如何減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間?
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一、什么是生產(chǎn)準(zhǔn)備減少
生產(chǎn)準(zhǔn)備減少的核心是生產(chǎn)準(zhǔn)備時間（SetUpTime）的減少，那什么是生產(chǎn)準(zhǔn)備時間呢？生產(chǎn)準(zhǔn)備時間是指在一臺機床從完成上一種產(chǎn)品最后一個零件開始至完成另一種產(chǎn)品的備件加工所花費的時間。它包括：刀（模）具準(zhǔn)備及更換，機床調(diào)整，工件的取放及裝卸，首件試加工，首件檢測等項作業(yè)所需要的時間。生產(chǎn)準(zhǔn)備時間還可以用圖1表示。
一般生產(chǎn)準(zhǔn)備分為外部整備作業(yè)和內(nèi)部整備作業(yè)。外部整備作業(yè)是指那些能夠在設(shè)備處于運行狀態(tài)的同時進(jìn)行的裝模調(diào)整作業(yè)；內(nèi)部整備作業(yè)是指那些只能在設(shè)備處于停止運行狀態(tài)時才能進(jìn)行的裝模調(diào)整作業(yè)。
這兩種整備作業(yè)必須嚴(yán)格加以區(qū)分。因為只有內(nèi)部整備作業(yè)真正占用停機時間，所以一切外部整備作業(yè)必須在設(shè)備運行過程中完成，不得占用停機時間。換句話說一旦設(shè)備停止運行，作業(yè)人員只進(jìn)行內(nèi)部整備作業(yè)，而決不能離開設(shè)備去進(jìn)行任何外部整備作業(yè)。
根據(jù)豐田公司的統(tǒng)計，如果能夠分別處理內(nèi)部整備作業(yè)和外部整備作業(yè)，就能把設(shè)備的裝模調(diào)整時間減少30%至50%。一般來說，“”說作業(yè)需要花費內(nèi)部整備作業(yè)時間的絕大部分時間。因此，“調(diào)整”作業(yè)時間的縮短對于加速整備作業(yè)是十分關(guān)鍵的。
作為一個加工中心，生產(chǎn)準(zhǔn)備的時間一定要壓縮。只有生產(chǎn)準(zhǔn)備減少，才能提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)還來更大的利潤。
二、生產(chǎn)準(zhǔn)備減少實例
該實例來源于筆者所在企業(yè)——奧的斯（中國）電梯有限公司的某一數(shù)控加中心。通過調(diào)研，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)該加工中心存在一些問題，同時根據(jù)生產(chǎn)準(zhǔn)備減少的理論，制定了相應(yīng)的解決方案。
問題1：獲得生產(chǎn)指導(dǎo)文件和指令的時間較長
隨著電梯產(chǎn)品日趨個性化和定制化，每個部件無論從材質(zhì)到尺寸都各不相同，這給作業(yè)加工增加了難度。同時，為適應(yīng)市場需求，生產(chǎn)加工周期一再壓縮，部件加工準(zhǔn)備時間、加工時間都必須合理安排。加工中心獲得生產(chǎn)指導(dǎo)文件和指令的時間很重要，但由于一些原因，常常造成當(dāng)完成上一種工件加工任務(wù)后，還須等待下一種加工工件的圖紙、工藝文件（POS表）和
生產(chǎn)計劃，因此造成生產(chǎn)準(zhǔn)備時間和停機時間長等不必要的浪費。
解決方案：
學(xué)習(xí)采用當(dāng)今世界先進(jìn)的看板生產(chǎn)法（Kanban）。用看板拉動的生產(chǎn)方法代替現(xiàn)有計劃生產(chǎn)法。由于采用看板生產(chǎn)方式，不再是生產(chǎn)一個零件就更換一次夾具，而是一個批次更換一次，效率大為提高。用看板拉動的生產(chǎn)方法代替現(xiàn)有計劃生產(chǎn)法，可以減少生產(chǎn)指令下達(dá)的等待時間、行走時間。
