總裝車(chē)間SPS運(yùn)行方式分析

總裝車(chē)間SPS運(yùn)行方式分析圖1總裝車(chē)間平面布置隨著豐田生產(chǎn)方式在汽車(chē)行業(yè)的引入，總裝車(chē)間物流的SPS（SetPartsSystem）配貨方式也在中國(guó)得到了極大關(guān)注，無(wú)論是豐田合資、大眾合資還是通用合資都在大力推廣應(yīng)用。SPS配貨方式就是按每車(chē)裝配輛份配送貨物的方式。本文將重點(diǎn)分析SPS配貨方式的優(yōu)勢(shì)、適用條件以及如何合理有效地應(yīng)用。SPS運(yùn)行方式現(xiàn)以總裝車(chē)間為例，說(shuō)明SPS運(yùn)行方式。圖1是年生產(chǎn)單班5000輛整車(chē)的總裝車(chē)間平面布置圖。整車(chē)裝配在一環(huán)形線(xiàn)上完成一次內(nèi)飾、底盤(pán)裝配和二次內(nèi)飾裝配，全線(xiàn)有26個(gè)裝配工位（圖1中藍(lán)線(xiàn)所示區(qū)域）。SPS區(qū)域分三塊（圖1中粉色線(xiàn)所示區(qū)域），即儀表板分裝零件配貨區(qū)、底盤(pán)零件配貨區(qū)和一次內(nèi)飾及二次內(nèi)飾零件配貨區(qū)。總裝車(chē)間廠(chǎng)房?jī)?nèi)僅為中小零件的配貨區(qū)，大件零部件配貨、零部件的拆箱、開(kāi)捆及大件零部件的分裝均在另一廠(chǎng)房?jī)?nèi)，即物流倉(cāng)庫(kù)（見(jiàn)圖2）。圖2物流倉(cāng)庫(kù)平面布置配貨順序總裝車(chē)間的物流系統(tǒng)在信息控制系統(tǒng)指導(dǎo)下，有條不紊地從倉(cāng)庫(kù)貨架取出所需零件，按SPS配貨方式送到指定工位，配貨順序如下：（1）中央控制室（CCR）根據(jù)市場(chǎng)分析及訂單情況安排生產(chǎn)計(jì)劃，并將生產(chǎn)計(jì)劃的車(chē)輛順序信息向總裝車(chē)間情報(bào)中心傳遞。（2）車(chē)輛順序信息傳到總裝車(chē)間情報(bào)中心，由情報(bào)信息員根據(jù)實(shí)際工位查找相應(yīng)信息指示卡。（3）情報(bào)信息員將信息指示卡投遞到SPS供應(yīng)管理板處。（4）物流配貨人員從SPS供給管理板處獲取信息選取配貨指示票，配貨指示票上標(biāo)有某個(gè)車(chē)型在某個(gè)工程裝配零件的種類(lèi)和數(shù)量。（5）物流人員按照配貨指示票到SPS區(qū)配貨（KITTTING），放在相應(yīng)的臺(tái)車(chē)上，物流人員將部品放到運(yùn)輸臺(tái)車(chē)上。（6）配完后放在供給待發(fā)區(qū)，物流人員將零件供給到生產(chǎn)線(xiàn)的起始位置。（更先進(jìn)的方式是AGV自動(dòng)輸送至相應(yīng)工位。（7）物流人員將空臺(tái)車(chē)返回到零件供給待發(fā)區(qū)，通過(guò)SPS方式配貨完成。物料配送的四個(gè)步驟在圖3的SPS物料及信息流程圖中我們可以看到，所有的物料都是經(jīng)過(guò)四個(gè)步驟完成運(yùn)送的：接收物料需求信息（圖3中①）；按需求信息進(jìn)行配貨（圖3中②）；將配貨送到裝配線(xiàn)的接收端（圖3中③）；隨裝配線(xiàn)完成裝配工序（圖3中④）。SPS運(yùn)行方式的優(yōu)勢(shì)上線(xiàn)點(diǎn)減少一輛份零件被分成有限的幾部份，分別在幾個(gè)上線(xiàn)點(diǎn)與整車(chē)隨行。上線(xiàn)點(diǎn)的減少意味著在線(xiàn)旁的物流線(xiàn)路變得簡(jiǎn)單、清晰了。簡(jiǎn)單的物流線(xiàn)路意味著交叉點(diǎn)的減少、沖突點(diǎn)的降低。，aiuiuv■HW圖，aiuiuv■HW圖3SPS物料及信息流程圖線(xiàn)旁物料面積減少由于整車(chē)所需裝配的零件均按輛份與車(chē)身隨行，線(xiàn)旁的物料面積就不需要了。以往由于生產(chǎn)綱領(lǐng)提高所造成的線(xiàn)旁物料面積的矛盾也就不存在了。通道面積可能削減如果能夠整線(xiàn)實(shí)現(xiàn)SPS配貨方式，SPS配貨的上線(xiàn)點(diǎn)均設(shè)在線(xiàn)的端部，那么在整線(xiàn)中部工位沒(méi)有物料需求，通道也就可以削減或取消了。防錯(cuò)功能裝配線(xiàn)上操作工人的工作內(nèi)容由原來(lái)的挑撿零件和裝配零件兩道工序變?yōu)橹挥醒b配零件，而且由于所裝配零件有明顯差異，操作工人不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)裝；由于每個(gè)隨行的料架均是按輛份配送的，所以如果裝配后料架上有剩余零件，則為漏裝，操作工人可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤。減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度操作工人不需要去線(xiàn)邊的料架去取零件。由于料架是隨行的，操作工人可以就近取件，減少了操作工人頻繁走動(dòng)所增加的勞動(dòng)強(qiáng)度。