精益现场管理改善产品精益研发设计.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,精益现场管理改善产品精益研发设计,SKPS,培训课程,讲课人：张晓娟,标准中间在库数的确定原则,区分,情况,标准中间在库数,从作业方向与物流方向来考虑,顺物流方向操作,0,个（机械外）,逆物流方向操作,1,个（机械外）,从有无自动加工来考虑,有自动加工,1,个（一次加工,1,件）,无自动加工,0,个,其他,有自动检测设备或工件需要降温时，没有几个在制品就无法进行下一步操作；两个相邻的作业者之间要增加一个标准中间在库；,根据需要,标准中间在库数的确定原则,标准中间在库数的例子,材料,A,材料,B,1,工序,2,工序,1,工序,2,工序,成品,A,成品,B,物流,顺方向操作、有自动加工机械,标准中间在库数：,1,个（机械中）,自动加工机械,在库数,材料,A,材料,B,1,工序,2,工序,1,工序,2,工序,成品,A,成品,B,物流,顺方向操作、无自动加工机械,标准中间在库数：,0,个,标准中间在库数的例子,材料,A,材料,B,1,工序,2,工序,1,工序,2,工序,成品,A,成品,B,物流,逆方向操作、有自动加工机械,标准中间在库数：机械中,1,个，机械前,1,个,标准中间在库数的例子,材料,A,材料,B,1,工序,2,工序,1,工序,2,工序,成品,A,成品,B,物流,逆方向操作、无自动加工机械,标准中间在库数：机械前,1,个,标准中间在库数的例子,制造业常见的管理误区,误区二：机器位置固定不动,机器位置固定不变,乱流生产,质量责任难追溯,派活时由现场主管视各岗位忙闲情况见缝插针,每一批次的加工路线（经手人）都不一样,花金钱、时间、精力去追查或控制,问题被隐藏,扯皮导致容易蒙混过关,同样问题一再重复发生,注定要搬来搬去,拉长生产周期时间,陷入事后管理的漩涡,救火,/,善后变成家常便饭,机器设备位置固定不动导致和引发的管理问题,制造业常见的管理误区,误区三：前推式生产任务安排,引发的管理问题：,车间接活后，班组长视组员忙闲情况见缝插针、机动派活，接活者不管后道工序消化能力全力赶活，做完后就往下塞活，遇到阻塞就只好一旁堆积等待或再次见缝插针；,当物料、工艺等出现问题必须暂停生产时，就得撤下旧款，紧急补上新款或重新派活。,等待时间拉长了生产周期时间，换款换线增加了搬上搬下的动作，增大了班组长的管理压力，也增加了物料的堆积，占用了空间，也影响了动线，搬运、堆积又会衍生出寻找、误拿误用、污损、造残等问题。,制造业常见的管理误区,误区三：前推式生产任务安排,事后管理就是等事情发生之后再处理,挤在一起发生只好忙于救火,怕后遗症扩大只好采取围堵措施,垃圾流程丛生,习惯先追究责任,惩罚扣款多于奖励,没空,/,不愿追查发生的原因,同样问题一再重复发生,只治标不治本,关闭心门消极抵抗,救火,/,善后变成家常便饭,经常产生一人错误百人忙的连锁反应,事后管理导致的管理问题,1,2,3,4,5,6,10,11,13,18,19,离岛式,集结式,集结式流水线,裁剪,冲压,加工,抛光,100,100,0,100,0,100,0,100,100,分钟,100,分钟,100,分钟,100,分钟,=400,分钟,+,+,+,转换成,裁剪,冲压,加工,抛光,1,分钟,1,分钟,1,分钟,1,分钟,+,+,+,=400,分钟,100,100,分钟,+,中转库存,400,个，成品库存,100,个,周期时间缩短为,104,分钟，中转库存,4,个，成品库存,100,个,单件流动,设计单件流水线的步骤：,分解产品的工艺流程；,测量或估计每道工序所需要的工作时间；,按照工艺流程中每道工序的工作时间来设计制造流程（含设备、工位、工序分配等）,按照分工后的工作职责来定义对每个工位的工作要求（物料在手数量、工作顺序、工作要点、节拍时间和质量要求），工位越多，相应的工作量越少、节拍时间越短；,重新排列机器设备，开始生产；,持续解决出现问题的方法（安定化），进一步朝平衡化、平准化、柔性化迈进。,单件流动,生产线不平衡的表现,单位：,min,TT=51,平衡率,=,各工位实际作业时间总和,瓶颈工位作业时间,工位数,=,427,55 11,=70.6%,TT=51,合并（少人化）,重组（重排工序）,生产线不平衡的改善,改善措施,删除,就是将生产线中一些多余、不必要的加工动作剔除，从而可以压缩各个工位实际作业时间的总和。