提高多品种小批量生产效率的方法

随着科学技术的飞速发展和居民消费水平的提高，当今社会已进入多样化时代。过去的标准化产品，现在也做不到标准化了；昔日赖以发迹的才干、手段和经验，成了今日前进的障碍；昨天认为正确的东西，今天必须抛弃，否则会导致失败。像汽车和电话这样的产品，过去曾像“别针或火柴”那样统一规格，实行标准化生产，现在，品种规格繁多到让人难以置信。以日本的汽车工业为例，按发动机功率、外观颜色以及音响设备等区分，小汽车的种类已达数千种之多。据1983年统计，一个车型的产量最多是17台，最少是6台，平均11台。美国电报电话公司的电话达1500种之多。

产品的多样化，给产品生产与管理带来一系列问题，它将导致零件种类和装配工作复杂性的迅速增加，并引起设计工作、工艺工作、工艺设计与制作、设备种类、毛坯和原材料种类、协作生产、库存量、采购活动、管理工作以及人员的大量增加。其结果是固定成本、变动成本的上升，质量和生产率下降，利润减少乃至亏损。因此，谁能提高多品种小批量生产的效率，谁就会在竞争中占有优势。产品的多样化的动因来自市场，企业只能去适应而不能改变它，其途径有两条：减少零件变化与提高生产系统的柔性。

1．减少零件变化途径有：推行三化（产品系列化、零部件标准化、通用化）、推行成组技术等。推行产品系列化可以减少产品的品种数，用户的多样化需求可以通过产品系列化得到满足。例如人的脚的尺寸是一个连续的量，但生产厂家却不能制造无限多不同尺码的鞋，只能按一定的尺码系列组织生产，顾客选用最接近其脚大小的鞋，便可能达到使用要求。产品系列化，导致品种数减少，从而导致零件数减少。

零部件标准化、通用化可以直接减少零件的变化。标准化、通用化的零件可供不同的设计者选用。大家选用的结果，使零件的变化减少，标准化、运用化的零件大量增加，从而可组织大量生产，降低成本，提高质量。选用标准零件、通用零件越多的产品，其制造质量越好，成本越低。

推行成组技术，并不能直接减少零件的变化。成组技术是一种利用零件相似性来组织多品种小批量生产的方法。从设计属性和制造属性考虑，很多不同零件具有相似性。将相似零件归并成族，就可以采用相同或相近的方法处理，从而减少重复工作，节省时间，提高效率，改进工作质量和产品质量。可见，成组技术并不是用来减少零件变化的，而是从现有的零件出发，发掘其相似性。但是，在运用零件进行类编码系统设计零件时，可以减少零件的变化。设计者只要花几分钟时间对他所构思的零件进行编码，然后按编码去检索已有的设计，如果已有相近的设计，则不必重新设计新零件。这样不仅减少了设计工作量，而且促进了设计标准化。

2．提高生产系统的柔性。所谓柔性（flexibility）指灵活性与变化的适应性。生产系统的柔性就是指它能很快地从生产一种产品转向另一种产品。柔性包括两方面的含义，一是指能适应不同的产品或零件的加工要求。从这个意义上讲，能加工的产品（零件）种类数越多，则柔性越好；二是指转换时间。加工不同零件之间的转换时间越短，则柔性越好。(www.xing528.com)

要提高生产系统的柔性，可以采用两种方法：硬办法和软办法。硬办法是提高机床的柔性，软办法是采用成组技术。

为了提高机床的柔性，自20世纪50年代起，人们一直在研究数控（NC）机床。数控机床就是通过由数字、字符构成的指令程序控制工件加工的机床。通过改变指令程序来适应不同工件的加工，比改变机床和工艺装备适应不同工件的加工，要容易得多。因此，数控机床具有柔性。

柔性制造系统（flexible manufacturing system，FMS）是20世纪70年代初出现的。FMS是由自动化物料传送系统联结起来的、在计算机控制下运行的一组数控机床构成的、能完成数个零件族加工的制造系统。FMS是为了弥补自动生产线和数控机床两者的不足而产生的。自动生产线生产率很高，但缺乏柔性，它适于大量大批生产类型。单台数控机床具有很高的柔性，但它的生产率很低，利用率一般也低于50%，它适于多品种小批量生产类型。对于中等批量生产，两者都不太合适。FMS正是适应中等批量生产而出现的。

提高生产系统柔性采用的软办法，就是推行成组技术。利用成组技术，将相似零件构成零件族，同族零件具有相似的制造属性或（和）设计属性，同族零件在一起加工可以减少机器的调整准备时间（setup time），从而使生产系统能较快地从生产一种零件转向生产另一种零件。

值得提出的是，将硬办法与软办法相结合，“软硬兼施”，对提高生产系统的柔性效果最好。不推行GT，FMS的利用率也不会高；采用GT，可使FMS的利用率提高到80%以上。