精益生产在纸箱行业的应用

精益生产在纸箱行业的应用

 

历史发展

一般来说，我们可以认为精益管理理念始于丰田汽车集团的生产系统，其创始人为Taiichi Ohno。如今，我们可以从日本的工业，特别是汽车工业对精益管理的一贯坚持应用中窥见其重要性。即使该管理理念的有些内容出自美国而非日本——然而若只是一味观望而不拿来使用，那也是毫无意义的。

 

由于欧洲和美国的管理人员常常忽略对其他文化的借鉴以及寻找其他解决问题的有效方法，因此精益管理理念在相当长的一段时间里在这两个地区未得到重视

 

在日本的管理效率原则里，库存是万万要不得的，必须尽一切可能避免产生库存。（日语中“muda”表示浪费）。而数十年来，西方的管理人员却始终致力于切实并科学地“优化库存”。如今，他们对库存有了一个全新的（亚洲式的）认识。

 

精益管理要素

精益管理的要素见下表。为了更好的说明该理念对于瓦楞纸箱行业的意义所在，某些精益管理的要素已经应用于高产率的瓦楞纸箱厂中。

 

精益管理要素

标准化精益管理 l  企业目标 l  战略 l  政策 战略性精益管理 l  总体了解客户的要求 l  流程管理 l  预防性质量保证 l  利润管理 精益生产 l  为细分市场提供多种产品 l  从精益存储中优化产量并及时送货 l  产品质量 l  员工积极性

 

精益管理要素在瓦楞纸箱行业中的应用

标准化精益管理

纸箱厂的管理者可能关注以下方面：

l  企业目标

——整个市场

——细分市场

l  产品范围

l  寻求创新

l  投资政策

 

企业目标

一个大集团的企业目标能否达成，在很大程度上取决于其是否有能力将产品系列合理分配到旗下不同的每个工厂内。如果某个企业试图以其单个工厂满足所有的客户需求，那么企业目标就更难达成了，因此必须考虑细分市场。

 

各个工厂的产品范围

工厂对于生产范围的战略性决策决定了其所需的员工数量和设备种类。对一个工厂来说，“精益”的产品范围（精益产品）是实现高产量的前提条件。

 

产品结构的创新

产品结构的创新涉及新的产品生产技术的引入，诸如：

l  数据网络（工厂管理系统）

l  半自动或全自动产品生产流程

l  采购/投资新型设备，以更低的成本生产/加工高质量的纸板

 

目标：以最低的单位成本提供高质量的产品和可靠的服务，全方位满足客户的需求。

 

战略管理

战略管理包括以下内容：

l  了解客户需要

1  利润管理

1  数据处理

1  预防性质量保证

 

不断深入了解客户的需求

即：

l  在生产计划阶段与客户保持联系

l  通过客户与工厂之间的数据处理将生产状况告知客户

l  让销售部门了解生产情况以及已完成订单的运送计划

 

增值管理

一旦选择了某个产品系列，就有必要生产该系列内的一整套产品。

 

举例来说，如果某工厂选定加工50种等级的纸板，则其生产的所有订单都应位于这50种范围之内。同时，决策者必须决定工厂是否加工该范围内的所有产品。

 

通常，外购某些特定的耗材或者将某些特定的职能外包给专业承包商可以极大地节约成本并提高生产效率，诸如：

l  厂房维护工程的外包

l  印版采购

l  切割模具采购

l  设备维修服务外包

l  卡车运输的外包

 

生产管理

生产经理只有一位，全权负责指导整个生产过程。生产经理的工作由现代数据处理技术的支持(PMS模组，即厂房管理系统模组)。

 

在一个现代的瓦楞纸板厂内，数据的流通可以分为：

l  计划阶段

l  控制阶段

l  执行阶段

 

这三个阶段的数据都与管理系统以及客户/供应商（前文已有提及）相连接。

 

值得注意的是，如果不采用电子数据处理方式，则为：

l  客户订单

l  生产

l  计划

l  发货

 

这些工序所需的大量信息将耗费整整16张A4纸。

 

鉴于一个中型的工厂平均每天加工约100个订单，如果不使用电子数据处理方式，仅订单的处理就会耗费1，600张A4纸，而传递和处理这些文件也会占用很多时间。

 

事实充分说明了现代数据网络在今天的工厂中的重要作用。

 

预防性质量保证

从客户的角度出发考虑产品的质量，纸箱厂的概念就会从“产品出厂”转换成“产品进入”。客户只接受他认为高质量的产品；这和供应商所认为的优质出厂产品的质量标准不尽相同。产品的质量首先体现在它的外观上，即包装设计和包装结构。

 

预防性质量保证旨在避免生产中产生任何有缺陷产品，而不是纠正产品中已经出现的缺陷。

 

精益生产

纸箱厂的精益生产体现在以下区域：

l  原纸卷库存区；

l  瓦线；

l  优化纸板的输送

——工作进程缓存区

——加工区

——自动清废

——成品纸箱的存储

l  质量管理；

l  员工积极性。

 