,合并,就是将生产线中工作时间比较短的几道工序交由一个作业人员来完成。这个方法要求这种作业人员能够熟练地操作两个工位的机器设备，具备快速转换工作的能力，并且设备的摆放需要有一点技巧，以满足工序转换的需要。,简化,就是借由防呆手法、特殊工具等简化方法，将原来的动作时间进行有效的压缩。,重组,高峰工作向低谷转移,流程的变化（生产有淡季与旺季之分，所设计的流水线就必须具备能够伸缩放,大的弹性能力。）,快餐业作战队形的灵活组合,这种变化能够带来如下效果：,随着流程时间的减少，服务质量得到不断地提升；,同等时间内，营业收入得到增加；,由于对闲时忙时用人数量的合理分配，其人事成本得到最大程度的降低。,精益生产系统的水平评估,等级,内容,最坏的水平（没有针对性的改善）,逐个工序提高效率,一条线一条线地提高效率,全面（工厂和销售商）提高效率,对象,一般企业中多见,丰田系统企业中多见,丰田系统企业中认真搞“自主研修”的工厂中常见,丰田系统企业中的一小部分工厂中可以见到,精益现场改善水平,精益生产现场实力评估,等级,准时化、在库状况,完成品、在制品在库堆积如山,在库量为,1,日的生产量,在库量为交货间隔的生产量,1,箱或,1,个或,1,张看板的量,搬运,硬塞式搬运,后工序领取（大批量搬运）,以车次为单位的后序领取（多回混载搬运）,超多回搬运（少量领取）,生产,以月为单位的计划生产（向各工序下达生产指令）,以,1,日为单位的批量生产,生产单位为交货一个车次的数量,以小批量生产正在售出的产品,精益现场改善水平,精益生产现场实力评估,等级,少人化,工序配置,同种设备集群配置,按工序顺序配置,生产线通过换产可以生产多品种,少人化生产线的集合,多能工化,单能工,前后工序的多能工化（一条线内）,含换产作业的多能工化,生产线之间的多能工化,高效的工作方法,作业效率,一只手作业；存在很多空步行、手等待,对现有设备能够进行两手作业,通过改善设备、提高两手作业效率,1,人工高效作业,自动化,人、机动作未能分开,人、机动作分开,自动排出工作,完全自动化（装夹、启动自动化）,精益生产方法改善水平,精益生产方法改善评估,等级,生产方法,月单位的计划生产,1,日量单位批量生产,以一车次交货量为单位生产,小规模生产现在售出的产品,图解,内容,每月一次向各工序下达生产指令,当日生产的是昨日售出的量,当日生产的是当日售出的产品,当前生产的是刚刚售出的,特点,对发生问题、市场需求变化的适应性差；所有工序都要进行进度管理；容易提前执行生产计划陷于生产过剩；,后工序已销售的信息要停滞一天；货点的容量是一日的量；看板发行张数是,2,日量；,传达给前工序的生产信息为一车次的批量；货店的容量是一车次的量；看板发行的张数为,1,个车次的量；,传达给前工序的生产信息为一张看板或,10,分钟的量；货店的容量是每种一箱或,10,分钟的量；看板发行张数是,1,张或,10,分钟的量；,月生产计划,造型,加工,组装,昼,夜,AM,PM,AM,PM,A,B,C,昨日份,本日份,看板箱,看板箱,前工序,后工序,A,B,C,昼,夜,AM,PM,AM,PM,A,B,C,生产线,C,B,A,集货场,客户,（领取份）,10,分钟间隔多回领取,精益生产方法改善水平精益现场库存管理改善评估,等级,在库,完成品、在制品在库堆积如山,在库量为,1,日的生产量,在库量为交货间隔的生产量,1,箱或,1,个（一张看板的量）,内容,在制品在工序间不易保管,以一日一回的单位生产前一天售出的产品，每个品种设置一日量在库,以发货车次为单位进行生产，每个品种设置一车次量,按后工序领取走的顺序一张看板生产，设置一箱量,特点,问题被堆积如山的库存掩盖；无法判断什么是问题点,只能暴露一天库存量不能挽救的问题点；管理、监督者缺乏解决问题的紧迫感，活动迟缓,能暴露出发货一次范围内发生的问题；可解决很小的问题,生产线出现微小的问题便可暴露出来；生产水平最高,正交实验设计,正交实验设计概述：,实验因素：指当实验条件变化，实验考核指标也发生变化时，影响考核指标取值的量。,例如：化学实验中的温度、压力、时间、催化剂用量；机械加工中的切削速度、吃刀量、刀具的几何参数等。,实验因素的位级：指实验因素所处的状态。实验因素在实验方案中变化的几种状态。