作者|川上正伸、新堀克美、竹內芳久
監修|松林光南
第1章 工廠經營與產品製造體系
全文總計2231字,需閱讀6分鐘,以下為正文:
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根據生產的加工方式分為組裝生產型和流程生產型
根據生產方式的分類
製造業從生產方式的角度進行分類的話,可以分為“組裝、加工型生產”和“流程型生產”。下圖是這兩種系統的示意圖。這裡的上下兩個圖,看起來很相似,實際上有兩個很大的差別。一個是針對需求的生產對應方法,另一個是管理的重點。
組裝、加工型生產與支援系統的特徵
組裝、加工型生產是指將原材料、零件、部件等工業品,根據顧客的要求進行加工、組裝,賦予產品附加價值後出貨的生產形態。具有代表性的產品就是汽車、家電產品等。
這種生產形態要求能根據需求的變化進行靈活應對,生產能力可能利用休息日出勤、加班等方式輕鬆調整。只是,如果沒有備齊零部件,就無法進行生產,因此庫存管理是重點。
所謂的生產管理系統,經歷了組裝、加工型生產的考驗,功能方面也成熟了,即使生產裝置更新了、產品種類增加了,也沒有必要匯入新的系統。提升現有系統的使用技術是重要的主題。
即使利用IoT、AI這樣的新技術,比如,初期的不良對應是依靠熟練的目視檢查員進行的,量產時可以利用影象處理技術和AI進行自動檢查、不良分析來提高品質、削減成本,但與現有的系統不會衝突。
流程型生產與支援系統的特徵
所謂流程型生產是一次利用裝置對原材料進行化學、物理處理,生產產品的生產方式。比如,像鋼鐵、藥品製造、酒類及各種飲料製造等,將天然資源做成品質、功能穩定的工業產品的生產形態。
這種生產形態下,整個工廠就像一臺生產裝置一樣,無法輕易增強能力,因此要考慮生產能力,銷售階段就不要有峰值,應該進行平準化接單。這裡的對策是將生產工程對銷售部門實現視覺化,製造現場、營銷和銷售的協調是重點。
就像被俗稱“裝置工業”那樣,很多情況下需要進行大量的裝置投資,因此透過提升運轉率來降低裝置費用是一項重點。
這種生產型別的原材料品質波動很大,在生產過程中,必須對溫度、濃度、時間等進行極仔細的調整,因此期待著利用IoT對裝置運轉資料進行收集,透過AI進行分析等高度自動化手段的開發。
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根據人員配置方式分為流水線生產與單元生產
根據人員配置的分類
作為製造業具有代表性的生產方式,有“流水線生產”和“單元生產”的分類方法。這種分類方法,與其說是按製造方法來進行分類,不如說按人員的配置來分類,這樣或許更容易理解。
什麼是流水線生產
流水線生產是指將生產作業分解成多個單純的作業,透過分佈在輸送帶周圍的作業員,對流動中的產品按分配給自己的作業任務,依次進行作業的方法。這種方法可以說是一種能將勞動力成本控制在較低水平、生產廉價的少品種多批次產品的好方法。
為了讓同樣的產品實現連續生產,基準生產計劃不是按照產品實際出貨計劃來制訂的,而是以補充產品庫存的方式來制訂,因此要有平準化的功能。
如果分配到各作業員的作業時間參差不一,在作業技能差的作業員處就會發生滯留,後面的人員會閒著。因此,要進行工程設計,將所有作業分割為單純的作業,並且讓全部作業員的作業時間一致。
什麼是單元生產
單元生產是在被稱作貨攤上的展臺一樣的作業崗位上配置1個人或多個熟練工,所有的作業都在這個地方進行。因為配置的是熟練工,可以從事各種各樣產品的生產。這種方法可以說是針對不能大量銷售、單價高的產品,進行多品種、小批次生產的方法。
各個產品特有的零部件的管理利用製造編號進行,通用零部件按MRP進行,因為可以集中採購,所以是比較理想的。
流水線生產與單元生產的特性見以下圖表。如果以汽車行業為例來說,就是將少品種大批次的銷售中的汽車按流水線方式來生產,多品種小批次的賽車用單元生產方式來生產。
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根據裝置佈置方式分為流程式和功能式
生產裝置的佈局有沒有規則呢?
工廠中有很多生產用裝置,一眼看去,似乎雜亂無章,其實生產裝置的佈局可以分為兩大類。一類稱為流程式佈局,裝置佈局基本按一條直線排列,另一類是按相同功能的裝置集中放置的“功能式”佈局。各有各的好處和管理難點,不管按哪種佈局,都要有合理的理由。
流程式的特徵與裝置選擇
根據生產過程中的加工順序進行裝置排布的方法,這種生產場被所稱為“生產線”。各條生產線都有自己的專用裝置,產品從第一工程開始,按順序到最後工程,基本按一條直線流動,即使不去思考作業順序也不會發生作業等待。
各裝置都需要專門的作業員,按裝置臺數配置作業員。裝置按所生產產品需要的最大能力來進行配置。以衝床為例來說,如果產品大部分只需要10噸的衝床,只有幾種產品需要用100噸的衝床來生產時,也要配置100噸以上的裝置。
用了昂貴的裝置,但裝置的利用率低,這樣的裝置配置在生產線上效率就差了,這種情況下就需要採用功能式佈局。
功能式的特徵與裝置選擇
功能式是將同樣功能的生產裝置集中佈置的方式。根據工廠整體生產情況計算出必要的生產能力,來配置必要臺數的裝置。與佈置在生產線上的運轉率低、價格昂貴的方式相比,這樣的佈局可以控制裝置投資費用。
相似的裝置集中在一個地方,其優勢在於用有限的作業員(專業人員)熟練地完成工廠中的所有任務。
然而,幾種產品按加工順序,都流動到加工功能區時,有時候會發生衝突,按順序等待加工時,生產的週期時間就會延長,如果因此增加裝置臺數,增加能力餘量,那麼就會降低裝置的運轉率,如何調整加工順序就顯得非常重要了。
雖然以生產排程系統作為支援,但要想由此獲得最優模型也是困難的。按現在的水平,只能制訂幾個可行的方案,由熟練工根據感覺和經驗來從中選擇最佳方案,這是實際可操作的方法。將來,隨著模式化與順序計劃由AI來擔當,或許可以獲得更可行的最優解。