改革開放后，隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人造板機(jī)械行業(yè)的客戶需求發(fā)生了很大的變化，體現(xiàn)在對產(chǎn)品提出了高性價比、短交貨期和定制化等綜合需求。如果想具有更強(qiáng)的市場競爭力，必須做到以更短的周期進(jìn)行項目交付。精益六西格瑪幫助多家知名企業(yè)改善了經(jīng)營績效，其標(biāo)準(zhǔn)的DMAIC流程是一套系統(tǒng)地解決問題的方法論，并在各個行業(yè)得到驗證。在處理航空制造公司的生產(chǎn)問題中，應(yīng)用精益六西格瑪理論，提高了生產(chǎn)效率。

通過SIPOC圖清晰地表現(xiàn)了整個流程，并找到了縮短醫(yī)院等候時間的方法。在供應(yīng)商交貨期管理和控制的案例研究中，運用精益六西格瑪?shù)腄MAIC模型進(jìn)行交貨期問題的分析，最終有效地為企業(yè)減少了大量成本。針對汽車制造廠存在的生產(chǎn)效率低的問題，通過現(xiàn)狀價值流圖，分析了客車生產(chǎn)過程存在的問題，將價值流程圖應(yīng)用于現(xiàn)場作業(yè)改善，為企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。針對不同行業(yè)的精益六西格改善研究，對提升效率具有積極的作用，也為在人造板機(jī)械行業(yè)中進(jìn)行精益六西格瑪改善提供了參考。

課題組以人造板機(jī)械行業(yè)Ｄ公司的熱壓板生產(chǎn)為研究對象，分析從原材料加工開始到完成產(chǎn)品包裝，發(fā)運給客戶的整個生產(chǎn)過程，從精益六西格瑪?shù)慕嵌确治鰡栴}，尋找瓶頸并采取措施予以消除，從而減少了非增值活動，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、縮短交貨周期的目的，滿足了客戶對熱壓板交貨期的需求。

一、定義問題

1.問題現(xiàn)狀描述

Ｄ公司的熱壓板標(biāo)準(zhǔn)交貨周期是40d，公司2018年的準(zhǔn)時交付率只維持在60％左右。

2.改善項目目標(biāo)

歷史數(shù)據(jù)和市場調(diào)研顯示，客戶對Ｄ公司熱壓板交貨周期的期望為40d，競爭對手可以做到35d的交貨周期，本項目選擇以競爭對手的交貨周期為標(biāo)桿，在半年內(nèi)縮短交貨周期20％以上。

3.改善項目實施范圍

公司的生產(chǎn)部門、質(zhì)量部門、技術(shù)部門和采購部門分別指派相應(yīng)人員，組成精益六西格瑪改善團(tuán)隊

4.對企業(yè)的戰(zhàn)略意

解決企業(yè)實際問題，有利于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，解決企業(yè)面臨的交貨期長，提升客戶滿意度，贏得市場占有率，為企業(yè)創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

二、項目測量

為了對熱壓板的生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，需要對各道生產(chǎn)工序進(jìn)行作業(yè)時間的測定，結(jié)果如表１所示。

針對在定義階段確定的項目目標(biāo)，交貨周期為35d，根據(jù)這個目標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型，每個項目中熱壓板的生產(chǎn)總時間為Ｔ，tij為第ｊ塊熱壓板的第ｉ道工序的生產(chǎn)時間，ｎ為熱壓板加工所需要的總工序數(shù)，ｋ為一個項目中熱壓板的數(shù)量。對整個生產(chǎn)過程中各道工序的生產(chǎn)時間和生產(chǎn)數(shù)量進(jìn)行求和，就可以得到生產(chǎn)總時間Ｔ，所建立的目標(biāo)函數(shù)：

由于生產(chǎn)過程中，每道工序節(jié)拍時間的不同，會產(chǎn)生等待空閑的情況，生產(chǎn)時間不是單純的各道工序節(jié)拍時間的相加，而是隨著生產(chǎn)數(shù)量不同而發(fā)生動態(tài)變化。

