基于精益设计的生产能力分析与现场物流改善

第13卷第1期2010年2月

工业工程

IndustrialEngineeringJournal

Vo.l13No.1February2010

基于精益设计的生产能力分析与现场物流改善

高举红,陈思宇,刘晓宇

(天津大学管理学院,天津300072)

摘要:结合精益设计的思想并应用仿真分析,提出了一种生产流程精益设计的方法。该方法通过仿真分析了系统的生产能力、车间布局和物流,以及整个系统的性能。根据仿真结果,可以选择其中最佳的方案使得生产能力与市场需求相匹配,车间布局和物流得到优化,对车间空间需求减少。一个例子用来说明该方法的应用和效果。关键词:精益设计;生产能力;物流分析;仿真;系统布置设计

中图分类号:TB494;F406.2 文献标识码:A 文章编号:1007 7375(2010)01 0090 07

CapacityAnalysisandMaterialFlowImprovementfor

LeanDesignofProductionProcess

GaoJu hong,ChenSi yu,LiuXiao yu

(SchoolofManagement,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

Abstract:Bycombiningtheconceptofleandesignandsimulation,amethodforleandesignofproductionprocessispresented.Bythismethod,simulationisdonetoanalyzethecapacity,layou,tandmaterialflowssothatperformancecanbeevaluated.Basedonthesimulationresults,thebestsolutioncanbeselected

suchthatthecapacitymatchesthemarketdemands,thelayoutandmaterialflowsareoptimized,andshopspacerequirementisreduced.Anexampleispresentedtoshowtheapplicationandeffectivenessofthepro posedmethod.Keywords:leandesign;productioncapacity;materialflowanalysis;simulation;layoutplanning

助于仿真技术进行车间布置设计

[3 4]

1 问题提出

随着现代制造企业的深入发展,将深加工的或自主创新的产品扩大生产规模,由此产生生产企业的新建、扩建、改建等大型项目上马或进行业务流程再造,而其中很多问题在工厂设计阶段就已经产生,若没有很好地进行有效的设计规划,势必会造成投入巨大成本而回报(ReturnonInvestmen,tROI)效果不理想和难以深入实施精益

[1]

,使企业生产物

流的改造在设计阶段得以很大提升。而针对整个生产系统的优化过程,应将对工厂生产能力的核算和对现场生产物流的改善结合起来,以实现系统物流效率和物流成本的最优化。本文从生产能力的整体分析出发,基于有效增值时间的提炼,以面向生产线平衡的最大产能为研究目的,实现生产物流系统的精益设计。

等诸多问题。

[2]

有资料表明,国外已运行的复杂制造系统约有80%没有完全达到设计要求

,其存在的问题中

60%可以归结为初期规划不合理或失误。其中尤其需要解决生产能力不匹配,现场物流布局不合理等问题。

为了实现精益设计,提高企业生产效益,需要借

收稿日期:2009 06 11

2 基于精益设计的生产系统规划模型

精益设计的理念和模式源于精益生产,精益设计的目的就是使得设计团队追求设计过程的最优化和设计能力的最优化

[1]

。通过提高设备利用率,减

少等待时间和排队长度,有效分配资源,把故障、废弃物等的负面影响减至最低,研究最佳投资方案等,

作者简介:高举红(1966 ),女,天津市人,副教授,主要研究方向为企业物流与供应链管理、精益生产.

实现精益设计。

生产系统生产设计需求(生产纲领等)、工艺计

划等为输入,经过规划、仿真,最终输出优化的产品制造系统的设计方案

[5 7]

各作业单位的物流强度大小和作业单位相互关系。在此基础上进行相关的搬运分析和设施布局改善。4)生产系统仿真模型。借助于Flexsim仿真软

件对生产过程进行模拟分析,包括车间布局、工艺路线、物流过程、计划的完成情况、设备的利用情况等,进而发现问题点和影响效率的 瓶颈 。

5)仿真结果分析。针对上述分析所发现的问题进行逐一解决,消除浪费,改善 瓶颈 环节,优化现有生产系统。

6)对改善后的生产系统再进行仿真。通过再次仿真,对设计上新的生产系统产能进行验证,并对设计方案能否达到产品大纲要求进行验证,对车间布局、物流过程提出可能的改善方案。

。

为此,本文提出基于精益设计理念,研究整个生

产系统的制造能力,深入分析设备产能的均衡性、减少非增值时间的负面影响,使现场物流在有效空间的充分利用下得以改善,生产系统规划模型如图1

所示。

3 生产能力分析

在实现精益设计,优化生产系统工作中,首先需要进行的就是生产能力的分析,解决产能匹配的问题。

生产能力的分析是基于对企业情况、产品和工艺流程深入了解的基础上进行的。

1)仿真模型的建立。

包括:!设备的建模、设备的尺寸大小和占地面积; 仿真模型的设施布置图、各设备位于厂地的具体位置和各设备之间的距离。

2)年产能的计算。

图1 基于精益设计的生产系统规划模型

根据仿真模型输入产品的工艺过程,按顺序经过哪些设备(即工序如何),每道工序的处理时间,搬运工具在搬运物料时的速度频率搬运时间)。

然后设定一定的工作时间(通常为1年),通过仿真得到各项设备工作时间和每个设备最终的产能。其中,工作时间包含平均停留时间、空闲时间、加工时间和堵塞时间。

对于同一设备群落的设备,可以按照一定的规则或者顺序,让产品有序地进入该设备群落进行加工。比如按照就近原则,产品进入较为靠近的设备加工,如果较为靠近的正在工作,可以选择进入同一群落的下一设备。

3)设备利用率的计算。

依据仿真模型的运行,得到设备利用率,如果是同一机群的多个设备,根据仿真结果得出的每台设备的利用率可以求出该机群设备的平均利用率。

4)设备产能计算。

根据仿真报告,可计算出各设备(工序)的年最大产能=年产量/设备利用率

[10]

[9]

具体操作过程如下。

1)需要了解企业情况。包括厂房布置(包含仓库及存放区)、设施布置情况、产品的工艺过程、设备状况(包含尺寸、生产能力、维修)、生产计划执行情况、产品质量要求。2)典型产品的选择。可以根据帕累托图选择有代表性的累计产量高的产品。

3)产品工艺流程的分析。绘制工艺流程图,分析所有所选产品的工艺流程,这样是为了确定物料在生产过程中都经过哪些必要工序,每个必要的工序之间移动的最有效顺序以及其移动的强度和数量。一个有效的工艺流程是指物料在工艺过程内按照顺序一致不断地向前移动直到完成,中间没有过多的迂回和倒流。各条线路上的物料移动量就是反映工序或者作业单位之间相互关系密切程度的基本衡量标准,一定时间周期内的物料移动量成为物流强度。

在进行了有效的工艺流程分析之后,按照一定的工艺流程、作业单位的顺序进行物流的分析,确定

[8]

(得出工序间的

。通过比较每道工

序的最大产能,可以找出限制产品最终产能的瓶颈工序,改进该工序的生产,提高产品的产能。

5)价值流的分析。

根据仿真模型,得到产品在各道工序(设备)的停留时间,绘制生产产品的价值流图,区分增值和非增值时间。其中,增值时间为加工时间;等待运输和堵塞时间均为非增值时间。通过价值流的分析,可以衡量出整个生产工艺过程的实现增值的情况,通过减少非增值时间来优化生产系统。

6)根据所得瓶颈工序和设备对原生产系统进行完善,增加增值时间,减 …… 此处隐藏：7000字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……