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SMP工厂的
单元式制造的
转变
Danny J. Johnson
商学院
爱荷华州立大学
爱荷华州50011，艾姆斯
简介
-
- 背景
这个章节详细的说明了单元式制造(CM)在SMP工厂的转变。（工厂的真实名称和实际生产的产品因为保密原因被隐藏了。）这基于通过现场员工的采访、公司文档的检查和观察工厂里某处的制造系统而获得的信息。这项研究经历了一年的时间，并结束于1997年的10月。表格1显示了工厂里被采访人的数量和职位分类。
公司简介
板金加工品具有不同的尺寸和配置，在一些产品中应用着轻型和中型的球形滑动抽屉。
单元化制造手册. 编辑：Shahrukh A. 伊朗
版权 copy; 1999 John Wiley amp; Sons, Inc.
表格1. 在SMP被采访员工的职位和数量
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员工职位 |
采访数量 |
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工厂经理 |
1 |
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技术经理 |
1 |
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人力资源经理 |
1 |
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物料经理 |
1 |
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财务主管 |
1 |
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生产主管 |
1 |
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工业工程师 |
2 |
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抽屉滑动单元主管(原) |
1 |
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抽屉单元主管(原) |
1 |
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抽屉单元主管(现) |
1 |
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外壳制造单元主管 |
1 |
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双行焊接主管 |
1 |
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抽屉滑动单元操作员 |
2 |
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抽屉单元操作员 |
3 |
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外壳制造单元操作员 |
2 |
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点焊机焊工 |
3 |
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制动操作员 |
3 |
这个工厂是一个多工厂企业的一部分，生产的大型产品占据了工厂总营业额的75%-80%。生产出的百分之九十五的产品被卖往美国的商业和工业市场。
大约95%的产品被用作是库存，而剩余的5%是被用于定做。由于对定制化产品需求的增长，定做业务的比例预计会在未来上升。大多数定制品都是发生在装配阶段，在这个阶段客户可以从一系列标准产品的配置选项中选择，并且SMP会根据收到的订单的技术参数进行制造和装配。
工厂的总面积大约是42000平方英尺。70000平方英尺是办公区和工程区，剩余的350000平方英尺致力于生产和发货。工厂有140套主要的设备直接用于生产。这个数字不包括铲车，滚道输送机和其他的物料搬运设备；不包括用于设备维护、工具磨削、设备修理、和夹具和模具制造的机器;以及包含于工厂的喷绘系统和镀锌线中的设备（用于某些产品中对球滑轨进行电镀）。
工厂有10000个活跃的员工，并且运行了一整块和两分块的雇佣员工，每天8小时，每周5天。大约30%的所有直接劳动力小时数和30%的所有机器工作小时数都被用于单元化。工厂曾计划设立更多的单元化制造模块在接下来的2、3年里。
SMP雇佣了400位员工。76个员工是办公室员工（政府和文职人员、工程师、监察人员和管理员工等），68个是间接劳动力(维护工,模具工程师,材料处理工程师,设备维护等),剩下的256人是直接劳动力(机器操作员和装配员)。所有的直接和间接劳动力员工是按小时支付薪水，所有的办公室员工领月薪。这两种员工的人员流动率都非常低，并且平均为工厂工作约20年。工厂有员工工会，并且是代表工程师和航天工人国际协会的。
前置单元的环境
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- 历史回顾
