题)_精益生产中的问题
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高效低成本的汽车生产在多车型混线生产中得到了集中展现，而且，随着技术的不断发展和“降本增效”要求的不断提高，如何实现更高水平的汽车混线生产，这是很多厂商都在进一步研究的热点，北京现代在这方面也做出了有益的探索。
随着汽车产品多品种共线生产技术的不断发展，北京现代在高效、高柔性汽车制造领域不断进取，2007年度北京现代将初步实现伊兰特、索纳塔、御翔、雅绅特、途胜等5种车型的混线生产，这为高效率工艺编排和实现一流的生产质量提出了很大的挑战。本文将从工艺编制、TFT活动的重点问题突破、全员提案活动的推广、实现全工位的标准作业等方面来阐述我公司总装车间实现多车种混线生产的一些经验和体会。面临的挑战
我公司总装车间的混线生产面临很多挑战，车种多、车型多，且各种车型的目标产量不同，具体如表1。
表1 车种差别大、车型种类多、目标产量各不一致
总装生产线实行双班制生产，设计生产能力为30万台/年，目前生产时速66UPH（每小时产能），今后可提高到68UPH；生产工位为232个，其中内饰线66个工位，底盘线45个工位，最终线76个工位，OK线17个工位，车门线28个工位；内饰线、底盘线、最终线、OK线采用串联方式连接在一起，整体上是一条生产线。图1中绿色区域为生产线输送线，黄色区域为材料码放区，单工位长5.8m，整个总装线非常长。
图1 生产工位
五种车型共线生产的装配工艺编制
1、工艺卡
工艺卡是装配工艺编程的基础性文件，主要内容有：安装作业内容和要求；安装部件的名称数量和名称；安装部件的工具和要达到的扭矩标准；安装工时。
图2 发动机固定销
表2所示为汽车发动机在装配过程中使用的固定销（图2）的安装工艺卡中工时部分。这种工时编制采用模特法（MODAPTS）计算得来，是国际公认的制定时间标准的先进技术，该方法利用预先为各种操作所制定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间，而不是通过直接观察和测定来确定，因此这个工时也常常被描述成净工时。
图3 不同的作业方式，不同的编程效率
2、生产节拍
生产节拍用来确定理论上完成生产线上某一道工序所需要的时间，以生产速度68UPH计算，生产节拍＝3600s/生产速度＝3600s/68＝52.94s，即理论上一个工位的操作者在单车型作业生产时最多花费时间是52.94s，如果超过这个时间，说明作业者不能按生产节拍完成作业要求。实际工作中，操作者的作业工时包括两个部分：精密工时和辅助工时。
（1）精密工时：作业者需要完成的工艺卡上要求的累计工时。每张工艺卡上的工时不同，每个操作者完成的工作包括在数目不等的工艺卡中，但工艺卡中工时累计不能超过定额生产工时。
图4 总装生产线生产合格率
（2）辅助工时：精密工时是将工艺卡工时机械累加，但实际上一个作业者要完成的作业任务不仅仅是一张工艺卡所要求的作业，工艺卡与工艺卡之间的衔接作业、人员的移动、必要的准备和休息时间等都是没有包括的，因此，这类时间多采用实测或经验估算，如北京现代直接采用韩国现代的计算方法：辅助工时＝精密工时×0.17。
3、人员定额
将整车累计工时（精密工时+辅助工时）除以生产节拍，得到的是理论上需要的人员定额，也是最经济的作业人数。但在本案例中存在5种完全不同的车型，存在完全不同的累计整车工时，也就存在完全不同的理论人员定额。确定最终的人员定额必需要综合考虑各个方面的条件因素，核心要求是用最少的人员定额完成5种车型的混线生产。
图5 总装生产线综合运转率
4、编程效率
在实际生产中，每个作业者的作业时间不可能与生产节拍完全一致，理论上是小于工时定额的，因此得出：编程效率＝作业者实际作业工时/（生产节拍×人员定额）。拟定本案例的编程效率为95%，实际作业工时＝生产节拍×95%＝52.94×95%＝50.29s。这表明实际生产中，每个作业者理论完成的单车作业时间为50.29s，这将为下一步的工艺编程提供依据。