三、項目分析

1.價值流圖

根據(jù)課題組收集的數(shù)據(jù)和熱壓板生產(chǎn)車間實地測量，公司采取的是兩班作業(yè)制度，單班時長為9ｈ，除去吃飯、生理休息等時間，可直接利用生產(chǎn)的時間為8ｈ，繪制熱壓板生產(chǎn)價值流圖如圖１所示。

一般用增值比來反映增值活動在整個生產(chǎn)活動中所占的比重：

從圖 １中可以得出增值作業(yè)時間為 20565min， 非增值作業(yè)時間為39d，數(shù)據(jù)代入式（２），可得當(dāng)前熱壓板生產(chǎn)的增值比為28.9％。這意味著在整個熱壓板的生產(chǎn)過程中，只有28.9％的時間是增值的，剩下71.1％的時間為不增值的活動，這些活動對客戶而言都是不產(chǎn)生價值的，也就是浪費。

價值流圖的作用就是可以將整個流程中的浪費突顯出來，找到浪費的根源，也就找到了所需要相應(yīng)采取措施的改善點。根據(jù)價值流圖可以得出：熱壓板的交貨周期在55d左右，大大超出了客戶對產(chǎn)品交付的預(yù)期；由于每道工序的周期時間不平衡，產(chǎn)品在多數(shù)工序之間會出現(xiàn)擁堵停滯的現(xiàn)象，進(jìn)而造成整個生產(chǎn)流程中存在著大量的在制品的積壓；由于車間布局的不合理，導(dǎo)致工序間工件的搬運次數(shù)增加，并需要很長的搬運時間。

2.瓶頸分析

合適的時間生產(chǎn)出合適數(shù)量的產(chǎn)品是精益生產(chǎn)的核心。在整個生產(chǎn)過程中生產(chǎn)節(jié)拍最長的工序被稱為“瓶頸工序”，它直接影響到整個生產(chǎn)節(jié)拍。需要識別瓶頸工序并消除瓶頸工序?qū)ιa(chǎn)線不平衡帶來的影響以達(dá)到生產(chǎn)線平衡。生產(chǎn)線平衡是以客戶需求的節(jié)拍時間被滿足為目標(biāo)導(dǎo)向，即產(chǎn)品生產(chǎn)周期時間不大于節(jié)拍時間。

根據(jù)所設(shè)定的35d目標(biāo)，計算單個項目含有10件熱壓板的生產(chǎn)節(jié)拍時間，將對應(yīng)的可用工作時間33600min和需求數(shù)量10件２個數(shù)據(jù)，代入到式（３）中，可以算出所要求的生產(chǎn)節(jié)拍時間是3360min。結(jié)合各道工序的作業(yè)時間做生產(chǎn)節(jié)拍分析，各個工序作業(yè)時間如圖２所示，可以看出在所有工序中，只有第11道工序數(shù)控鏜床的周期時間是超出需求的節(jié)拍時間。故數(shù)控鏜床工序為瓶頸工序。生產(chǎn)線平衡率一般被用來評價各工序作業(yè)時間的一致性程度，以衡量生產(chǎn)線是否良好運行。

將目前瓶頸工序的作業(yè)時間3840min、作業(yè)工序數(shù)18和總作業(yè)時間20565min代入到式（４）中，得出目前的生產(chǎn)平衡率為29.8％。

對數(shù)控鏜床工序進(jìn)行瓶頸工序的人機(jī)作業(yè)分析，結(jié)果如表２所示。從表中數(shù)據(jù)可以看出，操作員和機(jī)床總是有一個處于空閑狀態(tài)，工作中數(shù)控鏜床有１／３的時間沒有工作，這是由于當(dāng)操作員進(jìn)行人工操作時，機(jī)床停止工作；機(jī)床自動進(jìn)行數(shù)控加工時，操作員則無事可做。因此此處存在可改善點，想要縮短整個周期時間，應(yīng)盡量利用機(jī)器工作的時間進(jìn)行人工操作，減少人工操作的時間對整個加工周期時間的影響。

