中國(guó)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)的精益設(shè)計(jì)
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豐田生產(chǎn)方式成功的重要標(biāo)志，就是它高效率地制造出高質(zhì)量、低成本的汽車，使日本進(jìn)入了世界汽車大國(guó)的前列，并于1979年奪取了世界汽車產(chǎn)量的冠軍，一直持續(xù)了十五年之久。為此，美國(guó)麻省理工學(xué)院的幾位專家對(duì)日本豐田生產(chǎn)方式進(jìn)行了為期五年的調(diào)查研究后，于1990年提出了“精益生產(chǎn)”為我們提供了這樣一個(gè)典范：就是一個(gè)弱者如何戰(zhàn)勝一個(gè)強(qiáng)者，一個(gè)窮國(guó)如何戰(zhàn)勝一個(gè)富國(guó)，一家落后的企業(yè)如何戰(zhàn)勝一家先進(jìn)的企業(yè)。所以世界汽車行業(yè)都在認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究“精益生產(chǎn)”，其中包括通用這樣大的汽車公司。中國(guó)汽車企業(yè)要成為名副其實(shí)的世界一流企業(yè)，更應(yīng)該全面實(shí)行精益生產(chǎn)。
為什么要實(shí)行精益生產(chǎn)
“精益生產(chǎn)”的具體內(nèi)涵究竟是什么？中國(guó)的汽車企業(yè)為什么要實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)以及怎樣才能實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)？
由于發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車中的重要性以及發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工藝過程在汽車制造業(yè)中極具有代表性，所以對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)廠的管理理念方法可以應(yīng)用到整個(gè)汽車制造業(yè)。
一家現(xiàn)代優(yōu)秀的汽車企業(yè)應(yīng)具有：1.投入少、產(chǎn)出多并快、效益高、風(fēng)險(xiǎn)小；2.成本低、質(zhì)量?jī)?yōu)、適應(yīng)市場(chǎng)變化能力強(qiáng)；3.在技術(shù)和管理等方面應(yīng)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先且與國(guó)外一流的汽車制造企業(yè)相媲美。
“精益生產(chǎn)”的目的是采用準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)，以消除無效勞動(dòng)和浪費(fèi)，降低成本，最大限度地為企業(yè)謀取經(jīng)濟(jì)效益。從表1，1987年通用、通用-豐田 、豐田高崗三家工廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比，可以看出精益生產(chǎn)工廠在汽車生產(chǎn)率、質(zhì)量、面積和庫(kù)存量等方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)生產(chǎn)工廠。這對(duì)企業(yè)未來獲得競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)和全方位優(yōu)秀都是十分重要的，所以實(shí)施“精益生產(chǎn)”是所有汽車制造企業(yè)最好的選擇。
中國(guó)的許多汽車企業(yè)很早就開始學(xué)習(xí)日本的精益生產(chǎn)，但大多收效甚少。究竟是什么原因所致？
企業(yè)經(jīng)營(yíng)內(nèi)容涉及
市場(chǎng)營(yíng)銷、產(chǎn)品定位與開發(fā)、工藝與工廠規(guī)劃、生產(chǎn)運(yùn)行、采購(gòu)供應(yīng)、
財(cái)務(wù)管理、質(zhì)量管理、人力資源等方面。它們之間關(guān)系密切、相互促進(jìn)，是一個(gè)系統(tǒng)工程。如果一家企業(yè)僅在其中某一、二個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)行精益，是不可能獲得很好的“精益”效益。見圖2。
即，精益企業(yè)=精益設(shè)計(jì)+精益制造(精益工廠)+精益銷售+精益服務(wù)+企業(yè)各職能部門的精益管理。
精益設(shè)計(jì)是精益企業(yè)的源頭，是決定精益企業(yè)命運(yùn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，精益企業(yè)要實(shí)施“精益生產(chǎn)”的第一步必須從精益設(shè)計(jì)開始。精益設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品的精益設(shè)計(jì)和工藝、工廠的精益設(shè)計(jì)。這里談的主要是“工藝和工廠設(shè)計(jì)”這個(gè)內(nèi)容。在這方面，中國(guó)的汽車工業(yè)有過沉痛的教訓(xùn)，現(xiàn)在有一些新建企業(yè)正在步此后塵。強(qiáng)調(diào)這個(gè)問題很有必要。
