单元制造模式及其应用研究

何悦

摘要：随着科学信息技术的迅猛发展，传送带生产出来的大批量、单一产品已不再满足客户的需求。除此之外，低成本、“少人化”理念已渗透企业当中。此背景下，由成组技术发展而来的单元制造模式受到了广泛的关注和应用。论文对两种生产方式进行比较研究，找出传送带中存在的问题及单元制造模式的优点。找出一条适合我国企业推行的单元制造模式的实施方法，使我国企业在生产过程中达到降低成本、提高利润的目的，增强我国制造业的竞争力。

关键词：单元制造模式;传送带生产方式;制造业

1  绪论

传送带生产方式以大批量、标准化的生产达到降低生产成本、提高生产效率的目的。但客户对产品的需求逐渐从单品种、大批量到多品种、小批量的趋势发展[1]。传送带生产方式的缺点具有以下三点：第一，传送带生产方式具有很强的刚性，只能针对需求趋同的情况;第二，生产设备较为复杂，占地面积庞大，只有大批量生产才能满足降低成本的需求;第三，传送带作业方式过于细化，使操作者缺乏自主性和积极性。

单元制造模式的研究是兴起于美国、瑞典等欧洲发达地区，繁荣于日本的一种具有创新性的生产方式[2]，单元制造模式是配备少数低自动化和机械化的设备生产多品种、少批量的产品，符合我国目前工厂中缺乏大量自动化设备的国情。单元制造模式的优点是低成本、高柔性化以及“少人化”[3][4]。在该模式下，工人是以一个单元为单位，在一个单元内部进行组装生产，縮短了生产线的长度，减少了工厂内部机器的数量，不再需要大量的操作工人，进而降低了雇佣工人的成本;同时，生产质量、生产效率直接与工资挂钩，在保证产品质量的同时，也提高了生产效率。

2  单元制造模式分类

结合目前现有的理论研究，根据单元制造模式的实际情况，可以将单元制造模式分为以下四类：

①无传送带生产方式：是在传送带生产方式的基础上将传送带去除，由少数几名操作人员分段承担流程或工序。工作台和工作台之间设置专门放置半成品的地方，操作人员在完成自己所负责的流程段或工序之后，将半成品交给下一个流程或工序。如图1所示为无传送带生产方式示意图。

②分割式生产方式：是由少数几名操作人员分段承担流程或工序，主要为U字型生产。它是在完成一件产品所需工序数或流程相对较多的情况下，或当新工人对操作还不够熟练时所采用的一种生产方式。如图2所示为分割式生产方式示意图。

③单人生产方式：单元内所有工序由一个人承担，不再进行分工，操作人员在不同的作业台之间移动，它是单元制造模式的基本形态。如图3所示为单人巡回式生产方式。

④巡回式生产方式：单元内有若干名作业人员，并按顺序排列，一个跟着一个在单元内周而复始地完成所有工序。这种方式的优点是，可以在不增加车间作业面积，不增加工作台数量和配套设备的前提下，仅通过增加作业人员达到迅速增加产量的目的。如图4所示为巡回生产方式示意图。

3  我国制造业推行单元制造模式的方法

我国目前制造业存在的问题主要有：生产效率和劳动生产率低、自动化程度低、过于依靠廉价劳动力、对市场的应变能力较弱，竞争优势低下。因此，推行单元制造模式，可以有效解决我国制造业存在的上述问题。

单元制造模式的实施步骤一般可以分为：单元的划分、单元的构建、单元布局的制定、单元制造模式试运行、应用单元制造模式五步。其中，单元的划分是指通过对产品工艺流程资料的搜集，将全部工序划分为不同的工艺流程类型，工艺流程资料的搜集需要了解从原材料到制成成品各项工序安排的程序。在这里主要介绍单元的构建和单元布局的制定。

3.1 单元的构建方法

单元构建的具体分析方法包括程序分析和时间研究。程序分析包括消除单元的无用功、单元构建的动作均衡分析以及单元构建的储存问题分析三个方面。其中，消除单元的无用功与单元构建的动作均衡分析分别是利用5W1H的提问技术以及ECRS四大原则来构造出更加高效和经济的单元，减少了原生产线的消耗和无用功。