,例如：温度可以是,100,、,120,、,150,等，时间可以是：,1,1.5,2,小时等。,考核指标：是指在实验设计中，根据实验目的而选定的用来衡量实验效果的量值。,考核指标可以分为定量、定性的。定量的如硬度、寿命等。定量指标根据实验结果的预期要求，又可分为望目值、望小值、望大值。定性指标不是按数而是按质区分如质量的好与坏，天气的晴与阴等。,正交实验设计,正交表,正交表的符号：,L,n,（,j,i,),L-,正交表的代号,n-,正交表的行数（实验次数、实验方案数）,j-,正交表中的数码（因素的位级数）,i-,正交表的列数（实验因数的个数）,N=j,i,全部实验次数（完全因数位级组合数）,实验号 列号,1,2,3,4,1,1,1,3,2,2,2,1,1,1,3,3,1,2,3,4,1,2,2,1,5,2,2,3,3,6,3,2,1,2,7,1,3,1,3,8,2,3,2,2,9,3,3,3,1,L,9,（,3,4,),正交实验设计,正交实验设计的基本应用程序：,明确实验的目的，确定考核指标,挑因素、选位级，确定因素位级表,选择适宜的正交表,因素、位级填入正交表,实验结果分析：,1,、极差分析法,：,1,、计算各因素各位级的贡献系数,K,。贡献系数,K,为该位级参加实验的试验方案结果的考核指标的累积和。,2,、计算各因素贡献系数极差,R,。贡献系数极差,R,为该因素各位级贡献系数中的最大值与最小值之差。,3,、按极差,R,的大小将因素排列，显示各因素在实验中的重要性。,4,、按贡献系数数值确定各因素的好位级：,若考核指标为望大值质量特性时，则贡献系数的数值越大，其位级越优。,若考核指标为望小值的质量特性时，则贡献系数的数值越小，其位级越优。,若考核指标为望目值时，则贡献系数的数值应按该位级参加实验的次数取平均值，平均值越接近目标值其位级越优。,方差分析的目的，在于将实验误差引起的结果差异与实验条件的改变所引起的结果差异区分开来，以便检验哪些因素对结果有影响，哪些没有影响，并区分哪些是影响实验结果的主要因素，哪些是次要因素，从而可以着重研究其中几个主要因素。,2,、正交实验的方差分析法,正交实验设计,交互作用表,用正交表安排有交互作用的试验时，把两个因素的交互作用当成一个新的因素来看待，让它占有一列，叫交互作用列。交互作用列按交互作用表安排。,正交表交互作用表的使用（以,L,8,(2,7,),为例）,1234567,列号,(1)3254761,(2)167452,(3)76543,(4)1234,(5)325,(6)16,(7)7,如需要查第,1,列和第,2,列的交互作用列，则,从,(1),横向右看，,从,(2),竖向上看，它们的交叉点为,3,。,第,3,列就是,1,列与,2,列的交互作用列。如果第,1,列排,A,因素，第,2,列排,B,因素，,第,3,列则需要反映它们的交互作用,AB,，就不能在第,3,列安排,C,因素或者,其它因素，这称为,不能混杂。,正交实验设计,二、关于自由度和正交表的选用原则,选表必须遵循一条原则：,要考察的因素及交互作用的自由度综合必须不大于所选用正交表的总自由度,自由度的两条规定：,（,1,）正交表的总自由度,f,总,试验次数,1,；正交表每列的自由度,f,列,此列水平数,1,（,2,）因素,A,的自由度,f,A,因素,A,的水平数,1,；,因素,A,、,B,间交互作用的自由度,f,AxB,f,A,f,B,正交实验设计,三、有交互作用的正交试验及结果分析,例 乙酰胺苯磺化反应试验,试验目的：提高乙酰胺苯的产率,因素水平表,因素,A,反应温度,B,反应时间,小时,C,硫酸浓度,x,（）,D,操作方法,水平,1 50 1 17,搅拌,2 70 2 27,不搅拌,考虑反应温度与反应时间可能会有交互作用，另外，反应温度与,硫酸浓度也可能会有交互作用，即考虑,AB,、,AC,正交实验设计,自由度考虑：,4,因素及交互作用,AB,、,AC,，总自由度数,41,21,6,。而,L,8,(2,7,),共有,8,1,7,个自由度，可以安排,表头设计：,把需要试验的各因素的各水平安排入正交表内一定列，得到试验设计表的过程：,（,1,）考虑交互作用的因素,A,和,B,，将,A,放第,1,列，,B,放第,2,列。