劉國榮 顏勇清 黃強(qiáng) 周軍 郭長偉

摘要：在制造業(yè)發(fā)展進(jìn)程中，精益生產(chǎn)從普通的生產(chǎn)管理觀念經(jīng)過不斷實(shí)踐最終升華為新一代的管理哲學(xué)直至被成熟應(yīng)用于汽車、航空、電子產(chǎn)品、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)，而在以重型鋼構(gòu)鉚焊加工為主的石油鉆機(jī)行業(yè)，該生產(chǎn)方法仍處于初期探索階段。結(jié)合X公司鉆機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀，綜合現(xiàn)代先進(jìn)制造模式剖析了鉆機(jī)生產(chǎn)可持續(xù)改善點(diǎn)，運(yùn)用精益原理及其改善手法制定了具體實(shí)施方案，預(yù)期目標(biāo)為擺脫現(xiàn)階段生產(chǎn)舊貌，使鉆機(jī)鉚焊加工生產(chǎn)由粗放型向集約型過渡，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)與員工雙贏目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：精益生產(chǎn);鉚焊;石油鉆機(jī);鉆機(jī)生產(chǎn);持續(xù)改善

0 前言

石油鉆機(jī)作為石油機(jī)械的核心配套件，是石油機(jī)械重要裝備變革之一，截止目前，國內(nèi)各大石油機(jī)械制造公司雖然在鉆機(jī)制造工藝研發(fā)上取得了巨大進(jìn)步，但從企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場管理目標(biāo)角度來看，鉆機(jī)部件的生產(chǎn)效率仍有較大的提升空間。以非標(biāo)定制銷售為主要特征的石油鉆機(jī)產(chǎn)品加大了產(chǎn)品持續(xù)改進(jìn)措施推行的阻力。運(yùn)用精益化管理方法已成為當(dāng)今企業(yè)與員工獲取最大價(jià)值的利劍[1]。據(jù)調(diào)查，以鋼結(jié)構(gòu)焊接加工為主的石油鉆機(jī)制造業(yè)目前仍以傳統(tǒng)生產(chǎn)模式、粗放管理為主。鑒于此，文中根據(jù)X公司鉆機(jī)各部件結(jié)構(gòu)特征、加工工藝先后順序、原材料供給路線、設(shè)備加工能力、生產(chǎn)平面布局等幾個方面對石油鉆機(jī)鉚焊部件進(jìn)行歸類匯總，從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五大質(zhì)量管理要素初步制訂了生產(chǎn)作業(yè)流程精益化方案，使X公司在現(xiàn)有生產(chǎn)基礎(chǔ)上最大限度地消除精益“七大浪費(fèi)”中相對較為突出的“等待浪費(fèi)”“搬運(yùn)浪費(fèi)”“動作浪費(fèi)”“加工本身浪費(fèi)”“不良品浪費(fèi)”，最終實(shí)現(xiàn)短交期、低成本、高質(zhì)量[2-3]生產(chǎn)目標(biāo)。

1 X公司鉆機(jī)部件生產(chǎn)現(xiàn)狀分析[4]

X公司鉆機(jī)部件生產(chǎn)片區(qū)焊接機(jī)器人、大噸位油壓機(jī)等重要設(shè)備位置已固定，且承制鉆機(jī)產(chǎn)品制作的區(qū)域亦生產(chǎn)其他鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，因此在精益改進(jìn)過程中暫時(shí)對重要設(shè)備不作重新布局以規(guī)避大面積改革帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

物料轉(zhuǎn)運(yùn)路線如圖1所示。X公司下料工位距離與鉚裝焊接工位相隔較遠(yuǎn)，所有原材料供給均通過電動平車或汽車轉(zhuǎn)運(yùn)至進(jìn)料口，再經(jīng)天車二次吊裝至生產(chǎn)車間細(xì)分的鉚接工位。

鉆機(jī)部件中焊接矩形梁數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)單一，但在施工過程中需借助天車頻繁翻身作業(yè)，為使焊縫表面成形平滑光潔，需投入較多人力進(jìn)行打磨。鉆機(jī)產(chǎn)品中大部件、小部件在相同工位完成鉚、焊、校、磨作業(yè)，整體生產(chǎn)現(xiàn)場凌亂，給原材料配送路線及成品轉(zhuǎn)運(yùn)路線制造了障礙。另外，目前生產(chǎn)狀況無法根據(jù)產(chǎn)品施工難易程度精確配置人力導(dǎo)致產(chǎn)品制造過程中質(zhì)量問題頻繁，返工返修時(shí)間耗費(fèi)較多。

