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自动滚刷生产线设计与仿真
中文摘要
精益生产方式是人类工业化历史上的里程碑，是具有革命性的生产管理和实践方式。
它的核心思想是减少浪费，建立具有高度灵活性、高效率的生产系统。
本文针对我国汽车制造企业的特点，从介绍精益生产理论入手，概括地介绍了精益生产的产生与发展、基本理论以及在国内外的研究和应用。
采用案例研究的方法，通过对一汽轿车有限公司实施精益生产的内容分析，发现和解决企业在实际生产运营中的问题，指出企业在生产制造中推行精益生产的必要性和可行性。
关键字:
生产模式精益生产库存降低
FawcarCo.,LTDproductionmodestudy
Abstract
Leanproductionisamilestoneinthehistoryofhumanhistoryofindustrialization,isrevolutionaryofproductionmanagementandthepracticalway.Itscoreistoreducewaste,establishthoughthighlyflexible,efficientproductionsystem.InthispaperthecharacteristicsofChina'sautomobilemanufacturingenterprises,thispaperintroducesthetheoryofleanproduction,brieflyintroducestheleanmanufacturingproductionandthedevelopment,basictheoryandinthedomesticandforeignresearchandapplication.Thecasestudymethod,throughthefawcarlimitedcompanyiscarriedoutleanproductioncontentanalysis,findandsolveenterpriseintheactualproductionoperationofproblems,andpointsoutthattheenterpriseinproductionandmanufacturingimplementtheleanproductionofnecessityandfeasibility.
Keywords:
ProductionmodeleanproductionInventoryreduction
目录
1绪论1
1.1生产模式研究的主要内容1
1.2精益生产与先进生产模式的关系1
1.3精益生产在先进制造中的作用2
2精益生产概述4
2.1精益生产的定义及特点4
2.2精益生产的思想5
2.3精益生产的目标5
3生产制造中精益生产的实施7
3.1识别生产过程中的浪费7
3.2消除生产过程中的浪费8
3.3监控生产过程的稳定性10
4一汽轿车有限公司轿车的精益生产研究14
4.1一汽轿车有限公司概述14
4.2一汽轿车有限公司精益生产的实施历程17
4.3一汽轿车有限公司实施精益生产的目标和方法18
4.4一汽轿车有限公司实施精益生产的具体内容19
4.5基于一汽轿车有限公司推行精益生产的经验感悟24
5总结26
参考文献27
1绪论
1.1生产模式研究的主要内容
伴随着市场经济的不断发展,市场竞争也越来越激烈,迫使企业尽可能的降低产品的价格,缩短产品的交货期。
同时,大众的消费能力、消费心理也在不断的变化,越来越多的追求产品的个性化和多样化。
企业要想在日趋激烈的市场竞争中站稳脚跟,必须根据市场和企业自身的客观状况采用合理的生产模式,并根据市场的变化不断改变企业的生产模式。
许多成功企业就是依靠先进的生产模式获得了市场的竞争优势。
