基于约束理论的无锡康明斯公司增压器生产线平衡探讨

本文是一篇生产管理论文，笔者首先从宏观视角对汽车零部件行业进行了调研，然后结合无锡康明斯公司当前存在缺陷与不足，对汽车零部件企业现阶段的发展规模、市场环境、竞争优势等进行了全面具体地分析，并针对无锡康明斯公司的增压器生产线的平衡问题展开了实际研究与优化，在此基础上结合生产线平衡理论，通过采用具体的生产实践改善方案，生产线的生产效率显著增加。
第1章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.1.1 研究背景
最近这些年，市场经济不断发展壮大与公司运营国际化的影响下，传统生产型公司面对着前所未有巨大的挑战，不论是生产管理模式或是企业思想，都需要有所转变。从工业革命后到20世纪80年代，在多数生产型小公司都主张以生产作为导向，认为公司只要生产的出来，市场就会全部买单。但是现如今的市场对商品的要求已经体现为个性化、多样化，企业长期、大量地对一个商品稳定的需求也有所变化，所以企业的生产方式也就体现为多品种、小批次、短生命周期等特征，企业如果仍然依靠传统的制造模式生产,则一方面制造出的商品已不能立即被市场所需求，另一方面市场的需求也不能及时满足，等公司意识到该商品必须下线或改换另一个商品之时，却已经为时过晚了，即传统的以制造企业为基础的制造模式已经无法适应市场经济的变化，与企业当前丰富、多元化的社会需求已经出现了冲突。为适应这种变化，其企业思维需要由产品销售为引导转化成以市场经济导向，企业需要对市场需求做出迅速反应，以市场需求来完成企业产品。变革，已势不可挡了，但怎么变，成了领导者们最急需解决的问题。
在无锡市所成立的康明斯涡轮增压技术有限公司，其增压器的生产技术来自于英国的霍尔塞特公司。这是一家具有百余年发展历史的老牌公司，与无锡万迪动力集团合资于1996年，2015年被美国康明斯集团整体收购，成为一家美资企业，主要为康明斯旗下商用发动机厂以及国内其他发动机厂提供柴油涡轮增压器的零部件。近几年由年产80万台增压器提升到166万台，面对客户订单的不断提高，产能受到了严重的挑战。增压器生产线面对严峻的挑战需要进一步提升，调查研究后发现主要存在以下问题：（1）生产线的瓶颈工位起到很严重的约束影响，导致客户每日最大需求无法得到满足。（2）生产过程中非瓶颈工位人员在操作生产过程中有等待浪费的现象，不但导致了人工效率低下而且人员的工作强度的分配也出现不公平。（3）还有些人机配合的工位，设备也存在等待浪费，设备利用率（OEE）低下。（4）在不能满足客户要求情况下，只能安排员工周末加班加点应付客户要求，导致了生产成本的增加。在如此现状的交付过程中，装配线的产出不但没能满足客户订单的需求，而且产品的生产成本也变得特别高。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 生产线平衡国外研究现状
国外发达国家的企业对生产线平衡问题的研究较为领先，例如全球知名生产管理教父大野耐一，就是来自于著名的丰田汽车公司。为了消除无谓的浪费从而降低制造运营成本，丰田公司运用了丰田生产方式（TPS），把企业生产过程中，所涉及到的物料流以及信息流，都利用图片表现方式展示出来。从而形成精益生产管理模式，被众多业内企业所认可和学习。这种方式的主要优势为，所有员工可以通过可视化价值流通处了解相关信息，为消除浪费提供方向性的指导[1]。沃麦克（Womack，J.P.）和琼斯（Jones，D.T.）