改革開放後，隨著國民經濟的飛速發展，人造板機械行業的客戶需求發生了很大的變化，體現在對產品提出了高價效比、短交貨期和定製化等綜合需求。如果想具有更強的市場競爭力，必須做到以更短的週期進行專案交付。精益六西格瑪幫助多家知名企業改善了經營績效，其標準的DMAIC流程是一套系統地解決問題的方法論，並在各個行業得到驗證。在處理航空製造公司的生產問題中，應用精益六西格瑪理論，提高了生產效率。

透過SIPOC圖清晰地表現了整個流程，並找到了縮短醫院等候時間的方法。在供應商交貨期管理和控制的案例研究中，運用精益六西格瑪的DMAIC模型進行交貨期問題的分析，最終有效地為企業減少了大量成本。針對汽車製造廠存在的生產效率低的問題，透過現狀價值流圖，分析了客車生產過程存在的問題，將價值流程圖應用於現場作業改善，為企業帶來了良好的經濟效益。針對不同行業的精益六西格改善研究，對提升效率具有積極的作用，也為在人造板機械行業中進行精益六西格瑪改善提供了參考。

課題組以人造板機械行業Ｄ公司的熱壓板生產為研究物件，分析從原材料加工開始到完成產品包裝，發運給客戶的整個生產過程，從精益六西格瑪的角度分析問題，尋找瓶頸並採取措施予以消除，從而減少了非增值活動，達到提高生產效率、縮短交貨週期的目的，滿足了客戶對熱壓板交貨期的需求。

一、定義問題

1.問題現狀描述

Ｄ公司的熱壓板標準交貨週期是40d，公司2018年的準時交付率只維持在60％左右。

2.改善專案目標

歷史資料和市場調查顯示，客戶對Ｄ公司熱壓板交貨週期的期望為40d，競爭對手可以做到35d的交貨週期，本專案選擇以競爭對手的交貨週期為標杆，在半年內縮短交貨週期20％以上。

3.改善專案實施範圍

公司的生產部門、質量部門、技術部門和採購部門分別指派相應人員，組成精益六西格瑪改善團隊

4.對企業的戰略意

解決企業實際問題，有利於提高企業的生產效率，解決企業面臨的交貨期長，提升客戶滿意度，贏得市場佔有率，為企業創造了更高的經濟效益。

二、專案測量

為了對熱壓板的生產過程進行分析，需要對各道生產工序進行作業時間的測定，結果如表１所示。

針對在定義階段確定的專案目標，交貨週期為35d，根據這個目標建立數學模型，每個專案中熱壓板的生產總時間為Ｔ，tij為第ｊ塊熱壓板的第ｉ道工序的生產時間，ｎ為熱壓板加工所需要的總工序數，ｋ為一個專案中熱壓板的數量。對整個生產過程中各道工序的生產時間和生產數量進行求和，就可以得到生產總時間Ｔ，所建立的目標函式：

由於生產過程中，每道工序節拍時間的不同，會產生等待空閒的情況，生產時間不是單純的各道工序節拍時間的相加，而是隨著生產數量不同而發生動態變化。

三、專案分析

1.價值流圖

根據課題組收集的資料和熱壓板生產車間實地測量，公司採取的是兩班作業制度，單班時長為9ｈ，除去吃飯、生理休息等時間，可直接利用生產的時間為8ｈ，繪製熱壓板生產價值流圖如圖１所示。

一般用增值比來反映增值活動在整個生產活動中所佔的比重：

從圖１中可以得出增值作業時間為 20565min，非增值作業時間為39d，資料代入式（２），可得當前熱壓板生產的增值比為28.9％。這意味著在整個熱壓板的生產過程中，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採取措施的改善點。根據價值流圖可以得出：熱壓板的交貨週期在55d左右，大大超出了客戶對產品交付的預期；由於每道工序的週期時間不平衡，產品在多數工序之間會出現擁堵停滯的現象，進而造成整個生產流程中存在著大量的在製品的積壓；由於車間佈局的不合理，導致工序間工件的搬運次數增加，並需要很長的搬運時間。

2.瓶頸分析

合適的時間生產出合適數量的產品是精益生產的核心。在整個生產過程中生產節拍最長的工序被稱為“瓶頸工序”，它直接影響到整個生產節拍。需要識別瓶頸工序並消除瓶頸工序對生產線不平衡帶來的影響以達到生產線平衡。生產線平衡是以客戶需求的節拍時間被滿足為目標導向，即產品生產週期時間不大於節拍時間。