则由,L,8,(2,7,),的交互作用表,查得,AB,在第,3,列,（,2,）考虑要照顾到交互作用的因素,C,，将,C,放在第,4,列，此时,AC,由,L,8,(2,7,),的交互作用表,查得占第,5,列，第,6,、,7,列为空，,D,可排其中任意一列，我们将其排在第,6,列。则：,正交实验设计,表头设计,A B AB C AC D,列号,1 2 3 4 5 6 7,表头设计,A B AB C AC AD,CD BD BC D,列号,1 2 3 4 5 6 7,如果本例中交互作用,AB,、,AC,、,AD,、,BC,、,BD,、,CD,都要考虑，如,果我们仍使用,L,8,(2,7,),来安排试验，则表头设计如下,表头,表头设计,正交实验设计,这样就产生了混杂，是不合理的,4,因素及,6,个交互作用，自由度总和为,41,61,10,，而,L,8,(2,7,),表却只有,8,1,7,个自由度，容纳不下，只能选用更大正交表的,L,16,(2,15,),来做表头设计，如下所示,表头设计,表头设计的重要原则：,凡是可以忽略的交互作用尽量删除，一般使用较小的正交表来制定试验计划，减少试验次数,正交实验设计,列号,试验号,A,反应温度,1,AB,3,产率,（）,B,反应时间,2,C,硫酸浓度,4,AC,5,6,D,操作方法,7,1,2,3,4,5,6,7,8,K1,K2,k1,k2,R,1(50),1,1,1,2(70),2,2,2,283,272,70.75,68.25,2.75,1(1,小时）,1,2(2,小时）,2,1,1,2,2,282,273,70.50,71.75,2.25,1,1,2,2,2,2,1,1,268,287,67.00,71.75,4.75,1,（,17,）,2,（,27,）,1,2,1,2,1,2,268,287,67.00,69.75,4.75,1,2,1,2,2,1,2,1,276,279,69.00,70.50,0.75,1,（搅拌）,2,（不搅拌）,2,1,2,1,1,2,273,282,68.25,70.50,2.25,65,74,71,73,70,73,62,67,试验方案及计算结果表,本例的试验方案及试验结果如下,正交实验设计,从极差可以看出，因素和交互作用主次为：,AB,C,A,B,D,AC,主 次,由极差知，,AC,是次要因素，可不必考虑。,AB,、,C,是重要因素，,A,是较重要因素，,B,、,D,是次重要因素，它们对指标的影响较大，对其,水平的选取按下列原则：,（,1,）不涉及交互作用的因素（或交互作用不考虑的因素）它的水平选平均值中指标较好的水平；,（,2,）有交互作用的因素，它的水平的选取无法单独考虑，需要画出二元表和二元图，进行比较后再选择对指标优先的水平。,正交实验设计,A,与,B,间有,交互作用,，二元表和二元图如下：,A,B,A1,A2,B1,B2,(65+74)/2=69.5,(1,2),(70+73)/2=71.5,(5,6),(71+73)/2=72,(3,4),(62+67)/2=64.5,(7,8),可以看出，,A1B2,（,50,，,2,小时）平均产率较高，与,A2B1,（,70,，,1,小时）产率差不多，从提高工效来看，,A2B1,比用,A1B2,好因为时间,可以减少一半。于是得到最好条件为：,70,69,67,65,A1(50)A2(70),B1,1,小时,B2,2,小时,平均产率,A2B1C2D2,正交实验设计,两点启示：,（,1,）在安排表头时，应使要考虑的交互作用和因素不致发生混杂；,（,2,）对试验结果的数据进行计算后，在优选各个因素的水平时，有交互作用的因素，他们的水平不能单独考虑，必须用二元表和二元图进行综合考虑。,正交实验设计,三次设计也叫三阶段设计,(three stage design),由以下三个组成,:,1,、系统设计,(,也叫第一次设计,);,2,、参数设计,(,也叫第二次设计,);,3,、容差设计,(,也叫第三次设计,),。,三次设计又可分为试验项目的三次设计和可计算项目的三次设计。,1.,系统设计,:,对某种性能的产品,专业技术人员利用专业知识和技术,就整个系统结构,:,如,对各个零部件的功能以及它们如何连接,(,连接分机械连接、电磁连接、声光感应等,),材料的选用,处观形状与颜色装饰等等进行设计,叫做系统设计。在系统设计阶段,对可计算项目还应求出产品的使用性能指标同各有关元器件,(,参数,),之间的函数关系。