在1986年以前，SMP主要是从事于薄金属片、软管的生产，印刷电路板的组装以及其他厂商生产用测量仪表的组装等。厂区有25%的面积用于因数电路板和测量仪表的组装以及软管的制造，而剩下的75%的面积是用来生产薄金属片。在1985年，企业决定集中精力在每一个生产工厂中。结果，SMP的工厂都致力于薄金属片的生产，原来印刷电路板的组装线被转移到了其他工厂。软管和测量仪表的产线也在几年后被转移到其他的工厂。
自从聚焦工厂计划实施以来，SMP的管理者开始调查通过改变设备的布局和物流来提高工厂的绩效的可行性方法。在1988年的12月份，SMP投入实施了两条被称为“双胞胎”的高产能生产线，这两条产线的投产标志着厂区对CM技术转变的开始，所以本段介绍的前置单元环境主包括实施前的生产系统环境。另外，正如之前所讲述的，工厂已经开始致力于薄金属片的生产，所以本次探讨的主题主要是薄金属片的生产系统。
先前的组织结构
在“双胞胎”产线投产前，工厂的组织结构是由6个单独的部门组成，部长直接与厂长汇报，分别为：财务主管、原料主管、工程师主管、人力资源主管、生产主管、质量控制（全面质量系统）主管（见图1）。
先前的生产工艺
生产一片合格的薄金属，不同的工位之间，恰当的操作顺序和合适的操作次数是必要的。然而，制造单元所要求的基本操作步骤是非常相似的，可以进行如下概括：（1）由那些要么没有贴标要么没有穿孔的薄金属片组成的不同的面板和薄金属片构件来构成所需要的平面形状（那些平面部件称为白板），（2）白板被送到压力机加工处，进行折弯处理。（3）构件通过点焊，组装成半成品件，（4）给半成品件画标记，（5）对画上标记的部件进行组装，（6）将成品件打包、装货，送往分销中心或者消费者手中。
装配和包装主管
喷漆主管
焊接主管
压弯主管
切割，冲压，冲床主管
QC/TQS主管
生产主管
人力资源经理
物料经理
工程经理
财务主管
工厂经理
图 1. SMP在单元之前的组织结构图
以前的制造系统
设备：在1988年之前，大多数在工厂的机器设备包括：分切卷带钢到正确的宽度的机器、冲压机、转塔冲床、钣金刹车、摇臂焊机、枪焊机、多点焊机、电涂层系统。一些转塔冲床是计算机数控的(CNC)，而其余设备是手动或有机械操作周期(如在冲压机和一些转塔冲床的情况下)。
工厂布置: 工厂的布局是拆分的方式。执行类似操作的机器被分组,从而有冲压部门(包括冲压机和转塔式压力机), 簿长件压机部门,焊接部门, 上漆画和最后的组装，包装和运输部门。每个部门的主管和一群工人被分配到特定的部门。在单元之前代表性的工厂布局块如图2所示。
生产流程：在单元格之前工厂部件的生产流程和产品的图表如图3所示。如图所示,生产开始于分别盘绕或钢板送入冲压机或转塔式压力机的冲压部门,从而形成所需的毛坯。为了在冲压的模具，纵切往往需要钢卷来矫正宽度。这是冲压操作前完成。机器生产的毛坯被放入容器后转移到一个存储区域。如果立即需要，则转移到折弯区。
叉车将装有未成形零件的容器给簿长件压机形成。工人将未成形部件从容器取出,通过一个或多个弯曲形成需要的形状,然后将成型部件放到不同容器(一个制动器通常会做所有成型所需的部分)。装满成型部件的容器被叉车移动存储区域,直到焊接部门的需要零件为止。由于设备功能所限，虽然有些部件只能在特定弯板机上处理,大部分弯板机没有致力于处理部件的系列。
焊接部门对大的产品有一个焊接生产线(原来称为大线),对小产品的生产线(称为小线), 对抽屉的四个焊接生产线,若干单焊工焊接站。大型产品很重,平均每单位由50部分组成,需要大量的焊接步骤连接所有的零件,由一个长焊接生产线处理(大线)。
工具房
办公和休息区
最终装配，包装和运输
喷漆
油漆返工
切割，冲压和冲孔
压弯
焊接
百货商店
图2. 部门区域布局
相比之下,小的产品更轻,由少的部分组成,需要更少的焊接步骤连接零件,由一个短焊接生产线处理(小线)。焊接步骤的顺序对所有抽屉几乎是相同的,有四条专用线。单焊工焊接站处理在焊接生产线或在总装线需要的焊接部件。大多数并没有用于任何特定的部件或系列的部件。在单焊工焊接站,操作者将所需组件从容器取出,把它们放在摇臂焊机上进行需要的点焊,然后将完成的组件放入不同的容器中。完整的容器焊接组件由叉车搬到一个存储区域或焊接生产线上需要部件的位置。
每个焊接生产线有统一装配线风格和类似的功能。由叉车或手推车将装有部件容器带到各自焊接生产线的站点。在生产线的第一个站,工人将两个或两个以上不同组成部分从各自的容器取出，放在在摇臂或者多点焊机上，满足所需点焊操作。一旦操作完成,单元被放在一个辊子输送机，手动推到下一站。
运输区
所有产品
装配区
小型产品
装配线
大型产品
喷漆线
所有的产品和部件
焊接线
抽屉
焊接线
大型产品
焊接线
小型产品
批处理过程
部件
焊接工作站
批处理过程
成型（压力机）
批处理过程
切割
冲压
冲孔
图3. 功能系统的产品/零件流程图
在每个随后的站点, 随着其他组成部分的连接，工人从输送机将部分完成的产品移动，放置在摇臂焊机上执行下一个需求的点焊操作。一旦操作完成,产品再次被放到辊子输送机，手动推到下一个焊接工位。这个过程一直持续，直到整个单元被焊接在一起。
多年来,许多枪焊工被购买来更换摇臂焊工。在枪焊工的协助下,夹具将组成部分固定在一个特定的站点，枪焊机被移动到进行点焊操作的位置。枪焊工被悬挂在头顶轨迹上并保持平衡,这样需要少量的动力移动和放置焊机。购买这些枪焊机大量减少将部件焊接在一起的工作量。
一旦大产品,小产品,或者抽屉被焊接在一起,他们被送到部件干净的涂漆部门,通过电喷漆将部件涂上油漆的浸泡槽,冲洗去多余的油漆,最后通过烘箱。一旦部件干了,它将被转移到总装配部门。
在装配部门,大型产品放在有多个装配站的动力滚筒输送机开始部位。在每一个车站,执行不同的手工装配操作。通过叉车或手推车将部件带到各自站点。当装配操作站完成后,生产线线开始运转,部件移动到下一站点。
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