5、五种车型共线生产编程的实现
汽车装配线的编程紧密围绕5种车型共线生产这一特点展开，同时包含人员定额最小化、编程效率最大化的原则。
表2 发动机固定销安装工艺卡部分内容
（1）主要车型的作业编程。从表1的产量可以看出，伊兰特年度计划产量占全年计划产量的46.2%，因此，应首先实现该车型在生产线上的工艺编程，主要考虑以下几点：
□ 工艺卡按照装配工艺顺序整理排序，为工艺编排做好基础工作。
□ 移动距离最短原则，从图1中可以看出，作业者移动范围在长度5.8m，宽度为2.1m（0.8＋2.6÷2）的工位区间内。
□ 初次编程时应尽量确保多数工位的理论工时，避免工时平均化，具体如表3所示。这种编程方式主要是考虑到辅助工时的不确定性，在生产中存在变化因素较多，因此要为今后的改进和后续车型的工艺编排留有空间。
□ 一去一回原则。减少操作者的移动距离，可以最大限度地降低工时浪费。作业者接近安装车辆时确保携带所有所需工具和零部件，工艺编程中避免在同一工位安排过多的零部件或工具。图3所示为两种不同的作业人员移动轨迹，第一种要返回物料区（作业④），第二种没有此作业，编程效率提高较多。
表3 各工位工时安排
（2）在主要车型排布完成后，依次将其他车型按照上述原则进行工艺排布，并注意以下问题：
□ 大尺寸零部件分散在不同的工位。
□ 非主要车型工时可适当超过生产节拍。假设某工位主要车型伊兰特工时为30s，那么其他非主要车型，如索纳塔，在这个工位最大可编排的工时为70s，这样依然可以保证平均工时50s。前提条件是生产线上索纳塔车型不能连续投入，即必须在两个索纳塔之间有一辆伊兰特，才能确保此工位的作业时间不超出生产节拍。
□ 当非主要车型整车工时超过伊兰特车型太多时，必须增加人员的特殊排布。以途胜车型为例，在最终线超过伊兰特车型工时150s，依据人员定额最小化原则，应增加一个作业人员完成全部150s作业，前提是要保证两个途胜车之间至少要有两台伊兰特。
□ 某车型工时在某一工位超生产节拍时，此车型不连续投入原则。不同的车型投入排列有不同的要求，车型投入顺序必须纳入严格生产管理。
（3）工艺编程形成的文件输出。5种车型的共线生产全部编程完成后，形成3个主要文件：
□ 工艺编程文件。用来指导生产的最主要的文件，包括人员分布和作业人员定额。
表4 TFT课题小组主要活动安排
□ 气动工具台账。气动工具是总装车间最主要的使用工具，工具台账包括不同规格气动工具在生产线的使用排布及其数量，方便工具管理与维护，确保生产质量。
□ 定扭矩检测扳手台账。螺纹扭矩是总装车间最主要的质量控制内容，此文件是扭矩管理的最基础的文件之一。提高多车型生产性与质量的TFT活动
工艺编制好后，在实际生产中的最初运转阶段还会存在有很多问题，主要有以下几点：各车型同一作业部标准件使用不统一，套筒类工具更换频繁；同一作业部紧固扭矩不统一，定扭检测扳手配备过多；作业中各零部件使用的包装纸解包耗费时间过多；分装作业延迟引发启动率降低；在同一作业中，工具替换次数多。为尽快改善以上主要问题，我们成立了TFT（Task Force Team）课题小组，包括总装车间、生产技术部、生产管理部、质量管理部、产品工程部等部门的专职负责人。TFT是围绕某一改善主题而开展的问题攻关小组，一般由3～10人组成。TFT是临时的虚拟组织，在功能上类似于常说的QC小组。
1、活动阶段与日程安排
表4所示为TFT课题小组主要活动安排。
2、效果分析
TFT小组针对实际生产中暴露的主要问题点进行有针对性的改善，阶段效果明显（表5）。
表5 TFT小组的质量改善工作效果分析
全员提案活动与标准作业
我公司开展全员提案活动，改善生产，全员参与的提案活动也有利地促进了标准作业的生成。
1、提案制度
提案制度又称合理化建议，是员工对于公司的质量控制、成本节约、生产活动改善等提出建议，同时提出这些建议的解决方案。在此过程中，员工将获得与该建议贡献度同等价值的奖励。
2、提案制度的核心