先进制造生产模式是对大批量生产模式的扬弃和创新,在研究理论上已初具体系.在现实企业生产实践中取得了成效的先进制造生产模式主要有柔性生产、精益生产和灵捷制造.其中精益生产被称为21世纪的制造企业战略,它的主题是变化管理,即如何使企业在市场和自身条件都在快速变化的环境中得到生存和发展。
企业的这个根本需求在制造、生产和管理等各个方面得到体现。
在先进制造技术方面,出现了虚拟制造、绿色制造、精密制造、智能制造、生物制造、快速响应制造、数字化制造等先进的制造技术;在制造和生产系统方面,出现了计算机集成制造、准时制制造、分形制造、分散化网络制造、智能制造、生物制造、全息制造、可重构制造系统等先进的制造模式;在企业的组织结构方面,为了适应日趋变化的环境出现了虚拟组织、水平性或者基于过程的组织、网络组织、三叶草组织、基于知识的智能或者学习性组织、基于团队的组织、适应性组织、快速循环组织、动态联盟等新型组织形式;在企业管理方面出现了全面质量管理、并行工程、制约理论、准时制、物料需求计划等新型管理模式。
在所有这些新型和先进的模式中,精益生产（LeanProduction）是非常关键的一个生产模式[1]。
本文着重从精益生产的角度阐述了先进生产模式对汽车制造业发展的影响。
1.2精益生产与先进生产模式的关系
传统的生产系统已经囊括了企业中的各种生产要素。
本文将其中的组织和人员管理独立出来作为精益生产的管理模式进行研究。
在生产模式上,精益生产主要涉及到生产计划与控制、产品开发、质量管理、供应链管理等。
在这几个方面精益生产提供了先进生产的基本模式,这些模式至今仍被广泛应用。
作为精益生产的起源和核心组成,准时制生产改变创新了以往由上级部门制定各个部门生产计划的推动式计划与控制方法,引入了由装配线终点的生产量决定所有工序的生产量和生产时间的拉动式计划与控制方法。
同时,在具体控制上精益生产开发出看板控制的新方法。
在生产的平准化问题上,精益生产通过订单生产、售后服务和需求者有机的结合提前掌握了企业的绝大多数订单,保证生产的平准化;在生产均衡上,精益生产通过独特而有效的生产组织方式及时调动人力来保证生产的均衡;在生产批量上,精益生产通过引入设备快速调整技术,将设备换模时间降低到很小,从而使得生产批量降为单件成为可能。
离开了质量管理,精益生产将没有任何意义。
精益生产的核心之一JIT在运行之初就通过设立质量环,引入5W技术和统计质量控制等方法提高质量管理水平。
但是,JIT的质量管理关键在于它能够充分调动员工的积极性。
JIT的这种质量管理模式与现在全世界流行的全面质量管理同出一辙,体现了典型的日本式管理哲理,即注重精益求精,从细节入手,充分调动各方面的积极性。
这种思想已经成为全面设备管理和全面制造管理的精髓。
在精益生产中,各个部门同时参与产品设计的过程,在产品设计定型前进行充分地讨论和交流,一旦产品定型就很少改动。
这种作法最初是为了防止串行设计所造成的重复修改带来的成本和时间的浪费,后来这种产品开发模式形成了现在并行工程的核心,而且这种并行思想逐渐贯彻到企业的其他领域。
在供应商的管理上,精益生产非常注重供应链之间的合作。
精益生产的这种供应链中的双赢战略被称为是大批量生产中基于投标关系的革命。
在这种双赢关系中,供需双方注重长期合作关系的建立和维护,因此在管理上,双方可以相互渗透,甚至在资金上双方可以相互持股,由此形成供应商之间的同盟关系。
这种关系同时将企业之间的竞争转变为供应链之间的竞争。
除此之外,精益生产发展了准时制的思想,创立了准时供应的供应链管理模式,即供应链中的企业可以要求它的供应商在指定的时间内发送指定数量的货物。
当然,精益生产的这种关系并不意味着企业没有选择的余地,当合作伙伴没有完成任务时,需求方有理由从其他供应商处订购货物。
精益生产的这种供应商管理与现代流行的企业战略联盟、基于价值增加链的企业合作、供应链管理等都有着非常类似的思想。
上面的分析表明在生产系统的管理上,精益生产奠定了质量管理、产品开发、供应链管理领域中主流生产模式的基础,同时在计划与控制方面提出了新的方法。