提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率由于操作工人減少了取件及挑撿零件的用時(shí)，減少了每個(gè)裝配零件所需的工時(shí)，使得整線(xiàn)提高節(jié)拍成為可能。SPS運(yùn)行方式的局限節(jié)省面積問(wèn)題無(wú)庸置疑，在SPS配貨方式中，最大限度地節(jié)省了裝配線(xiàn)旁的物料面積，但是它增加了配貨面積，這部分面積是采用傳統(tǒng)送貨方式時(shí)所不需要的。從整個(gè)車(chē)間角度上看，總面積沒(méi)有節(jié)省反倒是增加了。以前面所提廠(chǎng)項(xiàng)為例，16000m2的總面積中，裝配車(chē)間生產(chǎn)面積為4880m2，物流配貨面積為7186m2,通道面積為2926m2,其他輔助面積為1008m2。從上面的數(shù)據(jù)可以看出物流配貨面積約是裝配生產(chǎn)面積的1.47倍(不包括通道面積)。在另兩個(gè)豐田廠(chǎng)項(xiàng)中，一個(gè)廠(chǎng)總裝車(chē)間裝配生產(chǎn)面積約為13600m2,而物流面積達(dá)到24600m2，裝配與物流面積之比約為1:1.8；另一個(gè)廠(chǎng)總裝車(chē)間裝配生產(chǎn)面積約為41000m2,而物流面積達(dá)61200m2,裝配與物流面積之比約為1:1.49。而我們以往采用送貨制生產(chǎn)方式時(shí)，設(shè)計(jì)的裝配生產(chǎn)面積與物流面積之比是按1:(0.6?0.8)考慮的。物流面積是非生產(chǎn)面積，是不創(chuàng)造價(jià)值的面積。物流面積的增加大大地增加了新廠(chǎng)建設(shè)投資和生產(chǎn)廠(chǎng)的場(chǎng)地占用成本，實(shí)際上最終增加了產(chǎn)品的成本。這與豐田的精益思想是相悖的。防錯(cuò)功能問(wèn)題這里的防錯(cuò)功能包括兩個(gè)方面，一方面是防裝錯(cuò)，即防止差異較小的零件裝錯(cuò)車(chē)；另一方面是防漏裝。在同一條生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)的車(chē)型，既使是多品種，也都是一個(gè)系列的車(chē)型，也就是說(shuō)，在同一條生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)的車(chē)型中的大部分零件及總成件都是一樣的。為了少量差異零件的防錯(cuò)裝而把所有零件都放在料車(chē)上，從成本和操作難度上綜合考慮，是否必要，值得我們探究。配送零件質(zhì)量保證問(wèn)題由于配送零件是按輛份送到每個(gè)車(chē)旁的，也就是說(shuō)沒(méi)有備份，當(dāng)裝配過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題（如零件不合格、損壞或遺失）時(shí)，由于沒(méi)有備份零件，沒(méi)有線(xiàn)旁的物料供給，那么這輛車(chē)只能隨其他車(chē)一起下線(xiàn)，再到返修區(qū)進(jìn)行裝配了。這樣大大就增加了返修區(qū)的工作量，增加了返修面積。因此，SPS運(yùn)行方式對(duì)入庫(kù)零件質(zhì)量要求非常高，要求配送的零件合格率為100%，并且保證在運(yùn)送過(guò)程中，無(wú)質(zhì)量事故。這對(duì)于同種零件成批送貨相對(duì)容易保證，而對(duì)于按輛份配送的方式，由于要將結(jié)構(gòu)各異的零件都放在同一配送小車(chē)上，保證起來(lái)會(huì)有一定的困難。提高生產(chǎn)效率問(wèn)題這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該從兩個(gè)方面討論：一個(gè)方面是零件搬運(yùn)問(wèn)題oSPS運(yùn)行方式造成了零件的“二次搬運(yùn)”，將零件取出送到配送區(qū)，再?gòu)呐渌蛥^(qū)取出零件放到隨行料架上，比傳統(tǒng)的送貨方式增加了一次零件配送，是屬于豐田生產(chǎn)方式所說(shuō)的“7種浪費(fèi)”之一，可見(jiàn)其是影響生產(chǎn)效率的。另一個(gè)方面是人在裝配過(guò)程中的取件用時(shí)問(wèn)題。SPS運(yùn)行方式一直強(qiáng)調(diào)操作工人從隨行料架上取件比線(xiàn)旁取件所走的距離短。事實(shí)上，筆者在實(shí)行SPS運(yùn)行方式的總裝車(chē)間看到的是隨行料架放在兩工位之間，操作工人到隨行料架取件至少要走出1m遠(yuǎn)，與到線(xiàn)邊料架相比并不近。因此，通過(guò)隨行料架取件和到線(xiàn)旁料架取件對(duì)工人裝配效率的影響區(qū)別是微乎其微的。5.SPS運(yùn)行方式適用的零件問(wèn)題SPS運(yùn)行方式是將整車(chē)零部件按輛份放在隨行料架上，但我們很難想象大型總成件，如保險(xiǎn)杠、座椅和輪胎等也放在隨行料架上，這些零件會(huì)使隨行料架變得很大；另外還有一些有分裝內(nèi)容的總成件，如儀表板、車(chē)門(mén)、動(dòng)力總成和風(fēng)擋玻璃等也不會(huì)采用隨行料架送到裝配工位的。