摘要：近年来，随着市场竞争的增强，企业的经营面临着较为严峻的挑战。在公司中实施工业工程，是目前企业生产管理中的当务之急。

下面我们将跟随公司遥控插座的生产现状，运用工业工程分析技术，识别出当前流程活动中的浪费现象；使用作业测定方法，测定生产线作业时间并计算其作业和生产节拍，发现生产线的平衡性差、员工工时利用率低下；使用工序分析方法，发现了在制品停滞、搬运时间过长等问题。

我们利用工业工程和工业工程工具，制定并实施了一套工业工程方案。首先，对工序流程进行改善，利用ECRS（取消、合并、重排、简化）原则和5W2H方法，减少流程当中半成品的停滞时间，清除不必要的搬运活动。其次，通过作业改善和优化，平衡生产线，使员工平均利用率得以提高。接着，为了充分实现工序流程改善效果，对生产线进行消除合并、重排优化、作业设计改进，提高了生产线利用率。 

企业简介

康泰电气有限公司于1995年创立，是一家销售、制造、开发为一体的外销企业。拥有总资产8500多万元，其中固定资产3500多万元，主要生产设备100多台。厂房建筑面积16000M2。公司现有职工300人。公司投资500多万元建立了符合国际标准的实验室和模具制造中心，拥有先进的生产流水线与检测设备。主要产品有电压测试器、无线遥控开关、超声波传感器等，并获得国际CE、GS、R&TTE、UL、FCC等认证证书，产品全部执行国际标准，95%产品出口于欧盟，其中，电压测试器、无线遥控开关出口量居全国首位。

公司实施名牌战略计划，目前，已在中国、法国、马德里协定国等40多个国家注册了“康泰”牌商标，50%的产品用“康泰”品牌直接进入国际市场，并与国际跨国集团公司（家乐福、沃尔码、麦德龙、OBI等）建立了长期合作伙伴关系，在欧洲市场上已经有了相当的影响力。

公司坚持走技术创新、管理创新道路，融入国际经济大舞台。节能降耗，以人为本，共谋发展，规矩和谐，做精做强。

一、康泰电气有限公司的背景

随着中国在世界贸易地位的不断上升，中国商品出口比例逐年上升，中国企业纷纷想利用自身的优势在世界贸易舞台上占有一席之地。中国企业如何才能在世界贸易舞台上占一席之地。中国出口企业浑身解数，突破欧美国家的各种技术壁垒、贸易壁垒和各种保护性关税, 再加上原材料价格不断上涨，用工成本逐年上升。这使中国出口企业进入白热化、微利时代。面对这样现状，中国企业不得不深思企业的发展，推行形式多样节能降耗举措。当然，首当其冲，效果最明显，最有收益的是推行工业工程。

二、康泰电气的主要做法

（一）利用ESCR方法提高生产平衡率，提高人员利用率

1、产品作业测定

作业测定就是运用各种技术来确定合格工人按规定的作业标准，完成某项工作所需的时间。

A.合格工人必须具务必要的身体素质、智力水平和教育程度，并具备必要的技能和知识，使他所从事的工作在安全、质量和数量方面都能达到令人满意的水平。

B.规定的作业标准是指经过方法研究后制定的标准的工作方法，及其有关设备、材料、负荷、动作等一切规定的标准的状况。

作业测定的目的：

(1)制定作业系统的标准时间，制定实施某项作业所需的标准时间，作为工作计划、指导、管理及评价的依据。

(2)改善作业系统，观察某项作业的全过程，以及测定各单元作业的所需时间，其数据作为改进工作的依据。

(3)制定最佳的作业系统，实施某项作业有两种以上的方法时，以每种作业所测定的时间作为比较依据，好中选优，以制定最佳方案。

作业测定的主要方法见图1

图1  作业测定的主要方法

作业测定指对于必要能力受过充分训练的作业人员，在适当的速度和作业环境下执行作业所需要的时间。作业有正常时间和宽放时间构成。正常时间等于每个作业单位的测定时间与评价系数的乘积。宽放时间等于正常时间与宽放时间的乘积。宽放包括作业宽放、疲劳宽放、生理宽放、管理宽放、特殊情况等宽放。通过作业测定，我们可以测出基本的工作内容和确定标准时间，准确掌握装配过程现状，为改进打下基础。