3.物流動線分析

為了清晰表達(dá)車間生產(chǎn)布局以及車間熱壓板生產(chǎn)過程中的物流動線，更直觀地分析車間布局方面存在的問題，結(jié)合前期對現(xiàn)場觀測的車間距離數(shù)據(jù)，繪制車間布局現(xiàn)狀如圖３所示。公司的車間布局由７個區(qū)域組成：原材料下料區(qū)、冷作焊接區(qū)、油漆區(qū)、新車間數(shù)控鏜床加工區(qū)、機(jī)加工區(qū)、裝配區(qū)和露天加工區(qū)。

從圖３中可以看出熱壓板在生產(chǎn)過程中的動線十分復(fù)雜，且迂回過多，15次加工工序和14次的搬運，搬運距離559m。這意味著每一次加工后都需要１次搬運，造成大量的搬運上的浪費，并且在搬運過程中，會在動線交織處發(fā)生嚴(yán)重的擁堵，這不僅會引起搬運時間的增加，還可能發(fā)生多次吊裝、轉(zhuǎn)運等引起工件損壞的質(zhì)量風(fēng)險，并且增加了非增值時間。

四、項目優(yōu)化

1.流程優(yōu)化

在精益生產(chǎn)思想中，檢驗是非增值活動，它不能為產(chǎn)品帶來價值，客戶也是不愿意為產(chǎn)品檢驗額外付出的。工序７的檢驗是在工序６落地鏜銑床完成銑腰形槽之后而進(jìn)行的檢驗，該落地鏜銑床是數(shù)控機(jī)床而且此處的腰形槽的精度要求并不是很高，機(jī)床加工精度完全可以保證。同時工序８為焊接工序，焊接前會做基礎(chǔ)的焊前檢查和清理工作，若發(fā)現(xiàn)不符合要求的腰形槽，必然無法進(jìn)行焊接，需要退回到工序６進(jìn)行返工。在工序８的焊接完成之后，會有工序９進(jìn)行專門的焊后檢驗，進(jìn)一步確認(rèn)焊接質(zhì)量，包括腰形槽好壞對焊接質(zhì)量的影響評定。因此工序７設(shè)置一個專人檢驗，是不必要的且浪費的，可以取消工序７的檢驗。

工序12是進(jìn)行熱壓板側(cè)面導(dǎo)向板的焊接，工序14是在試漏完成后進(jìn)行彎管頭的焊接，這２道工序都是在焊接車間完成，中間卻因為有工序13試漏測試的間隔，問題在于工序13對熱壓板深孔通道的試漏必須在彎管頭焊接之前完成，經(jīng)過團(tuán)隊討論技術(shù)上是可以進(jìn)行合并的。固將工序12與工序14合并，在試漏測試工序完成后，對側(cè)面導(dǎo)向塊和彎管頭在同一道工序進(jìn)行焊接。

經(jīng)過優(yōu)化，熱壓板的加工工藝由18道工序減少至16道工序。

2.作業(yè)平衡

根據(jù)分析結(jié)果可以看出，操作員在完成了工件固定并調(diào)用完CNC程序后，擁有大量的空閑時間。在機(jī)床進(jìn)行鏜孔加工時，操作員可以進(jìn)行換刀具的準(zhǔn)備工作，以縮短換刀的時間。換刀完成后，進(jìn)行加工端面工作時，操作員再次處于空閑狀態(tài)，這段空閑時間可以用來處理前一塊熱壓板的去毛刺倒角和清理工件的工作，同時可以準(zhǔn)備兩套夾具工裝和加工用刀，利用空閑

時間做好下一塊熱壓板的夾具工裝和加工用刀的準(zhǔn)備工作。經(jīng)過調(diào)整，人機(jī)等待空閑時間可以得到改善，把串行的作業(yè)流程變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，從而達(dá)到減少作業(yè)時間的目的，改善后的人機(jī)作業(yè)分析如表３所示。

數(shù)控鏜床的加工作業(yè)時間從改善前的3840min縮短到2940min，小于客戶要求的生產(chǎn)節(jié)拍時間3360min，從而滿足了客戶需求的生產(chǎn)節(jié)拍。