精益管理理念意味着产品的生产和输送在以下前提下进行：

l  在有限的生产空间内

l  雇佣最少的员工

l  高产量

l  即时生产，及时送货

l  高质量

l  最低的成本

 

通过对日本、澳大利亚和美国工厂的数据以及生产理念的研究分析，我们了解到瓦楞纸箱行业可以通过多种途径达到较高的生产率。究竟哪种途径能百分百确保最大的经济效益，我们无法给出确定的答案，因为经济效益取决于每个工厂的成本因素。通过对单个工厂内某些区域的可测标准进行分析，可以指导精益生产在瓦楞纸板行业内的应用。

 

同时，工作进程缓存区、成品纸箱存储以及产量主要受到以下因素的影响：

l  细分市场

l  所生产的纸板等级种类

l  横切/堆码站点的数量

 

德国的纸箱厂生产的产品种类繁多，且厂内纸箱加工所占比例较高，导致其与同样规模的日本、美国厂家相比产量较低。

 

厂房各区域分析

a)    原纸卷库存区

在某些基础设施较为完善的国家，纸箱厂只需储备一周到一周半生产所需的原材料。这指的是那些主要使用再生纸的工厂。对于那些大量使用牛皮挂面纸的工厂来说，通常需储备三周到四周生产所需的纸卷量。

 

建议使用电脑管理系统对原纸卷的库存进行管理。

 

原纸卷储存的自动化操作在某些场合下比较有益，诸如，装配两条瓦线的工厂，其中至少一条瓦线配备单刀横切并且加工大量不同幅宽的纸张。

 

b)    瓦线加工区

瓦线是瓦楞纸箱厂的核心设备，决定着瓦楞纸板的质量：

l  纸板的平整度

l  纸板强度

l  整厂内实现最低的废品率

l  产能

 

 

投资于新型瓦线的工厂，其产率要比普通的工厂领先10年甚至更多的时间。

 

如今，一条现代化的瓦线湿部有以下特征：

l  单面机运行速度达400米/分钟，实现楞型的快速更换；

l  重型接纸机和原纸架以400米/分钟的速度运行，还配有先进的纸幅张力控制器；

l  预热器配有自动加热调节器以配合不同的纸板等级和生产速度；

l  自动天桥水平控制器和张力控制器；

l  自动订单切换——特别是在运行不同的纸板幅宽和等级时——包括自动纸卷装载和纸卷辅助准备；

l  粘箱机（单面机/双面机）在任何生产速度下都能提供均匀且适量的糊胶；

l  双面机为整个加工宽幅提供均匀一致的热量，并根据生产速度自动调节热量供应。

 

无挤压载荷系统可进行精细调整；

l  中央操作桌面配备显示器，对主要质量参数进行远程控制。

l  能够在正常运行速度下进行订单切换的现代干部设备配有以下部件：

——重型旋转剪切机，在启动或者进行传统订单切换时除去分层的纸板

——能够进行快速设置的灵活的纵切压痕机，并配有压痕头以匹配规定的产品等级

——第二个旋转剪切机和清废台，可以在订单切换时剪切纸板

——横切机和堆码，适用于全速订单切换下的操作，或者是速度为400米/分钟的重型纸板的加工

 

堆码必须十分整齐且平稳，这对于将纸板输送到工作进程缓存区以及进一步输送到加工区来说十分重要。

 

一条现代的瓦线更应配备软件模组，用于：

l  收集特定的生产数据；

l  停机时间的分析；

l  服务诊断系统，快速诊断并纠正由于电气/电子故障所引发的停机。

 

c)    工作进程缓存区

如前所述，工作进程缓存区的空间须根据横切和堆码站点的数量而定。

 

若要达到理想的纸板输送并进行订单数量的简易记录，一个半自动或全自动的工作进程缓存区是十分重要的。某些工厂使用两个到三个横切站点，因此需要对不能马上进行加工的部分订单进行编组。在这样的情况下，尤其需要工作进程缓存区。这主要是工厂加工的订单日趋增多所致。

 

如果可利用的空间较小(这通常也是老型厂房厂的实际情况)，则可以采用双层存储的方式增加工作进程缓存区的有效空间。同样，也可以通过建造中间楼层来增加空间，用以储存模具、印版、油墨调配和办公用品。

 

针对德国的产品结构，建议工作进程缓存区的容量为存储一个半到两个班产量。若有需要，可使用软件系统对该区域进行监视和控制。

 