本次作业测定采用秒表法观测时间数据，首先对每个工位的操作进行细分，运用动作经济原则对其进行动作分析和优化，规范其操作标准，使其按规定的作业标准以正常的速度工作，然后测量的数据才有分析价值，在进行作业测定时必须避免因此造成的错误数据。

设定作业标准操作时间的观测，为了达到一定的精确度和可信度，要有相应的观测回数。观测回数的确定标准（见表1）。

表1观测回数的标准

受不同作业者的熟练度、工作意愿、努力程度影响观测值会有差异，即使是同一作业者在同样条件下重复同的事情，值也会不一定的差异，这些因素的影响是无法消除的，因此，不能把观测时间原封不动的拿来作标准时间使用。观测值须根据当时的情况进行修正，进行修正的方法就是评价法。本文所采取的评价方法为平准化法，平准化法又称西屋法，为美国西屋电气公司首创。此法应用最为广泛，它将熟练、努力、工作环境和一致性四者作为衡量工作的主要评比因素，每个评比因素再分为理想（或超佳）、优、良、平均、可、欠佳六个高低程度的等级，每个等组对应于一定的修正值，其具体修正值见表2（平准化评价系数表）。评价时，将各因素的修正值相加再加上1，即为评价系数（见表2）

表2平准化评价系数表

经判断，本次观测的熟练度为D（0），努力程度为C1（+0.05），工作条件为E（-0.03），一致性为E（-0.02），则评价系数为：

评价系数=0+0.05-0.03-0.02+1=1.00

标准时间构成如图2（标准时间构成）所示。

正常时间=每个操作单元的观测时间×评比系数

宽放时间=正常时间×宽放率

标准时间=正常时间+宽放时间

        =正常时间×（1+宽放率）

宽放率一般定为15%～17%，在550100组装工序，多为女操作工，对劳动强度和工作场所现状进行综合考虑，宽放率定为15%。插座组装生产过程非常类似，在本文中，我们选择有代表性的550100装配为例进行分析研究，然后将研究成果在其他型号中推广应用。550100组装有10个工序，工序名称分别为分板、连接线路板、点胶、检查锡渣、装下盖、装线路板、装插头、装圆头、装上盖、打螺丝，每个工序配置1个人。我们对10个工序进行作业测定，具体数据见（表3）

 

表3   550100组装工序作业测定表

2、生产线平衡率分析

生产线平衡即是对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。目的是消除作业间不平衡的效率损失以及生产过剩。我们根据表3 “550100组装工序作业测定表”对生产线平衡改善前进行分析具体数据（见表4）。

3、生产平衡率改善

根据节拍时间对各工序的操作进行分析改善。对于接近节拍的工序操作，为了节省时间成本，可以暂时考虑不做更改；对于小于节拍时间的工序操作，分析其合并的可能性；对于超过节拍时间的工序操作，首先考虑通过动作分析和优化等方法进行改善，缩减操作时间，其次，采用工作分解，将一个作业分解到两个或者多个工位。动作分析和优化的实质是研究分析人在进行各种操作的细微动作，删除无效动作，使操作简便有效，以提高工作效率，分析时主要根据动作经济原则进行。实施时，从最后一个工位向前推，直到第一个工位，使每个工位的操作时间尽可能接近节拍时间，即30秒，完成本工位的操作。生产线平衡改善后具体数据（见表5）。从表格5作业工程分析表看，改善后生产线平衡率比改善前提高了44.8%。由原来10个人减少4个人。

（二）、生产工序流程改善

1、工序流程分析

工序分析的目的就是从产品组装作业中找出存在的不经济、不均衡和不合理现象，并加以排除达到缩短生产周期和改善作业流程。通过对工序流程的分析，减少和消除不合理、不增值的工序内容、方法和程序，设计出最优化、经济、合理的程序，缩短加工路线和制造周期，通过工序分析，实现生产作业系统的优化。

按照研究工作对象来分，把以产品为主体的分析方法称为“产品工序分析法”；以作业人员为主体的分析方法称为“作业人员工序分析法”。工序分析重点是针对不必要的停滞；搬运的次数；搬运的距离和方法是否存在问题；加工和检查是否可以同时进行；是否有多余或重复的作业，是否有过长的等待等。