根據所設定的35d目標，計算單個專案含有10件熱壓板的生產節拍時間，將對應的可用工作時間33600min和需求數量10件２個資料，代入到式（３）中，可以算出所要求的生產節拍時間是3360min。結合各道工序的作業時間做生產節拍分析，各個工序作業時間如圖２所示，可以看出在所有工序中，只有第11道工序數控鏜床的週期時間是超出需求的節拍時間。故數控鏜床工序為瓶頸工序。生產線平衡率一般被用來評價各工序作業時間的一致性程度，以衡量生產線是否良好執行。

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

對數控鏜床工序進行瓶頸工序的人機作業分析，結果如表２所示。從表中資料可以看出，操作員和機床總是有一個處於空閒狀態，工作中數控鏜床有１／３的時間沒有工作，這是由於當操作員進行人工操作時，機床停止工作；機床自動進行數控加工時，操作員則無事可做。因此此處存在可改善點，想要縮短整個週期時間，應儘量利用機器工作的時間進行人工操作，減少人工操作的時間對整個加工週期時間的影響。

3.物流動線分析

為了清晰表達車間生產佈局以及車間熱壓板生產過程中的物流動線，更直觀地分析車間佈局方面存在的問題，結合前期對現場觀測的車間距離資料，繪製車間佈局現狀如圖３所示。公司的車間佈局由７個區域組成：原材料下料區、冷作焊接區、油漆區、新車間數控鏜床加工區、機加工區、裝配區和露天加工區。

從圖３中可以看出熱壓板在生產過程中的動線十分複雜，且迂迴過多，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後都需要１次搬運，造成大量的搬運上的浪費，並且在搬運過程中，會在動線交織處發生嚴重的擁堵，這不僅會引起搬運時間的增加，還可能發生多次吊裝、轉運等引起工件損壞的質量風險，並且增加了非增值時間。

四、專案最佳化

1.流程最佳化

在精益生產思想中，檢驗是非增值活動，它不能為產品帶來價值，客戶也是不願意為產品檢驗額外付出的。工序７的檢驗是在工序６落地鏜銑床完成銑腰形槽之後而進行的檢驗，該落地鏜銑床是數控機床而且此處的腰形槽的精度要求並不是很高，機床加工精度完全可以保證。同時工序８為焊接工序，焊接前會做基礎的焊前檢查和清理工作，若發現不符合要求的腰形槽，必然無法進行焊接，需要退回到工序６進行返工。在工序８的焊接完成之後，會有工序９進行專門的焊後檢驗，進一步確認焊接質量，包括腰形槽好壞對焊接質量的影響評定。因此工序７設定一個專人檢驗，是不必要的且浪費的，可以取消工序７的檢驗。

工序12是進行熱壓板側面導向板的焊接，工序14是在試漏完成後進行彎管頭的焊接，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，問題在於工序13對熱壓板深孔通道的試漏必須在彎管頭焊接之前完成，經過團隊討論技術上是可以進行合併的。固將工序12與工序14合併，在試漏測試工序完成後，對側面導向塊和彎管頭在同一道工序進行焊接。

經過最佳化，熱壓板的加工工藝由18道工序減少至16道工序。

2.作業平衡

根據分析結果可以看出，操作員在完成了工件固定並呼叫完CNC程式後，擁有大量的空閒時間。在機床進行鏜孔加工時，操作員可以進行換刀具的準備工作，以縮短換刀的時間。換刀完成後，進行加工端面工作時，操作員再次處於空閒狀態，這段空閒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，同時可以準備兩套夾具工裝和加工用刀，利用空閒

時間做好下一塊熱壓板的夾具工裝和加工用刀的準備工作。經過調整，人機等待空閒時間可以得到改善，把序列的作業流程變為並行作業，從而達到減少作業時間的目的，改善後的人機作業分析如表３所示。

數控鏜床的加工作業時間從改善前的3840min縮短到2940min，小於客戶要求的生產節拍時間3360min，從而滿足了客戶需求的生產節拍。

經過改善，數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時間3140min，最佳化的作業工序數16和總作業時間19355min代入到式（４）中，得到改善後的生產線平衡率是38.5％，相比改善前的生產線平衡率29.8％提高了近8.7％，同時還滿足了客戶所需求的節拍，改善效果良好。與一般生產線要求的85％生產線平衡率相比，仍有很大的差距。這主要是由於行業性質所決定的，人造板機械裝置的生產製造離散程度高，給生產組織帶來了很大的難度，不過這也為進一步的改善和研究指明瞭方向。

3.車間佈局最佳化

根據分析階段的流程，每一道加工工序後都伴隨著一次搬運的發生，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，對各個車間做佈局調整分析，改善後的佈局如圖４所示。

4.裝配車間

將試漏儀器轉移到新車間進行試漏，在第11道工序數控鏜床完成加工後，可以直接就近進行試漏測試。由於工序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焊接所用的焊機安排到新車間進行，可以在工序12試漏完成後，進行焊接。

