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传统的制造型加工车间,在布局上往往会按照设备或工位的功能来进行安排,这种布局将所有相同功能的设备或加工工位都集中在一起,并且摆放整齐,规模化效应非常明显。在这种布局下,产品的生产流程严格按照各步骤的功能来设计,同一批次的产品在不同的功能区域之间移动后最终完成加工,并且在加工过程中只有当同一批次的所有数量的产品全部完成加工后才会被一起转移到下一道加工工序。另外,为了在加工过程中减少设备换模的次数,通常采取大批量加工的方式,设备要几天甚至于几周才换一次模。按照功能来布局的生产模式,不仅被广泛地运用在传统的机加工车间,甚至于也被应用于一些新兴的高科技产品生产车间。例如,笔者所在的M公司,即为一家专业从事生命科学领域实验室仪器制造和经营的高科技企业,M公司在全球各地设有销售机构,并在中国和欧洲拥有较大规模的制造基地。在实验室仪器生产车间,过去十几年以来一直采用按照功能布局的生产模式,把整个生产过程分成预装配、总装、测试、包装四个独立的环节。
按照功能来设计制造流程的车间布局存在以下的缺点:
首先,为了减少设备换模频次,在这种生产方式下往往采用大批量生产的模式,由此导致在制品数量或库存数量非常大,每个功能区域都堆积了大量的在制品;
其次,质量问题不能及时被发现。因为其中一道工序发现有质量问题之前,前一道工序已經生产好了大量的半成品,由此造成大量不良品库存,也给管理带来了巨大的挑战;
再次,由于大量的在制品堆积在现场,车间现场显得格外拥挤,车间的占地面积被迫增加,甚至带来安全隐患;
另外,由于采用大批量加工的生产模式,产品在生产线上各功能区域间的转移需要等到该工序完成所有数量的加工以后才发生,因此单件产品完成整个加工流程需要很长的时间,由此导致针对客户的交货时间拉长。而从生产计划角度,也需要相应地安排足够长的原材料采购提前期,进而导致整个制造链上产生大量的原材料库存。
最后,由于布局按照功能划分,生产区域扩大,产品在每一道工序之间的移动距离非常长,同时也需要配备额外的人员负责在制品的移动。按照功能布局的生产车间,虽然表面看上去具有一定的规模效应,现场格局浩浩荡荡,但实质却是效率低下、质量问题和库存问题经常会困扰管理者。
单元式布局则是将不同功能的一小组设备或者工位按照加工流程顺序以小单元的形式,并以U形结构集中摆放在一起的一种生产加工模式。在单元式布局中,设备与设备之间的距离变得非常近,大大方便了各工位之间的沟通与协助。在单元式布局的生产过程中,采用单件产品或较小批量的产品在各功能设备之间快速的移动并完成每一步加工过程。由于加工过程接近于单件流,所以单元内部就不会存在大量的在制品堆积,大大节约了空间,也减少了库存。同时,当加工过程中一旦发现质量问题时,由于在制品数量非常少,所产生的质量报废也相应很少,质量问题很容易在第一时间即被发现并予以解决。由于单元式布局在结构上非常紧凑,在制品在工位之间的移动速度大大加快,移动距离也大大缩短,减少了移动浪费。更为重要的是,由于采用了单件流,大大缩短了单件产品的交货周期,不但可以更好地满足客户快速交货的要求,也给原材料的采购缩短了提前期,物料部门不再需要预备大量的原材料库存,对于企业来说将大为改善现金流。而从生产计划角度,由于多个小单元式布局的存在,生产任务的安排变得更加灵活,制造主管可以根据客户千变万化的数量和品种上的需求,安排不同数量的单元投入不同型号的产品生产;而在每个标准单元里,又可以根据需求大小安排相应数量的操作员来完成生产,既节约了成本,又增加了灵活性,大大提高了客户在交货速度和质量上的满意度。
M公司在一年前对实验室仪器生产车间实施了布局上的大调整,将原先的按照功能划分的布局调整为五个相同的标准小单元格局,每个小单元都可以快速地实现从预装配、总装、测试到最后包装四个流程。通过这一突破性的变革,单件产品的交货时间由原来的一天缩短到45分钟;生产线上在制品的数量减少到原先的25%,大大降低了库存量;由于在制品数量减少了,原先用于堆放这些在制品的小推车都不再需要,仅仅留下几辆用于工位间快速周转,由此整个车间的面积也减少了15%。