精益建廠方針
中國(guó)的汽車工業(yè)在建廠的規(guī)模和工廠設(shè)計(jì)方面確實(shí)走過很多彎路，并且付出很大的代價(jià)。目前中國(guó)的汽車制造企業(yè)精益建廠方針是工廠設(shè)計(jì)的先決條件，主要包括：精益工廠規(guī)模、精益工作制度、自制率。
● 首先必須根據(jù)市場(chǎng)需求確定工廠規(guī)模，“一次規(guī)劃、分步實(shí)施、滾動(dòng)發(fā)展”才是最適合中國(guó)國(guó)情的最經(jīng)濟(jì)、最穩(wěn)妥，風(fēng)險(xiǎn)最小達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模的最佳模式。
例如：企業(yè)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模是30萬輛/年，在最初的幾年起始規(guī)模可以設(shè)計(jì)為3萬輛/年，以后幾年的適度規(guī)模分別為5萬輛/年、10萬輛/年、15萬輛/年、30萬輛/年。如廣州本田的發(fā)展步驟是1-3-5萬輛；天津豐田是3～30萬輛。中國(guó)的汽車制造企業(yè)中最為成功的典型當(dāng)數(shù)上海大眾，其發(fā)展步驟是從3萬輛起步，以后分別為6-10-15-20-25-30萬輛；
● 采用精益的工作制度可以保證設(shè)備的開動(dòng)率達(dá)到最大。國(guó)外的發(fā)動(dòng)機(jī)廠設(shè)備實(shí)行六天/三班制(人還是每周五天上班)，可以按常規(guī)的工作制度提高效率約70%。中國(guó)有一部分發(fā)動(dòng)機(jī)廠根據(jù)市場(chǎng)的需求已經(jīng)實(shí)行六天/三班的工作制度；
● 另外，新建企業(yè)必須嚴(yán)格控制自制率，以發(fā)動(dòng)機(jī)廠為例，可以只加工缸體、缸蓋和曲軸三大件，這樣可比建一個(gè)傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠要少投資約20%。
精益設(shè)計(jì)的原則
汽車制造工廠的精益設(shè)計(jì)必須遵循以下六項(xiàng)原則：
● 高質(zhì)量-質(zhì)量是準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)的一個(gè)重要技術(shù)支持，要求質(zhì)量零缺陷；
● 低成本-如：實(shí)行準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)(JIT)，消滅一切浪費(fèi)，是低成本的理論依據(jù)；新建工廠應(yīng)嚴(yán)格控制工藝投資；精益采購(gòu)，降低制造成本；實(shí)行精益物流；
● 設(shè)備開動(dòng)率高-精益生產(chǎn)的設(shè)備目標(biāo)是“零故障”。目前國(guó)內(nèi)汽車制造企業(yè)的設(shè)備開動(dòng)率是一個(gè)評(píng)定工廠實(shí)行精益生產(chǎn)的重要指標(biāo)；
● 柔性好-推行敏捷柔性生產(chǎn)線或剛?cè)峤Y(jié)合以柔性為主的生產(chǎn)線；
● 生產(chǎn)線應(yīng)具有模塊化的能力，以便實(shí)現(xiàn)“一次規(guī)劃、分步實(shí)施、滾動(dòng)發(fā)展”；
● 重視環(huán)保-如不要采用對(duì)環(huán)境有污染的工藝，盡量采用干式切屑，采用切削液集中處理，和防油霧處理，以保持廠房空氣無污染等。
企業(yè)先進(jìn)與精益生產(chǎn)的關(guān)系
中國(guó)的合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，與這些企業(yè)大量采用國(guó)外進(jìn)口設(shè)備甚至引進(jìn)整條生產(chǎn)線有關(guān)。
據(jù)了解，上海大眾、上海通用等中外合資企業(yè)基本上都是引進(jìn)設(shè)備。但進(jìn)口設(shè)備價(jià)格很高，許多企業(yè)承受不了。因此，精益生產(chǎn)并不是要求采用最先進(jìn)且昂貴的設(shè)備，而是要采取精益工藝設(shè)計(jì)。精益工藝設(shè)計(jì)包括：精益制造工藝、精益設(shè)備及自動(dòng)化、JIT、敏捷柔性生產(chǎn)線、精益平面布置(含精益物流)、快換工裝等。
精益制造工藝-是指那些能提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短加工工時(shí)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、提高柔性、減輕笨重體力勞動(dòng)以及改善環(huán)境污染等新工藝。如：白車身采用激光拼焊工藝、車身沖壓采用快速換模技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿加工采用漲斷工藝、曲軸主軸頸及連桿軸頸粗加工采用車-拉或車-車?yán)に嚭透咚偻忏姽に嚒⑼馆嗇S主軸頸系統(tǒng)采用無心磨削工藝、凸輪軸的凸輪采用CNC磨削工藝、采用高速加工、干式加工等。
精益設(shè)備及自動(dòng)化-只要滿足以下要求就是精益設(shè)備：
● 新設(shè)備的工程能力指數(shù)應(yīng)該達(dá)到CM/CMk=2.0/1.67;
● 設(shè)備的
可靠性要滿足設(shè)備的零故障要求；