产品工序分析法是以原材料、零部件或产品为对象，分析工序是如何进行的，是将着眼点放在物流上来进行分析调查的一种方法。在工序分析中为使过程简化并易于理解，把过程中常见的一些活动以特定的记号来布置。这些基本符号如下：

加工操作符号：○，代表一项加工作业工序，它是零件、材料或产品加工制造过程的一个组成部分，是在一定的地点上进行的。

检验符号：□和◇，□代表品质检验工序，测试原材料、零件、制品的数量，与基准进行比较；◇代表品质检验工序，测试原材料、零件、制品的品质特性一，把结果和基准进行比较，以做出判断。因此，检验工序是将产品或服务的质量或数量与相应的质量或数量的标准上进行比较。

停滞符号：▽和D，▽表示原材料、零件、制品处于非预期的滞留状态，它的储藏是一个长期的等待过程，一般是在一个特定的区域存放物料。D符号意味着在制品积压，滞留事件通常发生在物品或人员等候进行到下一个计划的活动时。

运输符号：→，表示人员、零件、材料或产品从一个工作地点移动到另一个工作地点。

按照550100产品工序改善前分析表（表7）和产品的工序流程图，使用以上加工、检验、停滞和运输等工序图的基本符号，绘制550100产品正常生产时工序流程图（见图3）。

图3  改善前工序流程图

运用PIWTQMP调查表（表6）对在整个生产流程是否存在浪费进行调查，针对工业工程当中的七种浪费。

表6 PIWTQMP调查表

（1）首先对工业工程进行分析，发现存在三个浪费：①在制品库存过多。各工序库存平均在制品库存高达2000件。在制品的积压，也易造成不良品的成批产生，造成过程控制过难和原材料的大量浪费。不良质量成本的提高直接导致了生产成本的提高。②成品库存过多。每日销售公司需求量为1000台，而成品库存大量积压，高达6000台以上，而不能及时发运，造成大量浪费，导致了生产成本提高。③过量生产。生产一味强调提前完成，造成生产节拍过快，传统的里程碑式组织生产，大批量和推动式生产，造成大量成品、在制品、原材料的积压，增加了产品跌价损失风险

（2）其次，对作业测定结果进行分析，发现存在三个问题：①生产线不平衡，人员利用率不足。在对员工利用率分析当中，每个工位的作业时间不一，以注塑只需20秒完成,SMT、ICT则需要35秒完成，操作时间相差很大，因而造成员工利用不平衡，容易产生员工抱怨、不满、怠工等现象，降低了员工工作积极性。②部分岗位人员利用率低。通过生产线平衡图，我们可以看到，人员利用率存在很大差异，有的高达100%以上，有的只有20%左右；其中员工操作时间有的为30秒，有的只有6秒，导致很多操作员工大部分时间处于闲置状态。③操作时间不同。由于工作时间安排不合理，造成有的工位慢，有的工位快，引起部分操作工处于空闲状态。

(3)最后，对工序图进行分析，发现存在两个问题：①在制品过多，暂时放置时间过长。在工序分析中，在制品过多，停滞时间过长，高达7325分钟，占据了产品周期时间的98%。②搬运活动不必要。总的搬运活动距离为810米，部分使用手推车或液压车搬运。浪费了时间和人力，有的无谓转运予以消除。

表7  550100产品工序分析表（改善前）

2、工序流程改善

550100在生产过程中有12次运输作业，属于不增值活动。造成运输的主要原因是工序衔接不紧密，可以通过优化工位、增加输送轨道、改善布局予以消除。生产过程当中总共有7次停滞状态，在制品较多，堆积现象严重；造成停滞的原因主要是工序间不平衡，导致各工序间存在等待状况，可以通过ESCR方法，平衡生产线，使操作时间符合生产节拍，提高人员利用率。

对于冲压组件，由于生产过快而导致堆积半成品，降低生产节奏，把冲压好的半成品直接放置并入生产线，不再进行入库、储存、运输等手续。将线外检验改为在线检验并入装配线，SMT和插件工序合并，可大大减少转运、运输、等待时间，将整个工序连接起来。目前，各组装生产线的操作时间不可能达到百分百的平衡，为了不造成断料停产的局面，可把注塑、SMT与插件在制品的库存暂定为1000个；将包装工序并入到整机装配线，将工作按节拍进行分解，消除孤岛作业，同时，减少一次运输，并利用传输带进行有效传递。 结合以上改善措施，由此得出工序分析表的改善方案。