經(jīng)過改善，數(shù)控鏜床不再是瓶頸工序，工序16裝配工序成為新的瓶頸工序，將新的瓶頸工序作業(yè)時間3140min，優(yōu)化的作業(yè)工序數(shù)16和總作業(yè)時間19355min代入到式（４）中，得到改善后的生產(chǎn)線平衡率是38.5％，相比改善前的生產(chǎn)線平衡率29.8％提高了近8.7％，同時還滿足了客戶所需求的節(jié)拍，改善效果良好。與一般生產(chǎn)線要求的85％生產(chǎn)線平衡率相比，仍有很大的差距。這主要是由于行業(yè)性質(zhì)所決定的，人造板機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)制造離散程度高，給生產(chǎn)組織帶來了很大的難度，不過這也為進(jìn)一步的改善和研究指明了方向。

3.車間布局優(yōu)化

根據(jù)分析階段的流程，每一道加工工序后都伴隨著一次搬運的發(fā)生，物流動線在焊接車間、裝配車間以及新車間的擁堵和交織程度最高。因此，對各個車間做布局調(diào)整分析，改善后的布局如圖４所示。

4.裝配車間

將試漏儀器轉(zhuǎn)移到新車間進(jìn)行試漏，在第11道工序數(shù)控鏜床完成加工后，可以直接就近進(jìn)行試漏測試。由于工序16裝配地點距離工序17油漆幾乎跨越整個工廠，可以放到空間足夠大的新車間進(jìn)行裝配工作，縮短搬運距離。

5.焊接車間

將工序13和15焊接所用的焊機(jī)安排到新車間進(jìn)行，可以在工序12試漏完成后，進(jìn)行焊接。

6.新車間

在完成對裝配車間和焊接車間調(diào)整后，在新車間可以形成從工序11到工序16的連續(xù)加工，搬運次數(shù)可以減少４次，搬運距離減少183ｍ。

經(jīng)過新的車間布局調(diào)整后，改善后的物流動線如圖４所示，可以看出新的物流動線相比于改善前的物流動線更加清晰，減少了物流動線的擁堵和相互交織的程度，緩解了工件搬運過程中可能出現(xiàn)的線路擁堵的情況。

7.現(xiàn)場管理改善

經(jīng)過團(tuán)隊現(xiàn)場調(diào)研和一線的管理人員進(jìn)行充分討論，對存在的現(xiàn)場5Ｓ管理問題制定了如下改善措施：

①場地清理

對整個油漆間場地進(jìn)行了徹底的清理，把所有堆放在油漆間場地上的工件、雜物全部搬運出油漆間；在專門的臨時區(qū)域進(jìn)行集中并分類管理，區(qū)分不需要的雜物和需要的工件。

②區(qū)域規(guī)劃

對油漆間場地按照功能進(jìn)行區(qū)域劃分。分為工件清理準(zhǔn)備區(qū)域、待清砂工件區(qū)域、待油漆工件區(qū)域、工件干燥區(qū)域和臨時存儲區(qū)域，并在車間地面區(qū)域做相應(yīng)的標(biāo)識。

③吊運工裝統(tǒng)一化

為了使吊運更加高效，重新設(shè)定吊運工裝，統(tǒng)一規(guī)格尺寸。在吊運不同的托盤時，不需要再調(diào)整吊運掛鉤的間距，縮短了吊運所需要的時間，提高了工件吊運的效率。

④建立看板

通過增加看板，對工件的項目號、處理狀態(tài)和完成時間等信息進(jìn)行顯示，讓操作工和一線管理人員對整個油漆間的狀態(tài)有更加直觀的信息掌握，提高油漆工作效率。

五、項目控制階段

管理問題的解決離不開配套管理制度，為了保證精益六西格瑪改善項目所取得成果的可持續(xù)性，必須制定了一系列規(guī)章制度予以保障。

1.完善車間晨會

在每日的車間晨會要求各個班組長加強(qiáng)進(jìn)行現(xiàn)場管理工作的宣講，回顧過去5Ｓ現(xiàn)場管理工作做得不好的地方，明確新的目標(biāo)。

2.組織相關(guān)培訓(xùn)

建立學(xué)習(xí)型組織是保證企業(yè)能長期發(fā)展的基礎(chǔ)。為了能做到公司內(nèi)部思想意識上的統(tǒng)一，從管理層到基層員工，加強(qiáng)對精益六西格瑪?shù)南嚓P(guān)培訓(xùn)和教育，學(xué)習(xí)先進(jìn)的標(biāo)桿企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)驗。