在《精益解决方案：公司与顾客共同创造价值与财富——精益思想丛书》之中，对价值流予以深入分析，并且从多个角度对企业生产过程进行优化和完善[2]。Ahmad Nur Aizat等学者以价值流相关理论为基础，从多个角度对企业生产中，所面临的资源浪费现象，加以优化和管控，为公司消除浪费[3]。Monden以及其他多名学者，也对日本丰田生产模式进行了深入探讨，并且表示需要把准时制生产管理方法，融入企业生产管理多个环节之内，使企业半成品流转效率随之迅速提升，库存的积压情况也得到极大地缓解，从而使企业整体生产效率大幅度提升[4]。Agrawal P K对于装配线平衡问题进行了深入探讨，并且表示在实践过程中，必须要注重基层工作人员满意度，同时要提高企业生产中基础问题解决效率。从而达到降低企业以及员工依赖性，提升车间柔性[5]。Fayez FB利用多规则启发式算法，使得工作站数量随之减少迅速获取最佳解决方案，最终达到装配线平衡发展目标[6]。Pierreval.H等多名学者，在分析蜂窝组织模式基础之上，深入探讨了装配制造系统以及相关问题。他们从多个角度对生产线予以重新设计和分析，最终形成生产工艺、生产设备以及员工三者之间的最佳平衡状态[7]。不仅如此，Ree L P等学者也利用第一搜索方法，对起始区域深入分析后，有效解决其中存在的生产线平衡问题[8]。Peng.J在研究过程中，利用Flexsim仿真软件对生产物流系统进行深入探讨和分析，并且结合Flexsim多种布局从系统角度分析了模拟生产物流系统，瓶颈被消除，最终形成了和企业发展的需求相一致的布局方式[9]。在管理方法角度对生产线加以改善和优化的基础上，AMAC Rocha提出了基于人工鱼群算法，对全局优化问题加以完善的相关方案[10][11]。
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第2章 相关理论基础
2.1 约束理论
以色列物理学家及企业管理大师艾利·高德拉特博士（Dr.Eliyahu M.Goldratt），在上世纪八十年代，在“最优生产技术”（optimized production technology，OPT）的基础上，第一次提出了约束理论（TOC）。而中国的专家学者将之翻译为制约因素或者是限制理论，在约束理论中主要存在：策略工具集、性能测量指标、思维流程工具集等三个组成部分。其中两个工具集包括了生产与运作管理、FFS、VAT分析等方法，和云状图表、生产流程等相应的工具。在指标体系这一层面上，主要存在财务指标、生产运作指标、库存周转指标等几种。使用约束理论，识别企业生产过程中存在的制约因素，并采用必要有效的措施进行改善，消除制约瓶颈。在改善过程中，要注重数据的动态分析，对存在的问题持续不断地改善，短期内，可以采用“抓大放小”，对企业长期发展应将大小问题一并解决，齐抓并管，不断提高企业的管理水平。
2.1.1 TOC计划与控制模型
TOC计划与控制模型，又被称之为DBR系统。分别由鼓（DRUM）、缓冲器（Buffer）、绳子（Rope）等相应的结构所共同组成，详见图2-1所示内容。在其中的“鼓”指的就是影响到企业生产效率的指标，并且在企业设计生产运营发展计划的时候，也应该充分的分析“鼓”的运用。“绳索”是信息传递的纽带，它可以表现为多样的形式将“鼓”与其他工位紧密联系起来。“缓冲器”的作用主要是对约束工位的时间起到缓冲保障，保证产线上制约瓶颈工位一直有工作，并不受其他非瓶颈工位的变化带来影响。