表1:M公司实施单元化布局前后的效率对比
当然,单元式布局对于设备的快速换模提出了更高的要求,并且,需要作业员具备多种设备操作技能,强调团队成员之间的相互协作。由于每个企业的产品和制造流程不尽相同,管理者应综合考虑人、机、料、法等各项因素,采用适合自己企业特点的车间布局方式,以实现效率最大化。
按照功能来设计制造流程的车间布局存在以下的缺点:
首先,为了减少设备换模频次,在这种生产方式下往往采用大批量生产的模式,由此导致在制品数量或库存数量非常大,每个功能区域都堆积了大量的在制品;
其次,质量问题不能及时被发现。因为其中一道工序发现有质量问题之前,前一道工序已經生产好了大量的半成品,由此造成大量不良品库存,也给管理带来了巨大的挑战;
再次,由于大量的在制品堆积在现场,车间现场显得格外拥挤,车间的占地面积被迫增加,甚至带来安全隐患;
另外,由于采用大批量加工的生产模式,产品在生产线上各功能区域间的转移需要等到该工序完成所有数量的加工以后才发生,因此单件产品完成整个加工流程需要很长的时间,由此导致针对客户的交货时间拉长。而从生产计划角度,也需要相应地安排足够长的原材料采购提前期,进而导致整个制造链上产生大量的原材料库存。
最后,由于布局按照功能划分,生产区域扩大,产品在每一道工序之间的移动距离非常长,同时也需要配备额外的人员负责在制品的移动。按照功能布局的生产车间,虽然表面看上去具有一定的规模效应,现场格局浩浩荡荡,但实质却是效率低下、质量问题和库存问题经常会困扰管理者。
单元式布局则是将不同功能的一小组设备或者工位按照加工流程顺序以小单元的形式,并以U形结构集中摆放在一起的一种生产加工模式。在单元式布局中,设备与设备之间的距离变得非常近,大大方便了各工位之间的沟通与协助。在单元式布局的生产过程中,采用单件产品或较小批量的产品在各功能设备之间快速的移动并完成每一步加工过程。由于加工过程接近于单件流,所以单元内部就不会存在大量的在制品堆积,大大节约了空间,也减少了库存。同时,当加工过程中一旦发现质量问题时,由于在制品数量非常少,所产生的质量报废也相应很少,质量问题很容易在第一时间即被发现并予以解决。由于单元式布局在结构上非常紧凑,在制品在工位之间的移动速度大大加快,移动距离也大大缩短,减少了移动浪费。更为重要的是,由于采用了单件流,大大缩短了单件产品的交货周期,不但可以更好地满足客户快速交货的要求,也给原材料的采购缩短了提前期,物料部门不再需要预备大量的原材料库存,对于企业来说将大为改善现金流。而从生产计划角度,由于多个小单元式布局的存在,生产任务的安排变得更加灵活,制造主管可以根据客户千变万化的数量和品种上的需求,安排不同数量的单元投入不同型号的产品生产;而在每个标准单元里,又可以根据需求大小安排相应数量的操作员来完成生产,既节约了成本,又增加了灵活性,大大提高了客户在交货速度和质量上的满意度。
M公司在一年前对实验室仪器生产车间实施了布局上的大调整,将原先的按照功能划分的布局调整为五个相同的标准小单元格局,每个小单元都可以快速地实现从预装配、总装、测试到最后包装四个流程。通过这一突破性的变革,单件产品的交货时间由原来的一天缩短到45分钟;生产线上在制品的数量减少到原先的25%,大大降低了库存量;由于在制品数量减少了,原先用于堆放这些在制品的小推车都不再需要,仅仅留下几辆用于工位间快速周转,由此整个车间的面积也减少了15%。
表1:M公司实施单元化布局前后的效率对比
当然,单元式布局对于设备的快速换模提出了更高的要求,并且,需要作业员具备多种设备操作技能,强调团队成员之间的相互协作。由于每个企业的产品和制造流程不尽相同,管理者应综合考虑人、机、料、法等各项因素,采用适合自己企业特点的车间布局方式,以实现效率最大化。