油烟机集烟罩周转器具需求模型的优化研究

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摘要：周转器具是企业在生产现场或仓库中用以存放生产物料或工具的主要装置，周转器具设计得是否合理、适用，在很大程度上影响着企业生产现场作业环境以及物流的正常进行。电器一厂是方太供应链集团生产制造的支柱工厂，油烟机是该厂的支柱产品。本次研究以油烟机产品中的塔形机集烟罩周转器具为研究对象，建立周转器具需求模型的雏形，进而优化模型，使之符合生产需求，用于指导工厂物流周转。

关键词：生产物流、周转器具、需求模型

一、研究的背景和意义

方太供应链集团本着“专注品质、全员革新、数字导向、财务运营”的十六字方针，致力于建立一家最具品质竞争力的厨电企业，作为方太供应链集团重要工厂之一的电器一厂自然是重任在肩。为此，电器一厂长期专注于产品品质，并积累用于质量提高的各类制造技术。

然而，周转器具问题一直困扰电器一厂各车间多年，因此带来的质量投诉也愈来愈多。为减少顾客投诉、降低产品损失，电器一厂决定制定物料周转器具使用规范，并按照生产计划设计器具的需求模型，通过多次试验，选择最合理的模型作为生产投料、器具投放的依据，从而降低因周转器具使用混乱所带来的负面影响。

周转器具是企业在生产现场或仓库中用以存放生产对象或工具的各种装置，是生产过程中每一个环节所不能缺少的。在生产现场管理中，周转器具设计得是否合理、适用，在很大程度上影响着企业生产现场作业环境以及物流的正常进行，对保证产品质量、提高工作效率、实施科学管理、保证安全生产、改善作业环境、促进文明生产都具有重要作用。

本文以油烟机中的关键物料集烟罩为研究对象，通过研究集烟罩的外观、结构、工艺要求、质量要求等因素，设计出通用台车，进一步研究工厂生产计划与各车间分解生产计划，再根据两种不同的生产模式——拉式生产和推式生产，找出一定的规律性，从而得出集烟罩的周转器具需求模型。最后将得出的模型通过生产实践验证，找出最符合现状能力的需求模型，以供生产参考。

二、集烟罩物料的周转现状

集烟罩是油烟机的关键零部件之一，采用不锈钢板或冷轧薄钢板表面喷塑处理而成，主要功能是利用其罩类外形有效集烟，以供油烟机的风机系统将油烟抽排干净。下面着重分析集烟罩物料的周转现状，为建立周转器具需求模型提供参考。

1.前工序的周转现状

前工序包括冲制车间、精加工车间、涂装车间。冲制车间为投料车间，集烟罩在冲制车间的生产流程一般为：下料-拉伸-切边冲孔-整形-切边-冲孔-压台阶-折弯-折弯1-折弯2-折弯3-检验-撕膜。集烟罩生产通常有十几道工序，涉及几十台冲压机，在工序内周转频率非常高，且通常是通过托盘周转，库存问题较为严重。冲制车间集烟罩库存现场见图1。

2.组装车间的周转现状

集烟罩在完成所有前工序的生产加工后，流通到组装车间，安装好面贴、开关后，就会进入装配线，最终装配成成品油烟机。粘胶的工艺要求决定了粘胶完成后需要固化12～24小时，由此带来的库存问题也很严重。组装线边仓库集烟罩库存现场见图2。

3.周转现状带来的问题

通过上面的分析可以得知，集烟罩的库存量较为严重，每天的库存量可以满足70%以上的当周需求。那么，如此多的库存会带来什么问题？由表1、表2可以看出：

（1）集烟罩的标准台车使用率很低，只有66%的标准台车被用来周转集烟罩。

（2）集烟罩库存中只有84%是用标准台车周转的，其余16%是非标台车周转，对物料质量带来极大隐患。

（3）在装载集烟罩的标准台车中，只有59%的台车是完全满载的。

三、集烟罩周转器具需求模型的探索

1.需求模型建立的原理

（1）组装生产需求计划

组装生产计划是依据计划物流部每月下发的月度要货计划以及每周修订的精细要货计划，来编制的两周组装生产计划，是用于指导电器一厂整个生产进度计划的总依据，一般提前一周下发。组装生产计划下发后，电器-厂生产、技术、采购等部门会一一确认计划的可完成性，确认后将严格按计划执行，并积极解决生产过程中的各种问题，满足交付需求。

（2）前工序生产计划与实际生产分析

前工序生产计划是依据组装生产计划生成的车间分解计划，生成依据是计划量、经济生产批量、设备瓶颈、人员瓶颈、提前期、生产周期等，各车间根据自身要素制定一份分解生产计划，用于指导车间生产交付。生产丁艺的倒推演绎为：组装一部装一涂装一精加工一冲制，分解计划越往前推，其影响因素就越多，进而分解计划的执行率就越低。而实际情况也往往如此。涂装能严格按照组装计划需求交付零部件，交付数量会稍有盈余；精加工往往会提前生产，累积库存以淡化前后端不确定因素的影响；冲制往往是按照自己的最佳经济批量投产，与分解计划的相关性较小。

