精益生产机械加工车间虚拟流水线的建立实施与总结

流水线生产是快速反应市场、减少浪费、提高生产效率的有效途径。一个具体的制造系统由一些工厂、车间、 生产线及设备组成。在现代的机械加工企业内建立传统形式的流水线、生产模式相当困难。虚拟流水线作为构建虚拟制造系统的基础,是实现上述目标的重要手段。

精益生产管理,机械加工车间虚拟流水线的建立前因素分析(图1)

目前,虚拟制造理论的研究主要是从制造策略的宏观角度出发,分析虚拟制造系统的概念及一般系统结构,而对虚拟制造系统特别是虚拟流水线的具体应用及实现方法少有论述。

本文以所在油田的牙轮钻头生产企业为例,通过对机械加工车间流水线生产模式及其物流配送方式的探索,讨论了精益生产最佳生产组织流程的实现,阐述了在现有机械加工机群式布局下的最佳生产组织和生产实现途径。

虚拟流水线建立前因素分析

一、虚拟流水线的建立实施

1.虚拟流水线的框架结构

在牙掌车间现有机群的布局下,我们通过对不同品 种的产品设定相对固定的生产、流转流程,在做计划的 时候安排好其加工的设备和流动路线,来实现对产品加 工过程的流水式生产。实现虚拟流水线的框架结构(见 图1)。

图1虚拟流水线的框架结构

虚拟流水线实现的关键是信息流的运作和传递。 当前车间的生产组织方式,是基于订单需求和市场预测 需求来实现的,生产信息并不准确。生产中是下道工序 等待上道工序加工完毕后安排生产,生产计划等生产信 息传递不流畅,基本不起作用,因此,建立虚拟流水线就 要转变思想,建立以顾客要求为中心的拉动式生产组织 方式。

2.虚拟流水线的实现方法

虚拟流水线是以高度信息化的配送流程作为工序 间物流传送的纽带,使其按顺序进行,保证生产线的通 畅。我们从2009年开始实施虚拟流水线的建立,主要解 决以下问题:

⑴在现有的设备布局下,实现排产自动化,即操作 者了解本班做什么,往何处去,直接由配送人员转至下一 台机床,减少加工的随意性,减少等待和停滞。

(2)加工机台的固定化。在排生产计划时,要严格加 工顺序和原则,即先完成首要任务,在完成首要任务后完 成次要任务,有加工品种的排序原则0

(3)通过控制点来控制整个流水线的生产情况,尤其 是开头、结尾和瓶颈工序。

(4)计划要及时执行,及时更新,尤其是在有变动的 时候要告别注意。

2.1品种的加工机台分配固化

为了解决以上问题,我们充分考虑了影响产品加工 的因素并结合车间现场的设备刀具的配备情况,将产品 分为了5大类。形成了5个大类钻头生产的机床分布 图。典型品种分配图举例(见图2)。

 

如上所示,如果各个机床之间的连接线能够保证运 行顺畅无障碍,工序间的转运批次合理,这事实上就是一 条想象的连续带,一条“虚拟”的流水线。在不同品种的 分配图中,可能会出现一对多的情况,在计划编排时,就 需要按照加工品种的优先原则,实施控制,优先安排级别 高的品种先加工。

2.2编排合理的生产计划

在牙掌车间,设备的班产是很不均衡的。为此,我 们首先在全车间实施了小批量流,即对投产的批量按照 产能最低的工序分不同种类制定了拆分原则,只允许按 照拆分后批量的产品量在各工序流转。小批量流的实施 在很大程度上提升了产品的流转速度,减少了在制品的 数量,并对我们实现“虚拟流水线"奠定了坚实的基础。

为保证工序间转运合理,必须制定合理的生产计 划,实现生产计划编排的完善、科学、规范、可行。为此, 我们基于订单产品的完全信息,按照拉动式生产的要求, 设计编制了计划排产程序,实现了计划排产3的自动化。 上道工序严格按照下道工序的时间、品种、工艺要求准备 好所需物料,直至向前逆推至确定毛坯进入车间的时间。

2.3现场标识管理

由于我们做的是虚拟的流水线,它没有传统意义上 的流转的皮带,在现场需要醒目的标识和标记对产品的 位置和去向做指导,因此,生产现场的区域和表示管理线 尤为重要,它是实现无间断流程也就是流水式生产的有 力支撑。为此我们也做了大量的工作,通过现场标识明 确产品的生产信息(定位、定量、定向)。

(1)对不同工序的不同设备做了定量设置,并将料区 划归至具体的机台。

(2)对现场放置的工件控制流向,都对自己的物流牌 作了明确的标识。

设计制作好各类标识乳料筐的转运卡,料架的标识 和针对物料转运员使用的转运标识,划分到具体机台的 料区标识,以及用醒目的形式记录好该批产品信息,包括 各工序开工时间、完工时间、工艺要求、转运机床信息等, 现场加工的师傅按照生产计划和标识的要求及时完成 操作,事实上就是连接了这条无形的纽带,基本上实现了 虚拟流水线在理论上的建立。

3.虚拟流水线的现场管理

生产流水线的特点决定物流作业必须服从和服务 于生产工艺流程的需要,所以生产流水线的物流具有很 强的配合性、动态性、集散性和均衡性。如果生产流水线 上物流存在问题,必然会影响整个生产流水线的效率。 因此,对生产线现场物流进行优化管理具有特别重要的 意义。

(1)对物流协议的遵守。

一个批量有多少件工件,要 根据当前的工作情况来决定,一旦决定,既要用显而易见 的形式明确标识,而且必须执行,不得超过协议的数量 (因为一旦超过协议的数量,在工序间平衡的情况下,势 必会产生停滞浪费)。在车间的实践中,根据现阶段的实 际,我们一方面采取了明显的视觉标识,为现场操作员工 提供强烈的物流配送信息,另一方面部分借鉴了空间限 制法,在物流区域划定摆放的位置,所划定的空间只够摆 放需要的数量。

(2)建立物流配送的信息中心。

一方面能掌握车间 全工序实时物流状态,根据需要进行配送,另一方面当突 发设备故障等情况时,能迅速反应,根据预案作出合理的 安排,不至于影响订单的生产。

精益生产机械加工车间虚拟流水线的建立实施与总结(图2)

二、机械加工车间虚拟流水线的建立总结

本文结合企业实际,对虚拟流水线基本框架、实现、保障措施等进行了详细的分析,虽然它的实现还比较粗糙,但是初步效果已经显现。这种转变,不仅仅是一些实施措施上的,更重要的是员工思想上的转变,以及对生产线信息流、物流的优化和控制,该方法还有很大的进一步 改进实施的广阔前景。

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