6.新車間

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

經過新的車間佈局調整後，改善後的物流動線如圖４所示，可以看出新的物流動線相比於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的線路擁堵的情況。

7.現場管理改善

經過團隊現場調研和一線的管理人員進行充分討論，對存在的現場5Ｓ管理問題制定瞭如下改善措施：

①場地清理

對整個油漆間場地進行了徹底的清理，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；在專門的臨時區域進行集中並分類管理，區分不需要的雜物和需要的工件。

②區域規劃

對油漆間場地按照功能進行區域劃分。分為工件清理準備區域、待清砂工件區域、待油漆工件區域、工件乾燥區域和臨時儲存區域，並在車間地面區域做相應的標識。

③吊運工裝統一化

為了使吊運更加高效，重新設定吊運工裝，統一規格尺寸。在吊運不同的托盤時，不需要再調整吊運掛鉤的間距，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

透過增加看板，對工件的專案號、處理狀態和完成時間等資訊進行顯示，讓操作工和一線管理人員對整個油漆間的狀態有更加直觀的資訊掌握，提高油漆工作效率。

五、專案控制階段

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專案所取得成果的可持續性，必須制定了一系列規章制度予以保障。

1.完善車間晨會

在每日的車間晨會要求各個班組長加強進行現場管理工作的宣講，回顧過去5Ｓ現場管理工作做得不好的地方，明確新的目標。

2.組織相關培訓

建立學習型組織是保證企業能長期發展的基礎。為了能做到公司內部思想意識上的統一，從管理層到基層員工，加強對精益六西格瑪的相關培訓和教育，學習先進的標杆企業的生產經驗。

3.績效考核制度

建立精益改善績效指標與個人和團隊績效指標相掛鉤的制度。透過員工個人的薪資調整和獎金的發放調動員工參與的積極性，以班組為單位的團隊考核與專案準時交付率相關聯，推動團隊不斷改進。

4.定期客戶滿意度調查

每一個精益六西格瑪改善專案起始於客戶之聲，經過改善後，得到的輸出成果需要與原始輸入的客戶之聲進一步比對，也是下一步的持續最佳化的輸入。

六、Flexsim模擬及改善效果分析

模擬是對系統進行分析的有效工具，生產製造過程最為關注的就是在合適的時間生產出合適的產品。透過構建生產系統模型，並對系統模型的各項引數進行調整，在不同引數下對比各個方案的效果。從模擬模擬的角度，為實施改善方案的管理決策提供資料分析上的支援，避免盲目地投入而帶來的風險，並且驗證精益六西格瑪專案帶來的改善收益。

公司一年一般執行10個專案，每個專案以標準的10件熱壓板進行模擬，即一年生產100件熱壓板。利用Flexsim軟體建立改善前後的模擬模型如圖５所示。

分別進行100件熱壓板的生產模擬，得到的輸出資料如表４所示。

由模擬結果可知，相比改善之前交貨週期的47.1d，改善後為35.6d，工期縮短了24.4％，滿足了客戶對熱壓板交貨週期的要求；在成本方面，每年可以節省1224.6萬元，達到了專案的預期效果。

透過Flexsim模擬資料，得出了熱壓板生產過程中，單位生產時間隨生產數量的變化曲線，如圖６所示。從圖中可以看出，隨著生產數量的增加，總生產時間都是一條直線，以固定的斜率逐漸增加的；單位生產時間和單位生產成本都隨斜率不斷變化的曲線，且曲線斜率是逐漸減小的。當生產數量接近100件時，單位生產時間的曲線斜率趨近於０。這說明生產效率的改善可以在相同的時間生產更多的熱壓板，便有了規模產生的益處，使單件熱壓板的邊際生產時間大大降低。

對熱壓板生產進行精益六西格瑪改善，提升了生產效率，縮短了交貨週期時間，同時也降低了生產成本，驗證了精益六西格瑪在以非標、單件小批次為行業特點的人造板機械製造行業具有可適用性，值得同行業的其他企業借鑑。

透過減少不必要工序，對瓶頸工序的作業平衡、車間佈局的調整和現場管理改善等方法，以最小的投入達到減少作業時間，改善熱壓板的生產作業效率的目的。改善後的整體生產線平衡率還有繼續提升的空間，在後續的工作中，可以將此改善方法橫向擴充套件並應用到企業的其他產品中，從產品整體組合的角度進一步最佳化作業流程、減少浪費，以達到資源配置的最佳化和生產效率的整體提升，不斷提高企業的效益。

精益六西格瑪培訓在機械行業改善熱壓板生產作業驚呆管理層

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