单元构建的储存问题分析是指对在制品的数量进行标准化。由于在制品的数量会严重影响到单元内的生产效率、生产周期以及产品质量的稳定性，因此，在我国制造型企业的实际生产过程中要计算出标准在制品库存量（Work in Process，WIP）以指导单元的合理构建。论文以时效处理的标准WIP计算方法来指导单元的构建[5]。所谓时效处理指的是当第一道工序加工完毕后，由于工艺要求，在制品不能立刻转入下一道工序，必须有一定的等待时间，这段等待时间称之为时效处理时间。根据利特尔法则，可得出标准WIP的计算方法如下：

前置时间（Lead Time）=存货数量×生产节拍

单元构建的时间研究是通过作业测定使时间标准化，是指在合理的作业方法的基础上，测定必要的作业时间，通过宽放、评比等技术，制定出合理的标准时间，并以此为依据制定劳动定额。一般来说，企业应给予4%的宽放时间[6]。

3.2 单元的布局方法

接下来需要进行的工作是基于设施布局制定出单元的布局。对于不同类型的企业或车间，应根据单元制造模式中4种不同类型的特点进行单元布局模式的选择，具体的选择方法可分为不同企业和不同车间两个方面的内容。

3.2.1 对于不同的企业应选择不同类型的单元布局

①劳动密集型企业：对于纺织业、食品企业、日用百货等轻工企业以及服务型企业来说，这种类型的企业都属于劳动密集型企业，设备技术程度很低，但容纳的操作者却还多。对于劳动密集型企业来说，应采取无传送带的单元制造模式，其类型仍为直线型，只是去掉了无用功过多的传送带，可以适当减少一些在传送带时期的员工配备，对提高操作者的积极性以及企业的经济效益有很大帮助。

②技术密集型企业：对于刚开始应用单元制造模式的技术密集型企业来说，不适宜应用单人生产方式，应采取从传送带生产方式向单人生产方式过渡的分割式或巡回式生产方式。可以将单元的设备布局成“U”字型或“C”字型，推行少数几个人的生产方式。当单元内每个操作者的熟练度达到可独立负责全部工序的水平时，可考虑推行单人生产方式。

3.2.2 对于不同的车间应选择不同类型的单元布局

①装配车间：装配车间中每道工序的复杂程度以及操作者的数量不一致，且工人之间的操作速度和生产效率相差很多。另外，装配车间的自动化程度比较低，使用大型设备或自动化程度较高设备的情况很少，一般情况下都是操作者进行手工作业，因此，装配型车间的生产模式符合单元制造模式的基本原理。分割式生产方式符合装配车间工序较多，不可配备单人操作的特点。

②机加车间：在机加车间中，操作工人较少，而机器设备的数量却相当庞大。在这种情况下，单元内可以采取单人生产方式的方法，以达到“一人多机”的目的，因此，在机加车间中为了能使操作者独立完成各道生产工序，企业应更加注重“多能工”的培养，建立起一套有效的员工培训机制。

4  总结

企业对经济效益的追求是企业赖以生存和发展的基础。目前，市场需求呈现出定制化趋势，我国企业逐渐认识到只有顺应客户的需求和市场的变化才能达到提高经济效益的目的，如何有效地将先进的生产方式推行到我国制造业当中已经成为企业界共同关注的焦点。论文亦是从此方面出发，探寻单元制造模式是否适合在我国推行，并基于我国目前制造业现状和特点，提出具体的实施方法推进单元制造模式在我国的应用。

参考文献：

[1]刘晨光，廉洁，李文娟，殷勇.日本式单元化生产——生产方式在日本的最新发展形态[J].运作管理，2010，22（5）：93-103.

[2]俞晓军.细胞式生产方式的起源及其在日本的普及条件[J].当代经济研究，2010（7）：23-27.

[3]罗珊珊.应用细胞式生产方式改造A产品包装流水线的研究[D].南昌：华东交通大学硕士论文，2014.

[4]熊玲玲.虚拟制造单元方式下作业成本法的应用研究[D].镇江：江苏科技大学硕士论文，2014.

[5]王恩亮，工业工程手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[6]崔继耀，单元生产方式[M].广州：广东经济出版社，2005.