推行拉動式生產(chǎn)——看板生產(chǎn)法，使每臺機床前面的工件生產(chǎn)看板成為生產(chǎn)物流和信息的綜合載體。每道工序按照拉動生產(chǎn)的要求都有未加工件和已完成加工件的看板數(shù)量——最小庫存。各工序操作者的責(zé)任就是保證本工序已完成的加工件看板數(shù)保持在規(guī)定的數(shù)量。拉動生產(chǎn)的原則是：當(dāng)下序來向上序取已完成的加工件時，上序操作者不得加工，因已完工的看板數(shù)沒有減少。當(dāng)下序取走已完工的工件進(jìn)行下序加工以后，本工序操作者看到這一看板消失時就從他的上序取來工件進(jìn)行本工序的加工，以補充本工序的空工件看板，直至規(guī)定的數(shù)量為止。原來的生產(chǎn)計劃是發(fā)給每個車間每道工序，實現(xiàn)拉動生產(chǎn)后就不再需要這樣做了。生產(chǎn)計劃科只需要將產(chǎn)品發(fā)運計劃發(fā)給生產(chǎn)最后一道工序的包裝發(fā)運區(qū)，將材料供應(yīng)計劃發(fā)給采購科和倉庫科，整個生產(chǎn)過程中的指令傳遞完全是靠看板來拉動。這樣從物流角度看減少了在制品庫存，從信息流角度看，提高了生產(chǎn)指令傳遞速度和準(zhǔn)確性，做到按需生產(chǎn)，也更有力地支持了在制品庫存的降低。詳見圖2。
問題2、夾具更換、量具檢測造成等待時間較長
由于生產(chǎn)的產(chǎn)品是小批量多品種，因此更換加工工件較為頻繁，每次工件更換必然要更換機床上裝卡工件所需的夾具。按照機床安全操作規(guī)程的要求，夾具在更換時必須保證機床處于停機狀態(tài)以避免發(fā)生人身或設(shè)備安全事故。而不同工件所需夾具設(shè)計各異、缺乏互換性造成夾具死鬼的停機時間較長。此外，頻繁的工件手工量具檢測也造成準(zhǔn)備時間過長。
解決方案：
組成由工藝、車間操作工人、管理人員參加的工工藝夾具、模具、刀具、量具改進(jìn)攻關(guān)小組，改進(jìn)現(xiàn)有夾具、量具，提高其對各種產(chǎn)品的適應(yīng)性，即一種夾具多種用途，減少更換夾具的裝、換、卡的時間。工藝夾具、模具、刀具、量具的通用化程度越高，則生產(chǎn)準(zhǔn)備時間就越少。同時提高量具精度，盡量采用數(shù)字裝配，減少測量等待時間。
鑒于很多裝配工作尚未采用氣動工具，而是由人工手動緊固，造成生產(chǎn)準(zhǔn)備時間過長，裝配效率低，而且緊固扭矩值不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的情況，應(yīng)給裝配線各工位更多地配備氣動扭矩扳手。同時將這些扳手同支架懸吊在各工作位置，減少人工取放工具的時間，降低勞動強度，提高效率。
在量具的測量精度控制方面，我們在關(guān)鍵工序采用帶有數(shù)字顯示裝置的先進(jìn)機床，使加工精度的測量在加工過程中就已完成，同時增加關(guān)鍵尺寸的質(zhì)量復(fù)測。在普通設(shè)備加工的工序設(shè)計方面，配備各種專用量具或標(biāo)準(zhǔn)量具，使測量變得簡單易操作。每年定期對量具進(jìn)行計量校驗，確保其測量精度或準(zhǔn)確性。
問題3：刀具、工具、量具無固定的擺放位置，尋找困難
在推行生產(chǎn)準(zhǔn)備減少前，在每個工作地、每個機臺，由于刀具、工具、量具無固定的擺放位置和規(guī)定，使機床操作者的操作行為與擺放刀具動作隨意性較大，也造成下次使用時尋找起來困難，增加了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。
解決方案：
推行
5S管理（清理、清掃、素養(yǎng)）。采用影子板管理方法，將所有刀具、工具、量具都定置擺放，且標(biāo)識清楚，設(shè)計刀具架，防止刀具一目了然，減少了尋找時間。加工中心全部配備工具柜，用影子板將工具的擺放位置在工具柜內(nèi)明確標(biāo)出，要求裝配工按規(guī)定取放。既縮短了工具取放距離，減少了取用時間，又節(jié)省了尋找時間。
問題4：工件擺放位不合理，搬運容易磕碰，造成質(zhì)量缺陷
工件擺放位置不合理，沒有考慮到晝靠近機床，以減少工件的人工搬運。工件擺放隨意性較大，往往離機床較遠(yuǎn)，引起不必要的人工搬運和行走，增加生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，也容易因磕碰造成質(zhì)量問題。
