六西格玛的汽车零部件生产系统优化

摘要

　　近些年，随着我国经济的迅速发展，人民生活水平有了很大的提高，汽车成为日常代步工具，汽车需求量急剧攀升。为汽车零部件行业的发展提供了庞大的市场基础和良好的市场环境，同时也吸引着大量外资企业注入，汽车零部件企业间竞争加剧。如何提高企业竞争力，成为了我国汽车零部件企业生存和发展的关键，企业除了加强技术研发之外，对于生产管理模式的优化同样重要，因此生产管理模式成为了众多学者的研究焦点。

　　本文以 A 公司为例，对精益六西格玛管理模式的实施进行了研究。首先对国内外精益六西格玛相关理论现状进行了研究，详细阐述了精益生产和六西格玛两种管理方法的核心内容和工具，根据两种管理方法的整合研究现状，介绍了精益六西格玛管理理论及其实施流程。

　　其次，对 A 公司现状进行了研究，分析了 A 公司作为汽车零部件重点企业率先践行精益六西格玛管理的必要性。根据 A 公司当前生产系统管理现状，分析了实施精益六西格玛的可行性。

　　再次，按照精益六西格玛 DMAIC 流程在 A 公司实施精益六西格玛改善。分析客户声音和需求，确定出优先实施精益六西格玛的项目内容：针对离合器盖总成装配线，以提高生产效率、降低废品率为目标进行改善；综合利用价值流分析、流程分析、生产线平衡分析和失效模式分析等方法，找出导致生产效率低、废品率高的根本原因；应用程序分析、作业分析、快速换模、混合拉动系统等精益生产工具对生产系统进行优化，制定出了适合 A 公司的改进方案。

　　最后，利用 Flexsim 软件分别对改善前后的离合器盖总成装配线进行了仿真，对比分析仿真结果，生产效率明显提高，降低了不良品产生的可能性。期待本文能够为汽车零部件企业实施精益六西格玛提供借鉴和参考。

　　关键词：精益六西格玛汽车零部件 DMAIC 生产线平衡 Flexsim 仿真

Abstract

　　With the rapid development of our national economy, the standards of living have been improved greatly in recent years. The automobile becomes the people indispensable riding instead of walking tool.The increasing demand for automobiles provides a substantial market and a favorable market environment for automobile parts industry.At the same time, it also attracts a large number of foreign-funded enterprises, and the competition among automobile parts enterprises becomes fierce.How to improve the competitiveness of enterprises has become the key problem which could affect the subsistence and development ofautomobile parts enterprises.In addition to strengthening technology research, the optimization of production management mode is equally important.Therefore, the production management model has become the focus of many scholars.

　　This paper takes A company as an example to study the implementation of Lean Six Sigma. Firstly, this thesis reviewed researches on related issues done by experts and scholars home and abroad,introduces the nucleus and contentsof Lean Production and Six Sigma. According to current research on Lean Production and Six Sigma, the connotation and implementation process of Lean Six Sigma are pointed out.

　　Secondly,the present development situation ofautomobile parts industry and A Company are analyzed by some data, anddiscusses the necessity of applying Lean Six Sigma to A Company.It identifies the necessity of implementingLean Six Sigmabased on the current situation of production system management in A Company.

　　Thirdly,the whole project is administrated by Lean Six Sigma DMAIC procedures.Analysis of customer voice and requirements, determine the content of Lean Six Sigma project to improvetheproduction efficiency and reduce scrap rateof clutch cover assembly line. By using the methods of Value Stream Analysis, Process Analysis,Line Balanceand Failure Mode and Effects Analysis to find out the root cause of improvement.Optimize the production system with Lean Production tools such asProgram Analysis,Operation Analysis,SMED, mixed pull system and so on.

　　Finally,Flexsim software was used to simulate the clutch cover assembly line before and after improvement.The simulation results show that the production efficiency is improved obviously.The possibility of bad products is reduced. This proves that the improvement program is effective. It is expected that this paper will provide reference and reference for the implementation of Lean Six Sigma for automobile parts enterprises.