提案的产生源于每个员工对自己的工作都非常熟悉，经由员工本人提出的意见能更加贴近问题的核心。例如，工具摆放的核心是工具摆在什么地方最方便工人拿取和使用，且不会对车身造成划伤，这点只有实际操作工自己最有发言权。
3、标准作业
标准作业是策划人、物和设备的最佳组合，从而排除不必要的重复作业，按照作业时间、顺序、标准这3个要素进行操作，安全、迅速地生产出精良的产品。标准作业包括单位时间、作业顺序、手持量的标准等三要素。
4、标准作业需确认的事项
标准作业需确认以下事项：人和机械作业时间的可视化管理；清楚了解使用物件的存量；从反复作业中发现问题的真正原因；发现工序中的瓶颈问题，从而将其改善；限制进入工序的待加工品数量，以实现消减待加工品；暴露物品的配置和排列问题；管理者可以实现可视化管理；可以成为作业指导书或作业标准书；防止作标准以外的事；遵守标准作业，使品质、数量和成本的管理得到落实。效果分析
我们的混线生产体系建立之后，2006年累计生产销售29万辆，没有由于生产的原因而未完成计划，且总装生产线的生产合格率达到91.3%（图4），接近同期的韩国现代93.5%、日产公司92.7%。总装车间的综合运转率达到95%（图5），主要是设备不稳定造成的，作业原因的影响可忽略。这些数据可以看出：总装车间多车种混线生产体系的建立成功的、高效的、令人满意的。总结
总装车间的多车型混线生产体系的建立是一项长期性的工作，是一个不断完善的过程，大致可以分为3个步骤——“面”的建立（作业编程），“线”的突破和完善（TFT活动），最终“点”的细化和深入（提案活动）。显然第一个过程是基础，而后两个过程将随时准备完善第一个过程，并不断提升作业品质，提高企业竞争力。January 05 两种车型混线生产的装配线改造
汽车行业的竞争越来越激烈，纵观汽车市场，单一车型销售额超过10万辆的汽车工厂非常少，汽车厂必须有较宽的产品谱系，才会更有竞争力，因此，在同一条生产线上生产更多品种的汽车已经是不可避免。现代化的生产线必须是柔性化的生产线，即多种产品共线生产。
而且，为了缩短汽车研发的时间，加快产品投放市场的速度，汽车工厂的建设与汽车产品设计往往是并行的，而这样建造出来的生产线不可能一下子就满足柔性化生产的需要，企业往往采取的是在现有的生产线上，适当地改造它来实现多品种的共线生产。那么，怎样才能在同一条生产线上实现多品种的混线生产呢？以汽车车身的生产过程为主，本文将重点介绍汽车车身装配线的改造方法。
汽车装配线改造方案的制定
在汽车厂，生产线是由车身车间、油漆车间和总装车间的生产线组成的。在车身车间内，为了保证拼装出来的车身精确度，拼装在一起的零件需要在夹具上进行定位后焊接而成，所以对车身车间而言，对车身的外形敏感度较高。在油漆车间，工人通过喷枪对车身表面进行油漆，考虑到设备的投资和场地大小的合理性，一般喷枪的数量是被控制的，同时为了保证油漆颜色的质量，在产品的颜色有交替时还需要清洗喷枪。由于清洗需要时间以及在清洗喷枪的时候会损失部分原材料，从节约工时和减少成本的角度考虑，油漆车间不希望在生产过程中频繁更换油漆的颜色。并且当有色差较大的产品相邻进入喷漆线时，为了使前后车辆的不同颜色油漆不相互飞溅造成色差，还需要考虑在两组颜色产品交界处留有空位，从而会造成产量的损失，所以油漆车间对生产的产品颜色数量和颜色的排序方式非常敏感。在总装车间，由于装备不同、品种不同，在相同的工位上，装配到车身上的零件经常是不同的，甚至装配时间也不同，为了使每一种不同的产品在指定工位上能安装完规定的零件，不仅需要考虑在有限的工位周围的场地上零件怎样堆放，使工人在产品到达工位的时候能取到需要安装的零件，而且还需要考虑工人装配时间的搭配，例如将需要装配时间较长的车型和需要装配时间较短的车型间隔着排序，以平衡装配时间，所以总装车间对混线生产时汽车的装配非常敏感。
综合以上各方面要求的考虑，汽车装配线改造方案的制定应该遵循以下几条原则：
1、改造的项目尽量少，改造规模尽量小；
2、改造工期尽量短；
3、注重操作的方便性，优先考虑运营成本；