基于上述現(xiàn)狀問題，文中通過總結(jié)鉆機(jī)各部件產(chǎn)品特性，運(yùn)用精益改善手法中的“5W1H”方法制訂了消除浪費(fèi)的改善措施及其推行計(jì)劃。

2 基于生產(chǎn)現(xiàn)狀的精益改善措施[5]

鉆機(jī)各部件的生產(chǎn)均圍繞“鉚接→焊接→校正→清理→探傷→轉(zhuǎn)機(jī)加→二次鉚焊→防腐”流程展開。各部件結(jié)構(gòu)體積大小分明，結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜程度兩極分化嚴(yán)重，呈“小部件種類繁多但結(jié)構(gòu)形式簡單，大部件數(shù)量較少但結(jié)構(gòu)形式單一”的特征。上述設(shè)計(jì)特征及工藝流程為生產(chǎn)可持續(xù)改善創(chuàng)造了便利條件。文中圍繞X公司已固化的工時(shí)分配原則、設(shè)備安裝位置、新工藝流程、人力資源配置，通過生產(chǎn)平面布局、行為動作改善、工藝路線優(yōu)化，制訂了改善方案。

2.1 消除動作浪費(fèi)、等待浪費(fèi)措施

鉆機(jī)精益生產(chǎn)方案通過增加結(jié)構(gòu)件鉚接工裝夾具、擴(kuò)大自動焊與半自動焊機(jī)械化施工覆蓋面，在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上改善產(chǎn)品焊縫外觀成形，減少焊縫表面打磨工作量。鉆機(jī)所有鉚焊部件如圖2所示，除大拼工序外，其余各工序制造工藝在原基礎(chǔ)上按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及平面布局計(jì)劃作出相應(yīng)調(diào)整。

焊接變位機(jī)如圖3所示，其應(yīng)用降低了天車使用頻率，杜絕了現(xiàn)階段焊接施工頻繁對工件翻面的“動作浪費(fèi)”及電焊人員的“等待浪費(fèi)”，“一次性上裝、360°無死角焊接”不僅減輕了作業(yè)人員勞動強(qiáng)度，而且去除了不產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值的動作浪費(fèi)。

設(shè)計(jì)的多孔柔性平臺如圖4所示，可實(shí)現(xiàn)非標(biāo)部件、小型部件批量化生產(chǎn)，將生產(chǎn)效率在原基礎(chǔ)上提高5～10倍，多孔柔性平臺結(jié)合焊接機(jī)器人使用的方法對細(xì)小焊縫成形美觀度奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)將焊縫打磨量減少至原來的50%以下。

2.2 消除搬運(yùn)浪費(fèi)措施

為了消除原材料進(jìn)場及成品出場產(chǎn)生的“搬運(yùn)浪費(fèi)”，重新布局“U”形生產(chǎn)線如圖5所示，使“人、機(jī)、料”三要素在施工時(shí)匹配更為合理[6]，改善后的生產(chǎn)平面基本實(shí)現(xiàn)了“搬運(yùn)次數(shù)頻繁的工位間距縮短”的目標(biāo)，將原本與生產(chǎn)工序不相適應(yīng)的搬運(yùn)路徑變成了規(guī)則的“流水線”，新的生產(chǎn)平面布局充分體現(xiàn)了精益理念“一個流”原則在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.3 消除加工本身浪費(fèi)及不良品浪費(fèi)措施

目前鉆機(jī)部件生產(chǎn)中工裝夾具覆蓋率極低，其中“桁架結(jié)構(gòu)”工裝使用量為“0”，作業(yè)者只能依靠最原始的平臺放樣、劃線完成鉚裝作業(yè)。改善方案通過對零部件增投專用夾具，使各部件裝配時(shí)對員工技能要求不斷“傻瓜化”，在“機(jī)、法、料、環(huán)”四大要素相同的情況下，技能嫻熟的員工可從事復(fù)雜程度相對較高的其他產(chǎn)品生產(chǎn)，從而間接提高了該片區(qū)整體產(chǎn)能，直接減少鉆機(jī)生產(chǎn)作業(yè)的人力投入。