3.績效考核制度

建立精益改善績效指標(biāo)與個人和團(tuán)隊績效指標(biāo)相掛鉤的制度。通過員工個人的薪資調(diào)整和獎金的發(fā)放調(diào)動員工參與的積極性，以班組為單位的團(tuán)隊考核與項目準(zhǔn)時交付率相關(guān)聯(lián)，推動團(tuán)隊不斷改進(jìn)。

4.定期客戶滿意度調(diào)查

每一個精益六西格瑪改善項目起始于客戶之聲，經(jīng)過改善后，得到的輸出成果需要與原始輸入的客戶之聲進(jìn)一步比對，也是下一步的持續(xù)優(yōu)化的輸入。

六、Flexsim仿真及改善效果分析

仿真是對系統(tǒng)進(jìn)行分析的有效工具，生產(chǎn)制造過程最為關(guān)注的就是在合適的時間生產(chǎn)出合適的產(chǎn)品。通過構(gòu)建生產(chǎn)系統(tǒng)模型，并對系統(tǒng)模型的各項參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，在不同參數(shù)下對比各個方案的效果。從仿真模擬的角度，為實施改善方案的管理決策提供數(shù)據(jù)分析上的支持，避免盲目地投入而帶來的風(fēng)險，并且驗證精益六西格瑪項目帶來的改善收益。

公司一年一般運行10個項目，每個項目以標(biāo)準(zhǔn)的10件熱壓板進(jìn)行模擬，即一年生產(chǎn)100件熱壓板。利用Flexsim軟件建立改善前后的仿真模型如圖５所示。

分別進(jìn)行100件熱壓板的生產(chǎn)模擬，得到的輸出數(shù)據(jù)如表４所示。

由仿真結(jié)果可知，相比改善之前交貨周期的47.1d，改善后為35.6d，工期縮短了24.4％，滿足了客戶對熱壓板交貨周期的要求；在成本方面，每年可以節(jié)省1224.6萬元，達(dá)到了項目的預(yù)期效果。

通過Flexsim仿真數(shù)據(jù)，得出了熱壓板生產(chǎn)過程中，單位生產(chǎn)時間隨生產(chǎn)數(shù)量的變化曲線，如圖６所示。從圖中可以看出，隨著生產(chǎn)數(shù)量的增加，總生產(chǎn)時間都是一條直線，以固定的斜率逐漸增加的；單位生產(chǎn)時間和單位生產(chǎn)成本都隨斜率不斷變化的曲線，且曲線斜率是逐漸減小的。當(dāng)生產(chǎn)數(shù)量接近100件時，單位生產(chǎn)時間的曲線斜率趨近于０。這說明生產(chǎn)效率的改善可以在相同的時間生產(chǎn)更多的熱壓板，便有了規(guī)模產(chǎn)生的益處，使單件熱壓板的邊際生產(chǎn)時間大大降低。

對熱壓板生產(chǎn)進(jìn)行精益六西格瑪改善，提升了生產(chǎn)效率，縮短了交貨周期時間，同時也降低了生產(chǎn)成本，驗證了精益六西格瑪在以非標(biāo)、單件小批量為行業(yè)特點的人造板機(jī)械制造行業(yè)具有可適用性，值得同行業(yè)的其他企業(yè)借鑒。

通過減少不必要工序，對瓶頸工序的作業(yè)平衡、車間布局的調(diào)整和現(xiàn)場管理改善等方法，以最小的投入達(dá)到減少作業(yè)時間，改善熱壓板的生產(chǎn)作業(yè)效率的目的。改善后的整體生產(chǎn)線平衡率還有繼續(xù)提升的空間，在后續(xù)的工作中，可以將此改善方法橫向擴(kuò)展并應(yīng)用到企業(yè)的其他產(chǎn)品中，從產(chǎn)品整體組合的角度進(jìn)一步優(yōu)化作業(yè)流程、減少浪費，以達(dá)到資源配置的優(yōu)化和生產(chǎn)效率的整體提升，不斷提高企業(yè)的效益。