● 設(shè)備的價(jià)格應(yīng)嚴(yán)格控制。其中包括可以用國(guó)產(chǎn)設(shè)備(含中外合資廠設(shè)備)，就不應(yīng)采用進(jìn)口設(shè)備；少量關(guān)鍵工序，國(guó)產(chǎn)設(shè)備無法穩(wěn)定保證其加工質(zhì)量的，可允許采用進(jìn)口設(shè)備；
● 精益生產(chǎn)的自動(dòng)化要求。自動(dòng)化必須要與人的因素相結(jié)合。
敏捷柔性生產(chǎn)線-現(xiàn)代汽車精益生產(chǎn)的重要目的之一是：最大限度地滿足當(dāng)時(shí)市場(chǎng)多樣化的需要，還要滿足今后變型的需要。
這就要求生產(chǎn)系統(tǒng)不但能滿足當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的多樣化需要，同時(shí)還能用盡可能短的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和追加少量投資就能很快適應(yīng)產(chǎn)品變更，即在原來的生產(chǎn)線上重新調(diào)整進(jìn)行加工，以適應(yīng)未來市場(chǎng)的需要。這種適應(yīng)性強(qiáng)的生產(chǎn)系統(tǒng)就是敏捷柔性生產(chǎn)線。
傳統(tǒng)的柔性生產(chǎn)線是采用快換主軸箱、轉(zhuǎn)塔動(dòng)力頭等數(shù)控組合機(jī)床，只能滿足已知市場(chǎng)的多樣化需要；而敏捷柔性生產(chǎn)線主要采用高速加工中心，不但能滿足當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的需要，還能滿足今后產(chǎn)品變型的需要，同時(shí)它的投資已可達(dá)到鑄鐵件15萬件/年，鋁合金件25萬件/年。因此在其合理性綱領(lǐng)條件下，敏捷柔性生產(chǎn)線比傳統(tǒng)的剛性生產(chǎn)線更經(jīng)濟(jì)。
精益平面布置-在廠房的平面布置時(shí)，許多中國(guó)企業(yè)都忽視了精益物流設(shè)計(jì)。其實(shí)生產(chǎn)場(chǎng)所的物流對(duì)實(shí)現(xiàn)JIT至關(guān)重要。豐田汽車是精益物流的典范，在豐田的總裝廠里，裝配所需物品都擺放在裝配線可及的地方，裝配線上保有的零部件既不能太多又必須保證裝配線持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。這就是精益物流的概念：物流短、暢通、無迂回。(發(fā)動(dòng)機(jī)廠的精益物流見圖3)。因此在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)盡量按“U”字形布置，有利于一人多機(jī)管理；機(jī)床之間的距離應(yīng)盡量小；返修場(chǎng)地小；零部件加工過程的在制品限制在1～3只。
另外，一切為生產(chǎn)服務(wù)的后方輔助部門必須布置在現(xiàn)場(chǎng)，如：機(jī)修和刃磨、工具分發(fā)、精密測(cè)量室、快速理化實(shí)驗(yàn)室等；應(yīng)布置小組工作的活動(dòng)場(chǎng)所；考慮今后的發(fā)展面積。
中國(guó)的汽車企業(yè)距離“精益工廠”有多遠(yuǎn)？
以發(fā)動(dòng)機(jī)廠為例。要建成第一流的精益汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠就必須實(shí)現(xiàn)以下的目標(biāo)：
● 準(zhǔn)時(shí)化(JIT)生產(chǎn)。如零件加工是一個(gè)流生產(chǎn)；發(fā)動(dòng)機(jī)裝配要多品種小批量生產(chǎn)；
● 質(zhì)量零缺陷(目標(biāo)6西格瑪)。其中設(shè)備工程能力指數(shù)(CM/CMK)為2/1.67；零件機(jī)加工廢品率在3.4PPM;奧迪特(Audit)打分≤0.1(如：每百臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的缺陷數(shù)應(yīng)小于或等于10)；
● 零件實(shí)行柔性生產(chǎn)或敏捷柔性生產(chǎn)；
● 設(shè)備開動(dòng)率：零件機(jī)加工≥80%；發(fā)動(dòng)機(jī)裝配≥95%；
● 物流：1)庫(kù)存量應(yīng)為最小(目標(biāo)零庫(kù)存)，如毛坯1天；零件加工過程在制品1個(gè)；零件成品≤4小時(shí)；外購(gòu)件1天；發(fā)動(dòng)機(jī)總成1天；
● 勞動(dòng)生產(chǎn)率≥500臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)/人年(大量生產(chǎn)轎車發(fā)動(dòng)機(jī))；
● 建成一個(gè)清潔整齊、工作環(huán)境優(yōu)美的文明生產(chǎn)工廠。如在工廠內(nèi)部應(yīng)是噪聲低、通風(fēng)好、空氣清潔且無異味、能見度好、采光好、溫度及濕度控制等清潔、整齊、良好的作業(yè)環(huán)境；工廠外部周圍環(huán)境應(yīng)有約40%的綠化面積。
以上的目標(biāo)并不是遙不可及，上海大眾發(fā)動(dòng)機(jī)廠基本上已實(shí)現(xiàn)了上述目標(biāo)，不少汽車及零部件企業(yè)也正在朝此目標(biāo)努力。現(xiàn)在，中國(guó)的汽車企業(yè)不是缺錢，而是要有決心，要講科學(xué)，中國(guó)的汽車企業(yè)完全可以成為精益企業(yè)。