4、改造应该尽量不影响生产；
5、生产线是一个整体的系统，改造也必须是在一个系统中改造；
6、计算、控制改造的经济成本；
7、基础数据必须现场实测，不能相信旧图纸。
汽车车身装配线的改造
在生产过程中，汽车车身按照先后顺序要分别经过模具冲压、夹具焊接、滑撬、吊具等工位。而且，在汽车车身的生产过程中，要交替用到好几次滑撬和吊具，才能生产制造出来。
汽车车身的吊具一般有两种：一种是自身带有驱动电机，可以单独控制吊具的状态；另外一种是自身不带有驱动电机，移行靠链条的驱动，车身的交接靠其他的装置来完成，例如升降机、吊运机构等。
在生产过程中，与汽车车身相关的模具、夹具一般是不能共用的，需要重新开发。尤其是汽车的模具，开发周期长（需要1年以上），这往往决定了汽车产品推向市场的总时间，所以必须提早做这项工作。而吊具、滑撬等与汽车车身的接触面积很小，经过适当的改造以后就可以实现共用，下面具体论述其改造的方法。
现假设A车为生产线上正在生产的车型，B车是正在开发的车型，装配线改造的目的是实现A、B两种车型的共线生产。
如图1所示，A1、B1分别是A、B两车的前脱钩，可作为工艺支撑点，A2、A3、B2、B3分别是A、B两车的工艺吊点，A4为辅助吊点。图中标示的M、N、L、D、M1、N1、D1等都是吊点或支撑点之间的距离，在项目进行初期，工程师必须收集到准确的数据，以备改造设计时使用。
图1 A、B两种车型关键工艺点 步骤一：比较车型A、B，确定共用的工艺吊点
两车型的工艺吊点之间的距离N＞N1，说明两个车型的吊具不能共用，必须进行改造。确定A2、B2两吊点为两车的公用吊点，如图1示，直线AB为A、B两车的基准线，先确定基准线，要确保在任何状态下，这个基准线都是正确的，则两车型在生产线上的相对位置就得到了确定，而A、B两车型的位置偏差（见图2）：
图2A、B两车型的位置偏差 O=M1–M
按照这个相对位置对生产线上的工艺装备进行改造，可以顺利完成吊具、滑撬之间的转接。
步骤二：改吊具的前后距离、宽度，并考虑是否干涉
基准线确定了，则要按照B车工艺吊点之间的距离N1增加一个吊具支脚，以便能够起吊车身；D＞D1吊具的吊点需要伸长，一般的两种车型，这个改动都不会很大。在这个过程中，要分两个方面考虑干涉，重点关注：
1、现有的吊具是否会干涉B车？
2、新增加的支脚是否会干涉A车？
经过认真的校核，如果得出结论是不干涉，才可以确定吊具的改造是可行的。
需要注意注意的是，吊具中吊杆如果伸进B车型的轮胎装配区，则需要将中吊杆向前移动，而不仅仅是增加吊点。
步骤三：改滑撬前后定位点
按照已经确定的车型位置，对滑撬进行改造，在滑撬上增加定位点，可以考虑重新选择B车型的工艺支撑点，使经过改造后的滑撬可以同时适用于A、B两种车型，同时保证滑撬的位置不改变。
步骤四：改升降系统
这一阶段主要是针对升降机上与车身接触的支腿、托块等，按照吊具上车身的位置，调整支腿、托块等，使之能够同时接住A、B两种车型，这需要经过反复的模拟、试制，如果两车型的外形相差不大，实现起来并不困难。但当A、B辆车型的外形相差甚远之时，就需要调整、扫描相关车身的光电开关的位置，使之适用于两种车型，在一般情况下，升降机构本身的结构不需要改变。
步骤五：更改板线支撑
板线支撑的改造按照同样的方法与程序，保证车身的位置，经过模拟、试制可以完成支撑的改造。特别值得注意的是：设计时要充分考虑员工操作的方便性，万万不可将支撑伸到车体之外。
经过实践检验，按照本文论述的方法进行两种车型混线生产的改造，被证明是可行而且适用的。
结束语
生产一款新车时，不用更换吊具和滑撬，只需要进行相应改造即可，打破了目前行业内普遍存在的―品牌——生产线‖的一一对应关系。这就意味着，不同的品牌、类型及款式的汽车都可以根据需要，使用混线模式进行装配。这样，工厂可以实现高度柔性，同时还可以大幅节约成本、缩短时间，从而在开发新车的过程中获得更高的回报。(end)
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