表8  550100产品工序分析表（改善后）

对比改善前和改善后的工序分析表，通过产品工序改善，可以消除大量的不增值操作，消除生产中间不必要的运输和停滞状态，减少工序次数，见表10产品工序改善前和改善后的比较。在改善后的分析表中，工序总数从26减少到13步，停滞时间减少了6700分钟，使得总的操作时间缩短了6797分钟，搬运距离从810米缩减成360米，消除了不必要的物流路线，可以说，工序分析表可以帮助企业从整体上优化产品工作流程，降低加工周期，减少浪费，从而达到降低成本的目的。

表9产品工序改善前后情况比较

 

从以上表格作业工程分析表看，改善后生产线平衡率比改善前提高了44.8%。由原来10个人减少4个人。

（三）、价值流改善

1、改善前价值流图

所谓价值流，是当前产品通过其基本生产过程所要求的全部活动。这些活动包括给产品增加价值和不增加价值的两部分，包括了从产品最基本的原材料阶段一直到产品交付顾客的全部过程。

工业工程的关健出发点是价值。价值流绘制（VSM）是精益的基础，价值流图析是一个过程，在绘制价值流图时，应该着重于选择一个主要产品的主要流程绘制到价值流图上，而不是要企图把所有流程或者所有产品的流程绘制到价值流图上，之后可以把一个产品的价值流图拷贝到其他产品的价值流图上。要分析改善前价值流程图首先收集三方面的数据：产品的作业要素、工序操作信息、生产相关信息。

（1）产品作业要素的收集

我们以550100型号为例来来收集作业要素。根据表10的作业要素，从刚开始组装到最后产品的包装，其作业要素共有39个。其中从1—27为注塑；作业要素从2为冲压；作业要素从3-4为SMT；作业要素从5-11为插件，其中在12-22为装配，作业要素从23-24检验（外观、功能、安规方面检测）；作业要素25-38为包装。

表10（550100装配改善前作业要素和标准作业时间）

（2）我们根据产品作业要素再收集相关工序操作信息，具体见表11。

表11工序操作信息

（3）根据产品作业要素先后顺序的逻辑关系，收集相关生产信息，如下：

A.公司业务需求：

550100每月平均需求量：23400台/月；

运输频率：1次/周

需求不稳定，起伏较大。

B.工作时间：

工作日：26日/月；

班次：1班/日；

每班总的工作时间：8小时/班；

上午7：30-11：00；

下午12：30-17：00：

上午下午各休息1次，每次时间为15分钟；

在吃饭和休息时间内，所有工序上的操作停止。

有效作业时间为：7.5*3600=27000秒；

C.元器件供应商信息：

供应商送货周期：平均交货期为30天。

D.生产计划信息：

订单预测频率：1次/月；

发送采购订单频率：1次/月；

关键零部件总库存：15000件/月；

为更准确描述现状价值流图，为使流程图把当中的一些活动和信息以特定的符号来表示（见图4现状价值流图）。

在价值流图中，产品交货期的定义为从接到客户订单到成品交货的时间。计算公式如下：

交货期（Lead Time）=总在制品库存/平均每日产量

总在制品库存为每个加工阶段上的在制品库存之和，而如果每个加工阶段有几个加工操作，则取在制品最大值。

平均每日产量计算公式如下：

平均每日产量=每月需求/每月工作时数

加工时间（Process Time）为每个加工序上最大加工时间总和。

从价值流图可以知道，550100产品的交货期高达39.3天，而加工时间仅有464秒，加工效率仅仅为0.04%左右，库存（包括原材料，在制品和成品）过大，高达28000件。因此，整个生产流程将有很多的改善机会来降低产品交货期，提高加工效率。

2、改善后价值流图

经过产品工序改善，在制品减少；经过动作优化、生产线平衡和生产布局改善，作业操作时间减少，作业者人数减少；在进行连续流改善之后，在制品大幅度减少，通过实施成品超市看板，成品库存大幅减少。见表12（550100装配作业要素和标准作业时间）。

表12（550100装配后作业要素和标准作业时间）

按照改善后工艺信息和相关生产信息，绘制改善后价值流图，见图5。

改善后，550100的成品从6000台减少到900台，交货期从39.3天减少到13.1天。提高了40%，整个生产流程得到了很大的提高。