3 精益化生產(chǎn)模式的生產(chǎn)應(yīng)用

精益生產(chǎn)的推行須按照項(xiàng)目實(shí)施的形式來進(jìn)行，對應(yīng)到實(shí)際生產(chǎn)中，鉆機(jī)產(chǎn)品投產(chǎn)應(yīng)與同時(shí)待產(chǎn)的其他部件區(qū)分。如試點(diǎn)片區(qū)同時(shí)接到鉆機(jī)及其他鋼結(jié)構(gòu)部件三項(xiàng)生產(chǎn)任務(wù)，鉆機(jī)作為試點(diǎn)項(xiàng)目，應(yīng)從管理方式上區(qū)別于其他部件，即精益項(xiàng)目與傳統(tǒng)項(xiàng)目的區(qū)分[7]。

推行改善項(xiàng)目須遵循精益原理中的“領(lǐng)導(dǎo)掛帥”原則，通過改善項(xiàng)目最高級別領(lǐng)導(dǎo)對下屬管理人員進(jìn)行權(quán)利與能力得當(dāng)匹配，其目的是掃除計(jì)劃推行中的細(xì)節(jié)障礙，如執(zhí)行力等[8]。根據(jù)筆者過往從業(yè)經(jīng)歷中的成功案例分析可知，任何非標(biāo)機(jī)械制造業(yè)均存在材料配套“不及時(shí)”“不完善”“一次性不到位”“先后順序混亂”等問題，因此在鉆機(jī)生產(chǎn)改善方案中極力強(qiáng)調(diào)“拉動式配送”“及時(shí)配送”“按需配送”“不留庫存配送”。

圖2中所有部件新工藝方案、新工藝流程均須滿足精益化平面布局需求，對于某些部件需要制作對應(yīng)的工裝夾具或改進(jìn)工藝方法，詳細(xì)方案需在調(diào)整生產(chǎn)平面布局前分工定崗落實(shí)到位。

4 試點(diǎn)方案達(dá)成預(yù)期目標(biāo)

試點(diǎn)方案以精益生產(chǎn)終極目標(biāo)“零浪費(fèi)”為核心，通過實(shí)地考察分析“七大浪費(fèi)”中相對明顯的浪費(fèi)并提出了適宜的改進(jìn)措施，簡化冗雜的生產(chǎn)工序，結(jié)合生產(chǎn)平面布局圖、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式列表分析并實(shí)現(xiàn)期望生產(chǎn)目標(biāo)。該方案中產(chǎn)生的直接經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算方法是以設(shè)備能耗、人工數(shù)量、工序成本精簡、單個部件生產(chǎn)周期四大方面為主（見圖2），其中精益布局發(fā)揮的隱性效益不予計(jì)算，如焊縫質(zhì)量、工段總體生產(chǎn)周期等，具體價(jià)值以X公司專業(yè)部門核算為準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張洪亮，牛占文. 精益生產(chǎn)的延伸[J]. 科技管理研究，2010（2）：113-115.

[2] 童劍飛. 關(guān)于實(shí)踐中推進(jìn)精益生產(chǎn)方式的研究[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2013（17）：141-142.

[3] 王永建，郭樹勤，黃瑞敏. 基于精益生產(chǎn)的現(xiàn)場改善研究 [J]. 機(jī)電工程，2011，28（12）：1461-1464.

[4] 柿內(nèi)幸夫. 精益制造041工廠改善的101個要點(diǎn)[M]. 柳小花 譯，北京：東方出版社，2017：3-19.

[5] 西澤和夫. 精益制造040 工廠長的生產(chǎn)現(xiàn)場改革[M]. 鄭振勇 譯，北京：東方出版社，2017：267-297.

[6] 孫亞彬. IE與單元生產(chǎn)（第3版）[M]. 福建：廈門大學(xué)出版社，2013：33-53，8-14.

[7] 白博. A公司推進(jìn)精益生產(chǎn)方式策略研究[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2011，233（7）：21.

[8] 賴明文. 論精益生產(chǎn)系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)力作用[J]. 中國標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)報(bào)，2010（12）：27-28.