由此可見(jiàn)，SPS運(yùn)行方式適用的是中小型的零件，如成套鎖、門(mén)把手和內(nèi)護(hù)板等件。SPS的適用條件SPS運(yùn)行方式最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在不同種類(lèi)車(chē)型的差異件的取用和判斷上，最大限度地減少了操作工人的判斷失誤。SPS運(yùn)行方式并不適用于大批量的整車(chē)生產(chǎn)方式。SPS運(yùn)行方式更適用的是批量小、品種多且差異件多的整車(chē)試制線(xiàn)，或一些零件比較小，而零件在運(yùn)送過(guò)程中不易受到損傷的總成件分裝。Toyota’sNewMaterial-HandlingSystemShowsTPS’sFlexibilityToyotaMotorCorporationhasintroducedanewmaterial-handlingsystembasedonkittingtoreducecomplexityandimprovequalityinassemblyareas.ThenewapproachwasintroducedinJapanandChina,accordingtoArtSmalley,authoroftheLeanEnterpriseInstituteworkbookCreatingLevelPull.SmalleysawthenewsysteminactiononanengineassemblylineduringarecenttourofToyotafacilitiesinJapan.HewasoneofthefirstAmericanstoworkforToyotainJapaninthe1980sandhelpedtransferToyota’sequipmentandleanmanufacturingmethodsoverseas.AspokesmanforToyotaMotorNorthAmericasaidthekittingsystemwasbeingintroducedon“moreandmorelines”attheGeorgetownfacilityandelsewhereinNorthAmerica.Hesaiditwas“notacompleteseachange”inpartspresentationandwasn'tapplicabletoallproductionareas.Smalleysaidthesystem,calledthesetpalletsystem(SPS)inJapan,appearedbestsuitedtoautomatedlines,ratherthancells.Thenewapproachremovedline-sidestorageracks,oftencalledflowracks,sooperatorsnolongerwalkedfromtheirassemblystationstogetparts.Instead,electronicsignalstoldmaterialhandlerswhatpartstoselectfrombinsseparatefromtheline.Theythenselectedandplacedthepartsonpalletstravelingwiththeenginesbeingassembled(seediagramsbelow“Visually,it’squiteadifferencebecausetheflowracksaregone,"saidSmalley.“Iwassurprised.Itwasamuchmoreopenandclearareathanthetraditionalscenariowithallthematerialaroundtheline,whichcanblockyoufromseeing.Thelineissowideopennow."MoreValue-AddedWorkAtGeorgetown,thecorrectpartsforaparticularCamryorAvalonareselectedintoatraythatisplacedinsidethecarasitheadsdowntheline.Becausepartselectionisdoneupstream,assemblerscan“focusonthequalityofinstallation,"accordingtotheToyotaspokesman.Varietyandtheresultingcomplexityhaveproliferatedasmoreandmorefeaturesareofferedtocustomers.Forinstance,beforethenewsystemwasintroducedforthecurrentgenerationCamryandAvalon,teammembershadtochoosebetween24varietiesofsunvisors.Thechangemeansoperatorsnowfocusnearly100%oftheirtimeonthevalue-addedworkofinstallingpartsbecausetheynolongerhavetoperformthenonvalue-addingtaskofwalkingafewstepstoretrievepartsfromflowracks,Smalleynoted.