生产管理论文怎么写

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2.2 生产线平衡
生产线又称作为流水线，也叫装配线。生产线是操作工人与设备的有效组合，微观来看就是产品在生产线上的各工位完成相应装配工作再流转到下一道工位，从宏观来看就是产品以一定的速率连续、均匀的通过整条产线的各装配工位。生产线各工位的分工很明确也很细化，使得每个工位的工作效率很高，从而实现了整条产线的高效率产出。
对于生产线平衡来说，这里所指的就是，要从调节生产线各个工位作业内容的层面上，来有效的维护作业时间等方面的质量。以此来充分的避免出现因为等待所造成的浪费现象，还能够将生产计划进行工位平摊，实现生产效率最优化。在生产线平衡方面的主要技术措施，就是要积极的调整生产线的工序和时间，固定生产线节拍等。
2.2.1 生产线平衡相关术语
（1）Take Time（TT）：反映了客户的需求，它是指在规定时间内完成计划产量，各工序完成一批成品所需的作业时间。
（2）节拍（CT）：能够充分的体现出，生产线上的单个产品生产加工的时间。
（3）工位：指的就是在生产线上完成生产工序所设定的一个工作岗位，操作人员在此进行作业。
（4）瓶颈工位：是指在生产线上不但限制了生产线的产出速度，还影响其它环节生产能力的一个工位，瓶颈工位往往是整个生产线上完成一件产品所需时间最长的工位，瓶颈是制约整个生产线效率与成本的重要因素。
（5）作业顺序：所指的就是在保证产品质量的基础上，所开展的一种生产作业顺序流程。要知道优质的作业顺序，几乎不会存在多余的行为，这也是提升企业生产效率的主要措施。
（6）作业标准化：是指将现有作业进行分析、改善、优化后，形成一种优化的作业方式，并进行相对固化的制度，操作人只需遵照执行，使作业达到高效、安全、准确的作业结果。
（7）约束：是指导致负载最高的资源。约束的因素是多样的。
（8）关键资源：是指可能造成瓶颈的资源。
（9）6S：主要内涵包括安全、整理、整顿、清扫、清洁、素养，它是一个现场环境管理的工具。
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第3章 康明斯公司增压器生产线的现状与存在的问题 .................................. 18
3.1 无锡康明斯公司简介及生产概况 ........................... 18
3.2 增压器生产线平衡 ........................... 20
第4章 增压器生产线平衡系统优化 ............................ 27
4.1 增压器生产线平衡问题优化 ......................... 27
4.2 增压器生产线平衡改善................................. 27
第5章 增压器生产线改善结果评价 ................. 46
5.1 增压器生产线改善对比.............................. 46
5.2 增压器生产线改善后收益 ............................ 48
第5章 增压器生产线改善结果评价
5.1 增压器生产线改善对比
（1）改善工作真正落地以后，提取增压器生产线相关岗位节拍数据，以作为改善前后的岗位节拍对比依据，现将具体数据梳理如下，见表5-1：

生产管理论文参考

针对国外设备的核心部件，设计备用件管理制度并落实，以防止问题发生时备用件由于采购周期长导致无法及时到位，进而影响整个生产线停产情况的发生。亦或者为加快抢修进度，只能通过空运的方式，进而产生高额的物流成本。因此，设计国外设备维保制度并按照计划进行保养和自主维护，有助于保证和提高设备的稳定性，是增压器生产线正常生产作业的重要保障。
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第6章 结论与展望
6.1 研究结论
笔者首先从宏观视角对汽车零部件行业进行了调研，然后结合无锡康明斯公司当前存在缺陷与不足，对汽车零部件企业现阶段的发展规模、市场环境、竞争优势等进行了全面具体地分析，并针对无锡康明斯公司的增压器生产线的平衡问题展开了实际研究与优化，在此基础上结合生产线平衡理论，通过采用具体的生产实践改善方案，生产线的生产效率显著增加，根据上述实践，本文将结果梳理如下：
（1）以客户需求为基础，无锡康明斯公司发现增压器生产线存在问题，主要表现在两个方面，其一是生产线内部失衡，其二是与客户需求不相匹配。就上述问题来说，与其他生产线存在共性，针对上述问题，通过定性与定量的方法，详细阐述当前情况与目标状态之间的差距。
（2）增压器生产线改善期间，依托工业工程理论、动作分析法等工具，对存在问题的生产工位进行有针对性、目的性的改善，值得强调的是，生产线平衡期间，可采取由宏观向微观的方式稳序落实。
（3）因为生产线系统比较复杂，所以在改善生产系统过程中，约束理论强调了瓶颈要素的作用，即在生产系统中，通过有效方式和手段实现对约束的打破、改善、保护，进而保证工位间的平衡。以约束理论为基础，结合实际情况，搭建增压器生产线DBR模型，有助于实现增压器生产需求平衡。
（4）改善举措稳序推进期间，增压器生产线的平衡指标发生积极明显的变化，与此同时，生产线的效率同样明显改善，极好地满足了客户的增长需求。
参考文献（略）