如果工作进程区为半自动，则每个班次配备一名员工就可对该区域进行监控。

 

d)    加工区域

l  加工区域应分成标准纸箱的联动生产段以及模切纸板生产的模切段。后者还又分为平压平模切和圆压圆模切段。

l  从原则上讲，加工区域的面积应该视总体情况而定。也就是说，整个加工区的生产能力要比瓦线生产能力高出10%~15%。这样，工作进程缓存区的过载才能通过较高的加工能力得以补偿。

l  所有的加工机器都应配有自动预进纸机和码垛机，这样可以减少操作人员的数量。

l  软件模组收集加工机器的产量和/或机器的停机次数，以便控制生产效率。

l  几乎所有工厂都安装了从加工机器到自动压缩捆包机的自动输送系统，因此这一部分的技术水平都很高。

 

e)    成品纸箱存储区

成品纸箱存储区的大小同样取决于工厂的产品结构以及所在国家的基础设施。举例来说，在日本工厂模式下（单个横切和堆码站点），纸板等级较少，产品品种单一，只需一个小型的单块存储区即可，且该区域为手动操作。而在德国，瓦线多为双刀或者三刀横切，且模切纸板占很大一部分比例，所以需要一个大型的成品纸箱存储区域以做到纸板的优化和即时生产。德国境内的高产值工厂成品纸箱存储区都拥有3，000~5，000个托盘甚至更多。

 

一个现代的成品纸箱存储区由以下三部分组成：

l  特殊纸箱存储区

 

瓦线和加工设备的性能

	使用新技术以及产量增加的情况下
	瓦线总产率为26300平米时，3680时/年 ——总计废品率8.5%		Ca.	100,000平米
		——加工的纸板    平米/小时
联动线2,8	联动线2,2
联动线2,2				80,0 Mio DM
联动线1,6
圆压圆模切机2,0	圆压圆模切机2.8
平压平模切机1.6	加工同时储备纸板总量的15%
平压平模切机1.6

 

实行精益管理的工厂与普通工厂的人员配置比较

	使用新技术以及产量增加的情况下
		人/班	班次	总计	与普通工厂的不同之处
瓦线
联动线2.8
联动线2.2
联动线1.6
	1条联动线 2.2
圆压圆模切机2.2
	1台圆压圆模切机
	4色
	1台平压平模切机
平压平模切机1.6
平压平模切机1.6
共4位：操作员/安装员
捆包码垛员
模具/印版/工具
叉车
发货
纸卷仓储
管理员
维护员
缺席员工
小计
计划员 行政人员 销售员 管理人员
小计
总计

l  自动高架存储

l  自动发货

发货区由软件系统管理，可以优化发货计划和/或卡车装载安排。

 

若使用“厂房各区域分析”中所述的原则和技术，则瓦楞纸板加工厂的生产就能变得相当灵活，材料输送也相当顺利——这对于实现工厂的高生产率和良好的业绩来说是非常重要的。而如果缺少数据网络，这些则都无法实现。

 

在基础设施完善的国家，如果工厂生产的模切纸板和高质成品纸箱较多或者只生产纸板的话，成品产品的高层架式存储是比较有利的。这样工厂可以加工一些大批量的订单，在减少关键加工设备的设置时间的同时做到即时送货（与及时生产对应）。

 

f)     质量管理

客户希望收到质量一流的产品。纸箱厂可以通过采用以下措施满足客户的需要：

l  安装一流的生产机械并进行维护

l  定期进行员工培训，以便在没有监控的情况下也能生产出质量一流的产品

l  实施质量标准体系，如ISO 9001

l  通过团队工作以及与客户的信息沟通，工厂内的质量控制应确保产品质量的不断提高

 

质量就是生命，高品质始于良好的管理

 

g)    活跃的车间

精益生产还表现在以下几个方面：

LP=          学习过程

                生产员工的定期培训对精益生产来说十分必要。因此，LP还可以释意为：

LP=          长期的实践过程

                丰田集团用了整整25年才将精益生产理念灌输到每个员工心目中。

LP=          领导表率

                首先，只有管理人员致力于精益生产，所有员工才会真正以其为表率。

LP=          劳动力管理上的信息沟通过程。

确保生产员工与管理层之间的信息沟通。必须严肃对待员工遇到和提出的疑难问题，以及认真听取员工提出的各种建议。

LP=          联系过程

                客户也好，供应商也好，双方应就生产过程保持及时联系。

 

实施精益管理的未来如何？

若采用精益管理并使用最新技术，一家拥有140名员工、并实行两班制生产的工厂的净产值可以达到8800万平米~9000万平米。即可以达到前文所述640，000平米/人/年的目标。

 

工作进程缓存区的容量为可以存储两个班的产量，加工区的生产能力要比瓦线生产能力高出15%。

 

发货由往返车、来自加工区域或成品纸箱存储区的辊式输送系统自动完成。

 

结论

本章节使用大量实际数据对一些高产量的工厂进行了比较。

 

日本、澳大利亚和美国工厂的数据表明精益管理的出奇效果。本章第二部分所述的多种精益管理方法都已被运用到这些工厂中。通过应用精益管理理念以及开发新产品和控制技术，欧洲工厂也可以大大提高其生产率。