（3）器具需求模型的逻辑原理

器具需求计划是与车间分解计划一一对应的，结合相关包装标准对车间分解计划进行配套，则能得出器具的净需求计划；人们的意识里会有一种反向的推理逻辑，根据前工序各车间的最佳生产批量和组装计划组合出一份器具需求计划。这两种逻辑的思路是反向的。

a.拉动式器具需求模型逻辑。按照该逻辑，我们能依据组装生产计划倒推出各车间的分解生产计划和器具需求计划，并按计算量进行器具投放。优点：器具需求量的计算结果为各车间生产所需器具的净需求，不考虑各车间自身的因素，严格按需求要货，不做库存。缺点：按该逻辑计算出的需求量投放器具，在实际生产中完全不能满足生产需要，会造成停线、待工的情形。机动性差。见图3。

b.推动式器具需求模型逻辑。见表3。按照表3的逻辑，只需要填入各车间自身的生产性数据，即可得出器具需求量，按该计算方式投放器具。优点：计算逻辑是以各车间为中心，计算出的器具需求量会满足车间生产的需要，方便车间按标准周转。缺点：按此逻辑计算出的器具需求量会大于组装生产计划所需物料的必要周转器具，会占用大量暂放区面积，多余库存会带来其他系统性的影响。

2.冲制车间的需求模型建立

综合以上两种逻辑的优缺点，我们要计算出适合电器一厂生产模式的必要器具需求量，使器具投放量合适，为生产物流顺利运作服务，并且使周转器具日常管理自主有效运作。这需要结合一厂各车间的生产性数据、组装生产计划的大数据，分析出潜藏在大数据中的规律，并运用这些规律找出更加合理的计算公式。接下来我们讨论如何寻找数据、分析数据、找出规律，最终总结归纳出公式。

根据公式，将各项参数代入，即可计算出冲制车间的器具需求量。

3.涂装车间的需求模型建立

涂装车间以生产冷板类集烟罩为主要产品，车间的生产工艺特殊性是涂装流水线的流动周期，喷粉老线为2.5小时，喷漆老线为4小时，喷粉新线为1.5小时，喷漆新线为2小时。因此，我们认为涂装无自身瓶颈，可以实现按组装计划需求交付。

4.综合模型的建立

综合各车间的生产加工需求、加工提前期两个因素，我们用180日均产量作为自变量，得出如下公式：

其中，x₁为冲制车间不锈钢集烟罩的日生产量，σ₁为冲制不锈钢集烟罩的合格率；x₂为冲制车间冷板集烟罩的日生产量，σ₂为冲制冷板集烟罩的合格率；x₃为涂装车间集烟罩的日生产量，σ₃为涂装集烟罩的合格率。

由上述公式所求器具需求量的原理是，将各车间集烟罩的每日生产量平均化，通过生产量的平均值计算器具需求量，因此计算结果为器具需求量的平均值，用来作为器具投放依据是不科学的。用什么样的数据才能真实反映生产状态的波动情况呢？通过观察自制件仓库库存数据可以看出，每天的库存量总要比需求量多，且多出的比例值相对稳定。那么，可以求出这个比例，用这个数据来反映真实生产状态的波动情况。下面进行验证。

工厂仓库的库存物料通常可以分为两大类，即当日组装需求物料和安全库存物料。我们定义：超出1天需求的物料库存是为弥补车间生产能力不足而设置的安全库存，其与总库存的比率为安全库存率，用α表示；1天需求内的物料是正常生产需要的物料，为有效库存，其与总库存的比率称为有效库存率，用β表示。α、β的计算公式如下：通常情况下，α+β=1。

将安全库存率α与β作为衡量生产波动的参数，放人器具需求模型的公式，我们得出以下公式：

将各车间实际生产中的x₁、σ₁，x₂、σ₂，x₃，σ₃，α、β代入上述公式，求得y，即为器具需求总量，从公式中提取Y₁*2/β即为冲制不锈钢器具需求量，Y₂*1/β即为冲制冷板器具需求量，Y₁*1/β即为涂装冷板器具需求量。

公式的合理性需要通过实际生产应用的验证，经计算历史数据验证，发现两个问题：一是现有器具不足，二是生产过程异常复杂。为解决这两个问题，各车间会放大生产库存，而库存的增加又会带来其他的一系列问题。

通过验证后，我们将综合模型确定为电器一厂集烟罩器具需求模型。模型解决问题的前提是，生产顺畅，基本无不可控因素的影响。如出现设备故障、模具损坏、重大质量事故、流水线重大异常、系统异常、计划临时变动、供应商问题等不可控因素时，想要用模型来解决这些问题是不可行的。

四、结论

本文分析了油烟机关键部件集烟罩在各车间的工艺、生产状况，以及各车间自身的生产能力、存在瓶颈等，通过数据分析，还原了集烟罩在电器一厂周转的问题及带来的质量影响。

我们用两种逻辑来推理器具需求模型，一种是拉式生产模式，一种是推式生产模式，两种逻辑各有优缺点。综合电器一厂的生产能力现状，通过对各车间的生产大数据分析，最终决定采用综合模式来确定器具需求模型。经过验证，综合模型具有一定的合理性，计算出的器具需求量能够指导日常正常生产。

本文的成果是在总结经验的基础上，归纳数据规律而得到的模型。在实际应用中，模型或许不能解决所有的周转问题，因此对模型的优化也是持续性的工作。