2023年某J公司发动机制动器生产线产能提升研究.doc

目 录 第一章 绪论 1 1.1课题研究背景 1 1.2国内外研究现状 2 1.2.1标准作业研究现状 2 1.2.2 VRK改善研究现状 4 第二章 标准作业和VRK的根本理论 9 2.1 标准作业的根底理论 9 2.1.1标准作业的根本概念 9 2.1.2标准作业改善的根本原理 9 2.2 VRK的根底理论 13 2.2.1 鱼骨图及优先分析矩阵 14 2.2.2 六西格玛常用参数解析 15 2.3 论文研究的主要内容 16 2.3.1 WP9制动器产品介绍 16 2.3.2 WP9制动器产线产能问题 17 2.4 本章小结 19 第三章 理论产能问题分析及解决方案 20 3.1理论产能问题原因分析 20 3.2 WP9产线布局及工艺方案设计 22 3.2.1机加工时间模拟运行及优化 22 3.2.2 两种产线布局方案比照 26 3.3 新产线建立后标准作业优化改善 28 3.3.1 浪费点确定及改善 29 3.3.2 标准作业改善结果 33 3.4 本章小结 36 第四章 测试不良率问题分析及解决方案 37 4.1测试原理解析 37 4.2测试不良率问题原因分析 38 4.2.1头脑风暴及鱼骨图 39 4.2.2优先矩阵分析 40 4.3根本原因验证及解决方案 42 4.3.1活塞本体行程分析 42 4.3.2制动器行程分析 44 4.3.3解决方案及改善结果 46 4.4本章小结 49 第五章 结论 50 参考文献 52 攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文 55 致谢 56 第一章 绪论 课题研究背景 J公司总部位于美国康涅狄格州，在发动机缓速领域已有50年的历史，产品主要应用于重型及中型高速运输车辆及柴油发动机市场，是世界领先的发动机制动技术制造商。随着中国经济的高速开展，重型卡车的年需求量不断攀升，为了抢占中国市场，J公司苏州工厂于2023年在苏州工业园区注册成立，主要客户为东风商用车、一汽解放、福田戴姆勒、陕西重汽、潍柴、华菱星马、西安康明斯、东风康明斯、玉柴联合动力、上柴等国内主流商用车及发动机厂家。然而随着国内竞争对手的快速开展，J公司制动器本身技术上的优势被不断缩小，借助于国内民营企业本身的低本钱，小快灵等特点，竞争对手的同类产品售价远低于J公司，严重影响了J公司产品的市场竞争力，而J公司由于是美资上市企业，对于利润率有严格要求，故很难将售价降低至与竞争对手一个水平。于是如何降低本钱从而降低售价成为J公司急需解决的一大任务。 2023年J公司取得潍柴集团一个年销售额达2亿人民币的工程WP9，但由于此工程需求爬坡速度极快，而投资额度有限，因此必须在有限的资源下到达最大产能并同时降低本钱，然而由于生产工艺初期的不稳定性，导致内部不良率高达14%，不但增加了报废本钱，还严重影响了产能，所以J公司决定成立运用标准作业及VRK改善这两个精益工具专门负责解决此问题，以帮助企业在3个月内完成提高产能60%，内部不良率降低至%的目标，通过及时满足客户产能爬坡需求来抢占先期市场，进而扩大与竞争对手的差距。 本文所涉及的摇臂制动器为重型卡车发动机核心零部件，由J公司根据客户发动机单独开发设计并生产，所涉及的生产工艺包括机加工，去毛刺，高压清洗，装配，刻字，测试等14道工序。J公司自建厂以来坚持使用精益生产体系，故现有的摇臂生产线已经符合U型线，单件流等标准作业要求。在此根底上公司仍然期望利用精益工具对产线进行改善升级，提高产能。 本文主要在上述工程背景的前提下，利用标准作业和VRK改善这两大工具进行产线布局设计，优化各个工序的加工时间，特别关注解决瓶颈工序及不良率偏高的工序，从而到达提高产能满足客户需求的目的。 