　　Key words: Lean Six Sigma Automobile parts DMAICLine balancing Flexsim simulation

　　在过去的十几年间，受全球政治、经济形势等因素的影响，众多行业的市场重心由欧美转向亚洲，汽车工业的发展也不例外，我国汽车市场成为全球汽车企业关注的焦点。为了实现汽车强国的战略目标，我国相继出台了一系列政策，扶持汽车行业的发展。在国家政策和良好经济形势的带动下，我国汽车工业的行业规模不断扩大，发展态势良好。汽车零部件行业位于汽车工业价值链的中游，是衔接上下游产业的重要环节，发展速度稳步攀升。

　　在汽车零部件行业高速发展的同时，汽车零部件企业也面临着多方面的挑战。

　　（1）竞争日趋激烈。国内巨大的整车市场和开放的投资环境吸引了许多国外汽车零部件巨头的目光，加上国内中小型汽车零部件企业的兴起，使得行业竞争呈现白热化状态。

　　（2）客户需求日益多样化。汽车产业用户群体庞大，顾客对产品的需求各不相同，为了适应客户，整车行业车型不断升级更新，对零部件的要求也随之变化，快速响应客户需求成为关键。

　　（3）质量要求高。产品质量是整车企业选择配套商时考虑的主要因素，且质量标准愈加严格。

　　（4）成本压力。随着原材料成本和劳动力成本的不断上涨，产品利润率变低，企业经营困难。当前，汽车零部件企业面临成本、质量和效率的重重考验。

　　为摆脱当前困局、提高企业竞争力，在外部环境优势不明显的情况下，我国汽车零部件制造商试图从内部生产管理系统中寻找突破点，引入先进的管理理念改革管理模式。许多汽车零部件企业开始实施推广精益生产和六西格管理方法，在短时间内取得了不错的效果，但是易出现反复的情况，生产系统不能及时的随市场需求的变化而变化，改善效果长期保持的难度较大。

　　因此，学者和企业将目光转移到精益六西格玛管理模式上来，一种综合了上述两种管理方法各自优势的先进管理模式。二十世纪九十年代，国外有近一半的制造企业采用精益六西格玛管理方法，并取得了不凡的成就。实践证明，精益六西格玛通过综合使用各种改进工具，达到改善业务流程、减少浪费和变异、提高产品质量、降低企业运营成本的目的，帮助汽车零部件企业快速响应客户多样化需求，提升顾客满意度，赢得行业竞争力。由此可见，有必要进行精益六西格玛在汽车零部件企业的应用研究。

　　（1）本文以汽车零部件企业为例，在充分分析了我国汽车零部件行业现状和 A公司现状的基础上，从 A 公司自身条件出发，实施精益六西格玛改进。研究中细化了精益六西格的实施进程和详细的工具应用，以期为 A 公司后续的改进项目提供参考，期望能对 A 公司顺利度过产业结构调整期有着重要理论意义。

　　（2）本文在制定精益六西格玛改善方案后，采用 Flexsim 仿真软件模拟优化。

　　因其模拟环境与生产环境有所不同，为避免差距明显影响结果，采用分别对改善前、后装配线进行仿真，对比分析两次仿真效果，以此来保证方案和验证过程的合理有效，避免因盲目实施改进方案带来的损失。愿本论文的研究成果同时也能为其他企业实施精益六西格玛管理提供借鉴和参考。精益生产和六西格玛管理是目前较常用的流程改进和质量管理方法，自提出以来一直受到广泛的关注。随着精益生产和六西格玛管理的推广和应用，两者整合后的管理方法，逐渐成为研究的重点。

　　国外对精益六西格玛的研究较早，在理论研究的同时，众多知名企业也在实践中实施精益六西格玛，已经积累了大量研究与应用成果，主要包括：

　　Michael L.George（2002）提出在有效结合精益生产、六西格玛的速度和质量优势的基础上，通过六西格玛流程的实施，缩短生产周期、保证准时交货率，以实现股东的最大价值[1]。Pojasek R B（2003）认为两者的结合应从系统的角度出发，对于不同企业，根据各自企业文化不同，在使用时六西格玛和精益生产方式和工具所占比重不同[2]。

