如果一条生产线存在大量的停机时间或非生产时间,那么对企业来讲是没有什么效率可谈的。工厂管理人员应积极找出导致停机的主要原因,消除生产瓶颈,缩短非生产时间造成的浪费,这样才能提高效率,获取最大的利润。
Charles-Henri Mangin
总裁
CEERIS International
从生产效率的角度上讲,非生产时间完全是多余的,应当尽量缩短。如果PCB装配线上的工人只是坐着而没有在线路板上贴放元件,则意味着企业的成本上升而收入却没有增加。简单地说,非生产时间就是人员工时与实际工作(贴片)时间之差,这里的贴片时间根据高速贴片机(相对于速度较慢的高精度贴片机而言)实际贴片小时数来定。
通常工厂产能不可能得到百分之百利用,因为工作任务无法使设备与人员每周、每天或每小时都满负荷运转。除了需求波动外,场地也得满足客户要求,包括季末高峰和常常很难预料的需求增加,所以必须要有足够的产能和经过培训的员工以适应市场的变化。尽管对这种变化管理人员无能为力,但是缩短停工时间消除生产瓶颈却是管理层可以做得到的。
评测样本
按照上面提到的标准,我们选择了19家组装厂进行评测,其中包括12家合约电子制造商(CEM)和7家原始设备制造商(OEM),这些工厂每年组装约1,500万个线路板(PCA),总共用到近40亿个元器件。我们对其中100条表面安装生产线的性能进行了详细分析。
参加评测的OEM厂商按市场分,两个属于计算机,两个属于通信,三个属于仪表和工业控制领域,共计27条表面安装生产线。OEM的运营模式是将组装外包,但把大量OEM合作厂商都算进来进行评估会使评测工作变得复杂,通过比较只对参加CEM厂商的72条表面安装生产线进行统计。平均算起来,CEM一条生产线每年装配3,700万个元件,而OEM每年要装配3,900万个元件。
在组装规模上,19家工厂分布如下:7家中型企业(年装配元件不到1亿个)和12家大型企业(每年超过1亿个元件)；大企业中有一家每年装配10亿个元件,另有一家装配将近20亿个元件,不过后者只对几条选做为代表的生产线统计其实际装配数量。
总而言之,所选样本在业界具有相当代表性,而且比较倾向于大型CEM。除了一家中型和一家小型企业之外,其他CEM都是世界上非常大并且非常有名的,这些公司的表现已成为全球业界的楷模。
停工时间
样本中100条表面安装生产线的非生产时间平均占人员工时48%,相当于高速自动贴片机平均只用52%的时间贴放元件。这个平均数并不是世界一流水平,但是考虑到参与这项评估的企业,这个数字也显示了业界领先企业的实际状况,它清楚地表明还可以进行改进。对所有生产线来讲,在大产量多品种情况下,非生产时间最佳比例应低于35%,参与这次评测中表现最好的企业可以实现这个目标。
造成停工有三个主要原因,分别是新生产准备(21%)、元件短缺(18%)以及设备的计划外维护(18%)(表1)。这三种停工加起来占总停工时间近60%,但通过完善的管理可将其大幅度减少。
新生产准备应是一个近乎透明的活动,其中生产线准备可以在前一批最后几块电路板装配的同时进行(这样生产线准备时贴片中断不会超过15～30分钟),然后对新生产的第一块电路板立刻进行在线测试(ICT)以确认设置正确,这也是流水线组装的优点之一。
要在一条有四五台机器的典型表面安装生产线上进行快速设置需要有良好的操作规程、训练有素的人员并且有效利用车间人力资源,没有昂贵的设备时是需要这样做的。在两条共有五六台贴片机的生产线上,设置一块新电路板可能会中断生产时间1～1.5小时。
材料短缺常常有一部分是外部因素引起,工厂管理人员对此也无能为力,如交货延迟、元件还在分发中或者客户很晚了才下很急的定单等。假设采购部门运作正常,那么部件短缺就可能是库存不准确造成(如果仓库管理不严格的话),进货发货数量点错、部件编号标签打错、物料资源规划(MRP)/企业资源规划(ERP)系统输入错误以及位置放错等等都是仓库造成部件短缺的常见原因,这种元器件短缺不能通过增加库存量及相应减少每年库存周转数解决。由于部件短缺是造成停工的一个主要原因,因此管理人员必须详细研究此类问题的根源。
设备计划外维护造成的停工比预计要长,从评测样本来看,世界级水平是4%,这是对三个大批量和两个多品种生产企业的停工时间统计后得出的,对每周运转120～140小时的设备进行全面预防性保养可以把计划外维护造成的停工时间减少到人员工时的3%以下。
生产瓶颈
除了停工时间,还有一个因素会降低生产线效率,即工厂内部和装配线上的瓶颈。厂内瓶颈将使生产放慢或中断,装配线瓶颈则是由于最慢的工序导致其它工位空闲。产能往往取决于最慢的工位。
拿评测的19个工厂来说,最常见的瓶颈包括有高精度贴片机(32%)、大容量贴片机(21%)以及ICT与功能测试(分别占16%)(表2)。在工厂内有53%的参与企业认为贴片是最常见的瓶颈,其中高精度贴片机被CEM列为最大的瓶颈(42%),而29%的OEM厂商则认为是大容量贴片机和ICT。
在生产线上增加一台贴片机能解决瓶颈问题加大产量,这种做法可增高产能,并提供更多供料位置使生产线更加平衡,同时又不会增加生产管理的复杂程度。问题是在生产率达到每个PCA 2～2.5分钟时,测试通常又会成为厂内瓶颈,参加评测的工厂有32%将ICT和功能测试列为其主要瓶颈。
本文结论
在考虑工厂生产率时,生产线效率是一个有意义的衡量标准,测算非生产时间是一种非常有用的方法。PCA制造商都应充分认识到,表面安装生产线平均起来有48%的人员工时没有用在元器件的贴放上,生产线效率存在着极大的提升空间。
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