精益生产主要是从日本企业的实践中总结出来的,在各自的应用和推广中各种先进生产模式逐步正规化、系统化而形成独立的体系。
同时精益生产的成功实施也应该基于各种先进生产模式的最新经验和理论的总结。
1.3精益生产在先进制造中的作用
从精益生产和各种先进制造、生产及管理模式的密切关系可以看出精益生产在先进生产模式和管理模式方面都占据着极其重要的地位。
精益生产是生产发展史上的里程碑，相对于追求规模经济的大批量生产和追求范围经济的顾客化生产而言,精益生产是这两个生产发展历史阶段的里程碑。
在精益生产模式中,同时存在着规模经济和范围经济的特征。
它从生产运作管理、产品开发、质量管理、供应链管理和企业管理等各方面全面突破了大批量生产的管理思想,创造了各种新型管理模式,为新一代生产模式的发展提供了必要条件。
同时,在组织和人员管理上,它明确了以人为本的基本管理哲理,历史性地提出了团队工作和授权的发展方向。
因此,我们认为精益生产是生产发展史上的里程碑。
精益生产虽然在单元化制造上为各种先进制造模式提供了必备的基础,但是,它并没有充分揭示现代先进制造模式的根本特征。
它充分发挥了成组技术的特点,在多种产品中集中起相类似的部件,充分满足了多样化需求的特点,将生产批量降到最低,同时实行面向客户的销售和服务。
当然,由于精益生产中刚开始并没有涉及到可重构制造系统设计、单元化产品设计、虚拟设计及基于基础网络的分散化制造,因此,精益生产在开始并没有完全具有敏捷制造的特征。
因此,我们认为精益生产仍然属于大批量生产的范畴。
随着精益生产的发展,它越来越多地融入了敏捷制造的特征。
例如在精益生产的目标中除了消除一切浪费之外,同时明确应付各种变化也是精益生产的根本目标之一。
精益生产不断开展针对单件订单的生产计划与控制工作以及敏捷制造其他各种特征的研究。
在敏捷制造的研究模型中,精益生产也是它的核心组成部分之一。
这种不同模式之间相互吸收、融合的综合发展也是完全符合历史发展与现实需要的。
精益生产是企业实施各种先进制造模式的基础，精益生产不仅为制造系统的设计准备了必要条件,更重要的是在生产模式和管理模式上奠定了先进制造模式的基础。
先进制造技术的提出和实践已经经历了多年,但是实际应用中的调查表明,各种先进制造技术和模式的成功应用案例不多。
其原因主要有先进制造技术的投资太大,对于先进制造技术和模式的管理不当等。
我们认为先进制造模式应该基于精益生产,即如果企业没有较好地完成精益生产的转变,那么各种先进制造模式的实施将会面临非常大的困难,这也意味着,企业先进制造技术的实施应该以精益生产为前奏。
精益生产管理模式的转变必须提前实施,表现在对员工的尊重和管理,对企业组织结构和工作流程设计的要求,对生产系统中企业的计划与控制、供应链链管理、基于价值流制造、质量管理、产品开发、激励机制的设计等先进生产模式的哲理转变。
随着新时代的到来,各种新型方法不断出现,因此在具体方法上是可以选择的,但是在生产哲理上,精益生产的许多思想必须在先进制造模式实施之前得到切实贯彻。
正如E.PaulDe-garmo在讨论CIM的强大功能时不得不承认:
除非企业先实施了精益生产的基本功能,否则CIM的实施很可能失败。
2精益生产概述
2.1精益生产的定义及特点
精益生产（Leanproduction，LP）又称精良生产，就是及时制造，消灭故障，消除一切浪费，向零缺陷、零库存进军。
它是美国麻省理工学院在一项名为“国际汽车计划”的研究项目中提出来的。
它们在做了大量的调查和对比后，认为日本丰田汽车公司的生产方式是最适用于现代制造企业的一种生产组织管理方式，称之为精益生产，以针对美国大量生产方式过于臃肿的弊病。
精益生产综合了大量生产与单件生产方式的优点，力求在大量生产中实现多品种和高质量产品的低成本生产[2]。
精益生产方式的主要特点：