国内外研究现状 标准作业研究现状 标准作业是一个工具，用来建立一个可记录、可重复的工作序列，它让资源得到最有效地组合，是用来将操作人员、工作顺序、设备、物料进行有机整合，使整个生产过程到达最优配置。使用标准作业的方式来指导生产可以大幅降低生产本钱，提高生产效率，同时生产出来的产品可以保持稳定的高质量水平。简而言之，标准作业是指在规定的时间内，按照规定的工作顺序及任务量，利用最少的作业人员和设备来进行生产，从而到达实际产出与客户需求量一致的精益工具[1-2]。 1.2.1.1 标准作业的目的和作用 通过标准作业可以减少生产中人员的使用，从而减少在生产过程中一些不必要的开支。标准作业规定了产品的生产方式以及管理方法，使用标准作业可以提高工作效率减少生产时间，提高产品的质量，使公司在短时间内获得更多的收益。使用标准作业可以帮助领导层更好的对生产工作进行监督，减少在生产过程中的浪费现象。 标准作业也是生产过程的执行准那么，没有标准作业就不能判断生产状况是否正常，它可以快速的通过目视化暴露各种浪费，减少作业员操作的复杂性，它是管理生产现场的根底，也是实现精益转换的根底[3]。 在公司内部，各个部门都有大量的人力资源在执行各项工作，但是如果各做各的，没有统一的标准，每个人只凭自己的主观判断去工作，那就无法使公司有效运行，产品的交付，质量，本钱等因素都无法得到保证。 在生产中标准作业即是指排除浪费，不均衡，不合理，采用平安，简便，快速，正确以及可以高效率工作的最正确作业方法。标准作业的目的简而言之就是通过有效率的劳动提高生产效率，具体内容如下： l 所有班次作业方法相同 l 不发生浪费，不均衡，不合理的作业方法 l 员工经过简单指导和培训即可完成的标准的作业方法 l 运用拥有高水平技术的专业人才来参加生产活动 l 使生产中的各个工序同步进行 l 在制品数量必须限制在最小范围内 l 明确平安地，低本钱地生产优良产品的制造方法 l 用作改善提高效率或产能的工具 l 消除浪费并使员工工作更为容易顺利，减轻作业者的负担 标准作业的作用主要表达为以下三点： 1. 提高工作效率，保证稳定的质量 标准作业是最正确的作业方法，它可以减少浪费现象的产生，提高相应的工作效率，提高产品的质量，促进公司生产工作的顺利进行。同时由于标准作业的一致性，可以使得产品质量始终处于一个平稳的高位状态，按照标准作业的要求执行，可以保证任何一名员工都可以生产出同样质量的产品。 2. 快速响应客户需要，降低运营本钱 标准作业要求进行单件流，而单件流可以有效降低产品的前置等待时间，到达在不同产品间快速切换产线的目的，从而快速满足客户订单需求，因此也不需要给客户储藏大量库存，有效降低库存金额，节省出大量的现金。 3. 提高空间利用率，暴露其他问题 标准作业一般采用U型布局，不但可以有效减少作业员的行走距离，而且使空间的利用率大大提高。由于在制品数量极其有限，对于质量问题，库存问题，设备问题等等都非常敏感，一旦发生问题，产线立即停止运行，从而能够及时的将这些问题暴露出来[4-6]。 1.2.1.2 标准作业的前提条件和必要条件 在进行标准作业时应具备以下两点内容[3]。 1 前提条件 a) 要保证设备能够良好运行，故障率处于较低水平，没有经常停线的风险。如果在生产过程中设备经常出现问题，作业人员不得不停止生产或者将产品转移到其他生产线上进行生产，这样会使作业人员的数量和所应该生产出来的产品数量与标准作业规定不符。 b) 产品质量问题需要尽可能降低。一旦质量问题频繁出现，作业人员就需要花费额外的时间处理不良品，同时不良品的生产也降低了良品的数量，影响产线的产量。 c) 原材料质量需要稳定，如果不稳定，生产节拍会被经常打破，作业员需要经常对不良品进行判定和处理，也无法实现标准作业。 2 必要条件 标准作业的必要条件有：1〕作业应具有重复性；2〕对每个工位都要制定相应的作业标准；3〕工作时间能够被测定；4〕工作内容能够按照节拍时间进行拆分。 