解決方案：
繼續(xù)推行5S管理，采用影子板管理方法設(shè)定工件存放專門用車，每個部件有一個專門隔斷，從而避免了存放過程中的磕碰損傷。由于采用小推車的方式，減少了人工搬運，即減輕了體力勞動又避免了搬運途中的損傷，保障了工件裝配和外觀的質(zhì)量。
根據(jù)產(chǎn)品加工工藝流程和物流，確定工件擺放位置和順序，使工件盡可能靠近機床，以方便操作者取放。在車間地面的各工件擺放位置處用黃線將擺放位置固定，以防止擺放隨意性。
起吊搬運工具的效率是明顯的，有的工件重量在15公斤以上，因此必須采用必要的起吊搬運工具，這樣一來，可以節(jié)省工件的搬運時間。
問題5：加工中心布局不合理，造成生產(chǎn)過程中行走距離較長
由于加工中心布局不合理，工件的傳送路線過長，從一個機床到另一個機床的距離過長，而不是相鄰，因此行走距離過長產(chǎn)生了不必要的時間浪費。工人在加工過程中的長距離行走也使生產(chǎn)準(zhǔn)備時間過長。解決方案：
根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程重新調(diào)整加工中心的工藝布局，以提供拉動生產(chǎn)的物質(zhì)環(huán)境，有效縮短工件傳輸距離，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備和各種無效勞動。各機床的工藝布局做到“首尾相接”避免分散的格局。從布局空間上盡可能消除不必要的距離，使其相互間距離最短，布局更加緊湊，不僅減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，而且可節(jié)省大量有效生產(chǎn)面積，節(jié)省各項制造費用。
按照倉庫位置應(yīng)靠近加工和裝配地的原則，減少物流距離，并使信息流更加暢通以支持拉動生產(chǎn)。原來由裝配工到機加工上序或倉庫去取件的領(lǐng)料作業(yè)改為由倉庫的輔助工人按看板卡片送料到裝配線，節(jié)省裝配工的寶貴時間。
三、實施效果評估
為評估本次生產(chǎn)準(zhǔn)備減少的實施效果，相關(guān)人員選擇了生產(chǎn)準(zhǔn)備所包含的主要項目即：
1、獲得生產(chǎn)指導(dǎo)文件/指令
2、尋找工具、刀具、工位器具
3、取得生產(chǎn)原材料
4、更換模具、卡具
5、機床調(diào)整與維護(hù)
6、首件試加工
7、尋找運輸工具
8、首件檢驗
9、工件碼放
10、處理上序加工工件的質(zhì)量缺陷
11、其它因素
由效果對比表可以看出經(jīng)過生產(chǎn)準(zhǔn)備減少的改進(jìn)，在“獲得生產(chǎn)指導(dǎo)文件/指令”、“尋找工具、刀具、工位器具”以及“更換模具、卡具”等方面效果明顯。總體來說，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間減少大約70%，行走距離減少大約80%，改進(jìn)效果超出可以給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟效益，降低了工廠制造的實際成本，同時也降低了工廠的制造費用。特別需要指出的是，生產(chǎn)準(zhǔn)備減少給企業(yè)帶來的經(jīng)濟效益不僅體現(xiàn)在準(zhǔn)備時間和行走距離的減少，而且體現(xiàn)在運輸設(shè)備的節(jié)省從而也節(jié)省了相關(guān)的運輸設(shè)備維修費、折舊費、能耗費和相應(yīng)的運輸人員的工資費用。
四、結(jié)論
通過這個改進(jìn)實例，可以看出生產(chǎn)準(zhǔn)備減少涉及多個方面，如：工藝流程、工藝布局、模具、夾具、刀具及檢測裝置的設(shè)計方案、工件傳送方式等。這些方面的優(yōu)化對企業(yè)生存和發(fā)展具有一定的意義和作用。同時本實例的成功門接地證明了生產(chǎn)準(zhǔn)備減少理論的正確性，運用這一理論指導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)過程改進(jìn)，以此來提高生產(chǎn)競爭力完全可行而且十分有效。