1.正确的确定价值，就是以客户的观点来确定企业从设计到生产到交付的全部过程，实现客户需求的最大满足。
以客户的观点确定价值还必需将生产的全过程的多余消耗减至最少，不将额外的花销转嫁给用户。
即找到生产过程中真正“Value－added”（增值）的过程，将没有创造价值的动作减至最小。
2.消除浪费（muda），就是要确定设计、采购和生产产品的整个价值流中所有的步骤，以找出不增加价值的浪费。
所谓价值流，就是产品从最初设计和原材料阶段一直到成品交付的全部过程，所以确定整个价值流的全部过程即企业要对产品生产的全过程进行准确的分析和判断，包括产品的设计和生产过程乃至生产组织信息流动过程和人力资源的组织过程。
3.一个流。
“一个流（One-PieceFlow）”就是工序转移批量为1，每个工序每次只有1个产品通过。
这就要求必须改变大量生产所采取的按设备的种类来布置车间的局面，取而代之的是为每个产品确定其所在的产品族，然后按照产品族组成一个一个的制造单元，每个制造单元按照流程的顺序来放置和安排设备。
逐个产品转移，消灭了工序间的排队等待和在制品库存的阻塞，做到持续地改进质量和降低成本。
4.追求尽善尽美，通过层层的剖析，由表及里的发现和消除“浪费”，从而寻求达到完美的境界。
具有精益思维的人（LeanThinker）要根据顾客和市场要求的不断变化，确定对价值的理解，同时根据不同时期的不同情况来确定价值流的状态，不断消除浪费，提高价值流的流动水平，满足顾客要求，精益生产是一个不断完善自己的过程[3]。
2.2精益生产的思想
精益生产的核心是消除一切不必要的浪费，包括残次品，超过需求的超量生产，闲置的商品库存，不必要的工序，人员的不必要调动，商品的不必要运输，各种等待等，致力于为顾客创造价值。
具体来讲，精益思想包含以下五个方面的内容:
（1）价值观（Value）
精益思想认为企业产品（服务）的价值只能由最终用户来确定，价值也只有满足特定用户需求才有存在意义。
精益思想重新定义了价值观与现代企业原则，它同传统的制造思想，即主观高效率地大量制造既定产品向用户推销，是完全对立的。
（2）价值流（ValueStream）
价值流是指从原材料到成品赋予价值的全部活动。
识别价值流是实行精益思想的起步点，并按照最终用户的立场寻求全过程的整体最佳。
精益思想的企业价值创造过程包括:
从概念到投产的设计过程；从定货到送货的信息过程；从原材料到产品的转换过程；整个生命周期的支持和服务过程。
（3）流动（FI）
精益思想要求创造价值的各个活动流动起来，强调的是“动”。
传统观念是“分工和大量才能高效率”，但是精益思想却认为成批、大批量生产经常意味着等待和停滞。
精益将所有的停滞作为企业的浪费。
精益思想号召“所有的人都必须和部门化的、批量生产的思想做斗争，因为如果产品按照从原材料到成品的过程连续生产的话，我们的工作几乎总能完成得更为精确有效”。
（4）拉动（Pu11）
“拉动”的本质含义是让用户按需要拉动生产，而不是把用户不太想要的产品强行推给用户。
拉动生产通过正确的价值观念和压缩提前期，保证用户在要求的时间得到需要的产品。
实现了拉动生产的企业具备当用户需要时，就能具备立即设计、制造出用户真正需要的产品的能力:
最后实现抛开预测，直接按用户的实际需要进行生产。
实现拉动的方法是实行JIT生产（JustInTime）和单件流（OnePieceFlow）。
JIT和单件流的实现必须对原有的制造流程做彻底的改造。
流动和拉动将使产品开发周期、定货周期、生产周期降低50一90%。
2.3精益生产的目标
1、精益生产的基本目标
企业是以盈利为目的的社会经济组织。
因此，最大限度地获取利润就成为企业的基本目标。
在市场瞬息万变的今天，精益生产采用灵活的生产组织形式，根据市场需求的变化，及时、快速地调整生产，依靠严密细致的管理，通过“彻底排除浪费”，防止过量生产来实现企业的利润目标。
为实现这一基本目的，精益生产必须能很好地实现以下三个子目标:
零库存、高柔性、零缺陷。
2、精益生产的子目标
（1）零库存
一个充满库存的生产系统，会掩盖系统中存在的各种问题。
例如，设备故障造成停机，工作质量低造成废品或返修，横向扯皮造成工期延误，计划不周造成生产脱节等，都可以动用各种库存，使矛盾钝化、问题被淹没。
表面上看，生产仍在平衡进行，实际上整个生产系统可能已千疮百孔，更可怕的是:
如果产寸生产系统存在的各种问题熟视无睹、麻木不仁，长此以往，紧迫感和进取心将丧失殆尽。
因此，称库存是“万恶之源”，是生产系统设计不合理、生产过程不协调、生产操作不良的证明，并提出“向零库存进军”的口号。
所以“零库存”就成为精益生产追求的主要目标之一。
（2）高柔性
高柔性是指企业的生产组织形式灵活多变，能够适应市场需求多样化的要求，及时组织多品种生产，以提高企业的竞争能力。
面临市场多变这一新问题，精益生产方式必须以高柔性为目标，实现高柔性与高生产率的统一。
为了实现柔性和生产率的统一，精益生产必须在组织、劳动力、设备这三个方面表现出较高的柔性。
（3）零缺陷
传统的生产管理很少提出零缺陷的目标，一般企业只提出可允许的不合格百分比和可接受的质量水平。
它们的基本假设是:
不合格品达到一定数量是不可避免的。
而精益生产的同标是消除各种引起不合格品的原因，在加工过程中每一工序都要求达到最好水平，追求零缺陷。
高质量来自零缺陷的产品，“错了再改”得花费更多的金钱、时间与精力，强调“第一次就做对”非常重要[4]。
追求产品质量要有预防缺陷的观念，凡事第一次就要做好，建立“零缺陷”质量控制体系。
过去一般企业总是对花在预防缺陷上的费用能省则省，结果却造成很多浪费，如材料、工时、检验费用、返修费用等。
应该认识到，事后的检验是消极的、被动的，往往太迟。
各种错误造成需要重做零件的成本，常常是几十倍的预防费用。
因此，应多在缺陷预防上下功夫，也许开始时多花些费用，但很快便能收回成本。
3生产制造中精益生产的实施
3.1识别生产过程中的浪费
精益生产就是精简一切不必要的活动，彻底杜绝浪费一。
这世是丰田生产方式的基本思想。
精益生产的浪费原理是:
并非所有工作都有价值，超过客户要求的任何生产所需的设备、材料、场地以及人工都是浪费。
精益生产实施第一步就是识别出生产中存在的各种浪费[5]。
大野耐一在他的《丰田生产方式》中把生产中常见的浪费归为七种:
等待的浪费、搬运的浪费、不合格品的浪费、动作的浪费、加工的浪费、库存的浪费和过量生产的浪费。
这些也正是沃麦克和琼斯所定义的二型浪费[6]。
1、等待的浪费。
等待就是闲着没事，等着下一个动作的来临，这种浪费是勿庸置疑的。
造成等待的原因通常有:
作业不平衡、安排作业不当、停工待料、品质不良等。
2、搬运的浪费。
大部分人皆会认同搬运是一种无效的动作，搬运的浪费若分解开来，又包含放置、堆积、移动、整理等动作的浪费。
在不可能完全消除搬运的情况下，应考虑调整生产布局，尽量减少搬运的距离。
3、不合格品的浪费。
产品制造过程中，任何的不合格品产生，都会造成材料、机器、人工等的浪费。
任何修补都是额外的成本支出。
4、动作的浪费。
检视生产线的工作人员，多有一些不具附加值的动作，例如为取得材料而步行的浪费，以及花费人力寻找零件所造成的浪费。
5、加工的浪费。
在制造过程中，有一些加工程序是可以省略、替代、重组或合并的。
除此之外，精益生产更重视的是在产品设计阶段就避免不必要的加工动作。
6、库存的浪费。
丰田生产方式认为库存是最大的浪费，这是丰田对浪费的见解与传统见解最大不同的地方，也是丰田能带给企业很大利益的原动力。
这里的库存泛指一切原材料库存、在制品库存以及成品库存。
精益生产认为库存是由于企业管理混乱，物流不畅所造成的，同时，它本身又是制造浪费的一大根源。
库存占用厂房空间，造成多余的工场、仓库建设投资的浪费。
当库存增加时，搬运量将增加，需要增加堆积和放置的场所，需要增加防护措施，日常管理和领用时需要增加额外时间等，甚至盘点的时间都要增加，这些都是浪费。