,这部分工作目前主要由专业技术人员,利用专业知识和数学知识来完成。在此阶段,数学工作者一般布列有关函数的方程,并解出这个函数。对于这类工作,试验设计法通常是无能为力的。,三次设计,2.,参数设计,:,系统设计之后,就是要决定系统因素的好参数组合,.,在试验项目中,指的是要找到综合效果较好的生产条件。对于可计算性项目,什么叫做好参数组合呢,?,它主要分成两类,:,第一类是“直接择优”项目,优良的参数组合使得产品的性能指标达到优良的状态。,第二类是,:,稳定性择优”项目,通过优良的参数组合,来提高产品指标的稳定性。,对于可计算性项目,这种参数不是搞试验,而是通过系统设计中已经求出的函数关系,利用正交试验优选法,根据结果来确定系统因素的好参数组合。,3.,容差设计,:,在参数设计决定了系统诸因素的设计值之后,接着进行容差设计。,三次设计,在容差设计阶段除了使产品满足容差,(,公差的一半叫容差,),的要求外,对于影响指标大的诸因素,(,零部件,),是应该采用波动幅度小的一级品或二级品,?,还是应该采用波动幅度大的三级品,?,虽然用高精度的零件会使产品的质量提高,(,从而质量损失下降,经济收益增加,),但是它将使成本上升。若成本上升的金额低于质量损失的金额,那么用高精度的零部件是合算的、可行的。否则是不合算的。因此,在容差设计阶段,要规划零部件的精度等级和产品的质量,成本以及市场等问题。,参数设计是在容差设计的基础,只有搞好了参数设计才有条件搞好容差设计。,三次设计,一、系统设计,图,12-3,是华达呢染色的工艺流程示意图,:,图,12-3,三次设计,二、参数设计,(1),因素水平表,染料按原配方酸性紫红,B 1.08%;,媒介宝石蓝,B 0.38%;,媒介铬黄,2G(,北京,)0.08%,不变,本批试验是找合适的辅料配方及操作方法。,12-1,因素水平表,因素 红矾,(%),醋酸,(%),食盐,(%),矾前留液,水平,1 0.7 3 2 0,水平,2 1.4 2.5 0 2/3,水平,3 1.0 2 4 1/3,(2),试验计划、试验结果和结果的计算见表,12-2,(3),趋势图见图,-,三次设计,(4),讨论,(5),第二批正交试验,图,-,趋势图,图,-5,趋势图,三次设计,矾前留液这个操作因素最为重要因素,三个水平,5,9,6,9,7,9,还是留液愈多愈好但这个操作因素的水平在生产上容易被忽视,决定在大生产上作容差设计,提醒大家注意。,三、容差设计,经过两批正交试验,得到了染色工艺的合理参数搭配为,:,染料总量,:,原配方的,85%,染料配比,:,原配方,辅料用量,:,红矾,1%,醋酸,3%,食盐,4%,操作方法在矾前留液,:2,3,强。,在此参数搭配下,对操作方法在大生产上摸一下容差,考虑以下三个因素。矾前留液,:,小试验结果留液为,2,3,强较好,但我们知道留液大于,9,10,时,很容易兜车。于是在反应釜的,2,3,和,9,10,处作了两个记号为留液的下限和上限。留液的两个水平取为“低于下限”和“上下限之间”。,矾前沸和矾后沸,:,在系统设计中,矾前沸和矾后沸两个阶段,哪一个阶段用大沸,哪一个阶段用小沸,能对上色号,也是大生产上一直需要解决的问题,我们也通过生产性试验摸一下。用正交表,L,（,），作了四次生产性试验下,:(,见表,12-4),三次设计,矾前沸 矾后沸 矾前留液 评分,1 2 3,1 1,大沸,1,小沸,1,界限之间,100,2 2,小沸,1 2,低于下限,85,3 1 2,大沸,2 80,4 2 2 1 100,K,1,180 185 200,K,2,185 180 165,总和,=365,R 5 5 35,因素,试验号,表,12-4,三次设计,四、效果,1.,通过参数设计,(,前两批正交试验,),找到了好的搭配条件,染色效果显著提高。通过参数设计能得到好的生产条件,通过容差设计知道,如何实现好条件。要想生产稳步上升,条件掌握该粗则粗,该细则细。,2.,用三次设计得到的好条件投产,批批对上色号。在不增加人力、物力、财力的条件下,做到节约成本,(,节约染料,15%),提高质量,(,批批对上色号,),、减少三废,(,减少了红矾用量,又取消了矾前放液。使染料与红矾充分络合。减少了留入地沟的红矾,),又减少了染色时间,真是一举四得。,三次设计,