VRK改善研究现状 VRK〔Variation Reduction Kaizen〕中文翻译为变异减少改善，是结合丰田精益生产与六西格玛改善的两者优点而创造出的一种改善工具，即通过根底的六西格玛的统计方法与多种精益工具〔头脑风暴，鱼骨图，优先分析矩阵〕相结合，针对不稳定的系统问题进行定量分析。 六西格玛根本概念 六西格玛是一种通过对业务工作的改良来到达提高顾客满意度的标准作业方法。六西格玛利用DMAIC的方式对公司所使用的流程进行分析，减少其中的变异，为公司更好的进行标准作业提供便利的条件，从而减少不必要的运营本钱，提供更高质量的产品，缩短产品生产周期时间，提高客户对本公司产品的满意度，为企业的开展提供丰富的顾客资源，促进公司的开展[7-9]。 在统计学中s相当于标准差，标准差是对一组相关数据进行计算所得出来的结果，是对于这组数据分布的离散程度的指标，也是评价生产过程稳定性的一个重要参数[8]。 s水平是将产品生产过程的输出结果与产品标准要求的目标值，规格上下限进行比拟，是对生产过程满足产品标准要求的一种能力的量化参数。产品的西格玛指数〔在s前添加的数字〕越高，生产过程满足产品标准要求的能力就越强，通常来讲，6s质量水平代表着100万个产品中的实际缺陷数量小于[10-11]。 在生产过程中，所有的活动数据都是分布的，如以下图，数据呈正态分布，越靠近目标值，数据越集中，而减少分布范围就是六西格玛的核心。但是实际的过程中，分布是不可能完全正态的，一般而言，数据会按照图中显示的三种分布，或多种分布结合，其中实线为理论正态分布曲线，虚线为实际分布曲线，六西格玛改善的内容即是运用统计学工具研究如何使实际分布向理论分布曲线无限趋近[12-14]。 图 正态分布图 图 数据分布三大形态 实施六西格玛是一项复杂的系统工程，六西格玛改良工程要能够解决组织流程中的关键问题，要有跨职能的组织方式，要有可量化的预期成果，并且工程本身需要有一定的复杂程度。 一般而言，六西格玛通过DMAIC这五个阶段对相应的工程进行改良： 界定阶段〔Define〕：该阶段主要是对顾客的需求进行了解，对所要改良的产品流程进行了解。根据所了解到的数据进行制定出相应的对策，组成一个小组来实施这个对策。其中小组中的人员应由多个职能部门中的具有高素质的技术人员组成，从而使以下阶段能够更好的进行。同时公司也要制定相应的目标，计算工程完成后为公司所带来的利润。 测量阶段〔Measure〕：以顾客对产品的需求为根底对生产过程按照一定的标准进行测量并评估，从而发现生产中所存在的问题。 分析阶段〔Analysis〕：对生产过程中的有关数据进行分析，从而确定哪些是对输出有重大影响的关键输入。在分析的过程中要运用一些高端的统计分析技术。 改良阶段〔Improve〕：针对分析阶段确认的关键输入进行改善，找出关键输入的最优方案，使输出数据控制在标准限内，将输出数据的变异降至最低，从而到达提高产品质量的目的。 控制阶段〔Control〕：该阶段与改良阶段存在着紧密的联系，该阶段主要是对改良后的结果进行稳固。在这一过程中可以运用修订文件的方式，对改善后的内容进行标准化，完善相应的改善结果监督管理制度，从而保证改善的结果能够长期有效维持[15-18]。 DMAIC方法具有极强的逻辑性，它是欧美500强企业过去几十年的管理经验的总结，结合统计技术，工程管理等方法形成的一个系统性的企业管理模式。DMAIC的工具运用路线都非常清晰，从而保证对产品的持续性改良。DMAIC以事实数据为分析依据，对产品生产过程中的各类问题进行定量分析，在分析的过程中利用各类统计工具以到达精确性及合理性。DMAIC具有很强的创新性，注重对生产过程的创新，破除旧有的思维模式，然后通过这些创新对过程变异进行纠正，降低风险[19]。 1.2.2.2 精益与六西格玛的区别与融合 理论上精益生产和六西格玛解决问题