　　David Drickhamer（2004）认为可以先使用精益生产来消除简单的变异，再使用六西格玛 DMAIC 流程改进复杂的变异[3]。在此观点中，精益六西格玛的实施流程不能将两种方法有效融合，应用时将精益生产和六西格玛分离开来，具有一定的局限性。Edward D.Arnheiter 和 JohnMaleyef（2005）认为精益生产和六西格玛管理都与全面质量管理（TQM）有联系，是用于质量和流程的改进方法，可以有效整合到一起[4]。在总结两种管理方法的不同之处和相同之处后，从共同点出发，进行有效整合。

　　六西格玛的汽车零部件生产系统仿真演示：

离合器盖总成装配线布局图

OP2 剔除异常值

极大似然估计概率图

Source参数设置

检测安装高度及分离指跳动工序参数设置

性能检测工序不合格品处理流程参数设置

不合格品处理流程参数设置

目录

　　摘要
　　Abstract
　　第 1 章绪论
　　　　1.1 研究背景和意义
　　　　　　1.1.1 研究背景
　　　　　　1.1.2 研究意义
　　　　1.2 国内外研究现状
　　　　　　1.2.1 国外研究现状
　　　　　　1.2.2 国内研究现状
　　　　1.3 论文的研究内容和技术路线
　　　　　　1.3.1 论文的研究内容
　　　　　　1.3.2 技术路线
　　　　1.4 本章小结
　　第 2 章精益六西格玛体系
　　　　2.1 精益生产
　　　　　　2.1.1 精益生产的起源与发展
　　　　　　2.1.2 精益生产的特点
　　　　　　2.1.3 精益生产的工具
　　　　2.2 六西格玛管理理论
　　　　　　2.2.1 六西格玛的起源与发展
　　　　　　2.2.2 六西格玛的内涵
　　　　　　2.2.3 六西格玛的实施流程
　　　　2.3 精益六西格玛理论
　　　　　　2.3.1 精益六西格玛的内涵
　　　　　　2.3.2 精益六西格玛的实施流程
　　　　2.4 本章小结
　　第 3 章 A 公司精益六西格玛改善研究
　　　　3.1 A 公司现状分析
　　　　　　3.1.1 A 公司简介
　　　　　　3.1.2 A 公司经营现状
　　　　　　3.1.3 A 公司精益六西格玛实施基础
　　　　3.2 定义阶段（D
　　　　　　3.2.1 确定顾客关键需求
　　　　　　3.2.2 确定项目范围
　　　　　　3.2.3 确定项目目标
　　　　3.3 测量阶段（M
　　　　　　3.3.1 测量工序工时
　　　　　　3.3.2 现状价值流图
　　　　　　3.3.3 工序废品率统计
　　　　3.4 分析阶段（A
　　　　　　3.4.1 产品工艺流程分析
　　　　　　3.4.2 生产线平衡分析
　　　　　　3.4.3 影响废品率的原因分析
　　　　3.5 改进阶段（I
　　　　　　3.5.1 工艺流程优化
　　　　　　3.5.2 生产线平衡优化
　　　　　　3.5.3 快速换模
　　　　　　3.5.4 员工多技能培训
　　　　　　3.5.5 规范性文件的制定与推广
　　　　　　3.5.6 防呆措施
　　　　　　3.5.7 混合拉动系统
　　　　3.6 控制阶段（C
　　　　3.7 本章小结
　　第 4 章基于 Flexsim 的生产系统仿真
　　　　4.1 Flexsim 软件介绍
　　　　4.2 改善前生产系统仿真
　　　　　　4.2.1 改善前生产系统仿真模型设计
　　　　　　4.2.2 模型可靠性验证
　　　　　　4.2.3 仿真运行结果分析
　　　　4.3 改善后生产系统仿真
　　　　　　4.3.1 改善后生产系统仿真模型设计
　　　　　　4.3.2 仿真运行结果分析
　　　　4.4 改善前后生产系统仿真结果对比与分析
　　　　4.5 本章小结
　　第 5 章总结与展望
　　　　5.1 全文总结
　　　　5.2 研究展望
　　致谢
　　参考文献
　　附录

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