“Operatorsstayinaverytightzone,doingalmost100%value-addedtime."Theswitchalsoeliminatesreaching,stretching,andsearchingforpartsbyassemblyoperators.Thenewarrangementalsomakestrainingoperatorsandmaterialhandlerseasierbecausethejobresponsibilitiesarenarrower.Thenewsystemconcentrateswalkingandpartsselectiononthematerialhandlerswhoarepositionedeverysevento10stationsalongtheengineassemblyline,Smalleysaid.Althoughthenewsystemincreasedthenumberofmaterialhandlers,hecommentedthat,onaverage,Toyotaestimatedthatthetotalproductivitychangewasneutralduetothemoreeffectiveuseofdirectlabor.Aminordrawbacktothenewapproachwasthatitmadeaddingorsubtractingpickersincrementallyastakttimechangedsomewhathardertodo.AdvantagesandDisadvantagesThebigadvantageofthenewmaterialhandlingsystemissimplicityandqualityimprovementthrougherroravoidance.SmalleyexplainedthatToyotaJapanhadabout5%seasonalortemporaryworkerswhenhewasthereinthe1980s.“Nowthefigureisupto40%insomeplants,”hesaid.“Alsotheworkforceisyoungerthanitwas20yearsagoandlaborlawchangesallowformorewomentoworkinassembly.”Allthesetrendscreateaworkforcethatislessexperiencedwithfactoryworkandlessfamiliarwithautomotivecomponentsthaninthepast.Combinedwiththeproliferationofcomponentvariety,partselectionerrorswereoccurringandsmallqualityproblems,likeassemblyerrorsandboltsnotbeingsufficientlytorqued,weegettingdownstream.“Iguesstheyjustcouldn'tpoka-yokeeverythingandthelogicalstepwastosimplifyfurther,”hesaid.ThenewsystemwasintroducedatavehicleassemblyplantinChinaco-ownedbyToyotathathadlimitedspaceforstoringmaterialatthefinalassemblytheline,Smalleysaid.AkaizeneffortproducedtheSPSapproach.“Othermanagerssawitandlovedtheeffectithadonclearinguptheareaaroundtheline,”hesaid.“Thelinebecamelesscluttered,easiertosee,easiertowalkaround,andjustfeltlikeamuchmoreopenworkspace.Onebyonethevehicleplantsswitchedoverduringthepastyearortwoandnowtheengineassemblylinesaredoingthesame.”Althoughthesystemisconsiderednew,Smalleypointsoutthattherewasasimilarversionbeingusedatlinenumber14inToyota'sKamigoEnginePlantabout20yearsago.Thelinesuppliernearly100differenttypesofenginesandthousandsofminorvariationsatthepartnumberlevelusedontheengineworldwide.Otherlinesdidnotsufferthesamecomplexityissuesandthesystemthusneverspread.SmalleynotedthatadoptionoftheSPSmaterialhandlingsystemtodaydemonstratesthatTPSflexiblyadaptstotheneedsoft