库存直接带来存货费用，更会间接引起经营费用的产生，同时会造成交期变长。
7、过量生产的浪费。
过量生产包括制造太多或太早，是生产中最常见的现象工作进度过快所造成的浪费，最容易被忽视。
造成企业过量生产的原因是多方面的，但就生产而言，主要有以下两点:
一是企业生产能力过剩，具有多余的职工和设备，有能力进行过量生产;二是企业为了保障对设备发生故障或发生次品等万一事情时的产品需求，从而需要一部分过量生产以备不时之需。
过量生产造成了企业资源的巨大浪费，同时又导致了另一些不必要的流程，如过剩的库存和额外的管理费用等等。
并且掩盖了生产过程中产能不平衡的问题。
精益生产消灭七种浪费的方法是:
通过逐步削减库存，不断暴露问题，解决问题。
随着库存的减少以及其他各种浪费的减少，这种改善活动不仅仅降低了企业的成本，并且也缩短了产品的生产周期。
3.2消除生产过程中的浪费
精益生产靠不断的改善来实现，企业可以从生产流程，生产活动，劳动效率等多个方面着手进行改善。
1、生产流程的改善消除质量检测环节。
如果产品质量从产品的设计方案开始，一直到整个产品从流水线上制造出来，其中每一个环节的质量都能做到百分百的保证，那么质量检测和返工的现象自然而然就成了多余之举。
因此，必须把“防错防呆”的思想贯穿到整个生产过程，也就是说，从产品的设计开始，质量问题就已经考虑进去，保证每一种产品只能严格地按照正确的方式加工和安装，从而避免生产流程中可能发生的错误。
（1）消除返工现象主要是要减少废品产生。
严密注视产生废品的各种现象（比如设备、工作人员、物料和操作方法等），找出根源，然后彻底解决。
（2）消除零件不必要的移动。
生产布局不合理是造成零件往返搬动的根源。
在按工艺专业化形式组织的车间里，零件往往需要在几个车间中搬来搬去，使得生产线路长，生产周期长，并且占用很多在制品库存，导致生产成本很高。
通过改变这种不合理的布局，把生产产品所要求的设备按照加工顺序安排，并且做到尽可能的紧凑，这样有利于缩短运输路线，消除零件不必要的搬动及不合理的物料挪动，节约生产时间。
（3）消灭库存。
在精益企业里，库存被认为是最大的浪费，因为库存会掩盖许多生产中的问题，还会滋长工人的惰性，更糟糕的是要占用大量的资金，所以把库存当作解决生产和销售之急的做法犹如饮鸡止渴。
减少库存的有力措施是变“批量生产、排队供应”为“单件流”。
在单件流中，基本上只有一个生产件在各道工序之间流动，整个生产过程随单件生产流程的进行而永远保持流动。
消除在制品。
理想的情况是，在相邻工序之间没有在制品库存。
实际在某些情况下，考虑到相邻两道工序的交接时间，还必须保留一定数量的在制品库存。
但这个数量也是尽可能的少。
2、生产活动的改善
（1）全员5s活动。
5s是精益生产的基础，分别是:
整理、整顿、清扫、清洁和素养。
5S是创建和保持组织化，整洁和高效工作场地的过程和方法，可以教育、启发和养成良好的习惯。
（2）合理安排生产计划。
从生产管理的角度上讲，平衡的生产计划最能发挥生产系统的效能，要合理安排工作计划和工作人员，避免一道工序的工作荷载一会儿过高，会儿又过低。
在不间断的连续生产流程中，还必须平衡生产单元内每一道工序，要求完成每一项操作花费大致相同的时间，使每项操作或一组操作与生产线的单件产品生产时间（Tacttime）相匹配。
单件产品生产时间是满足用户需求所需的生产时间，也可以认为是满足市场的节拍或韵律。
在严格的按照Tacttime组织生产的情况下，产成品的库存会降低到最低限度[7]。
（3）减少生产准备时间。
减少生产准备时间又被称为快速换模。
一般的做法是，认真细致地做好开机前的一切准备活动，消除生产过程可能发生的各种隐患。
它包括:
a、列举生产准备程序的每一项要素或步骤；
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