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工业工程在福特汽车公司汽车饰件厂 刊发于《工业工程与管理》 1999年01期 价值工程杂志社,丛林编辑整理

工业工程在福特汽车公司汽车饰件厂

IE in Automotive Trim PIants of Ford Motor Company

冯永平

    摘要根据作者在福特汽车公司的培训经历,介绍了工业工程在福特汽车公司所属的几家

汽车塑料饰件厂的应用现状。

    关键词工业工程  福特  工时    劳动力

    Abstract  In this paperthe status quo of application of IE in a number of Automotive Trim

 Plants of Ford Motor Company is introduced based on the authors training experience in Ford Motor Company

    Key words  IE    Ford  labor  hour  manpower

    1996729日至1029日,我们工业工程培训小组一行两人在福特汽车公司汽车零部件总部所属的几家汽车塑料饰件生产厂接受了为期三个月的培训,其中在Utica(以生产汽车保险杠、门内板为主)学习了六周,Chesterfield(以生产汽车座椅为主)三周,SalineMilan(分别生产仪表板和保险杠)各一周。我们的培训以工业工程为主。同时涉及其他一些同我们平时工作相关的内容,如生产统计、模具验证、生产成本分析、生产计划保障等等。这次培训使我们有机会看到和学到工业工程在Ford的一些应用情况。

1IE部门的组织结构

    Ford汽车零部件总部各塑料饰件厂工业工程部门的组织结构的情况不尽相同。从横向比较看,Utica厂工业工程分两部分,一部分是中心工业工程部门,它负责全厂性与工业工程相关的工作以及就有关事宜同总部联系;另一部分是分布在各生产区域的工业工程部门,他们主要负责本区域的工业工程工作。Chesterfield厂和Milan厂只有中心工业工程科,没有分散在各区域的工业工程部门。那里,不同的工业工程师负责不同产品,同时兼一些具有共性的工作。Saline厂相反,它的工业工程职能分散在各个区域,没有中心工业工程部门。再从纵向看,Utica厂的中心工业工程属于计划保障部,区域工业工程师归各区域技术支持这条线;Chesterfield厂工业工程科属前期制造工程部;Milan厂属技术服务部;而Saline厂各区域工业工程师分属区域技术支持这条线。

    从以上比较可以看出,虽然工业工程的组织机构每个厂不尽相同,但他们都是根据本厂生产和管理的具体特点,以最大发挥工业工程作用为原则设置的。以Utica厂为例,他们的特点是产品多,工艺差别大,许多年以前他们只有中心工业工程部门,工业工程师集中在一起工作,这样他们全面了解实际生产情况的机会就不是很多,因此提出的一些方案往往得不到各区域认同,工作效率不是很高。后来,他们进行了调整,把部分工业工程师分散到各区域,归区域技术这条线,侧重于生产中与工业工程有关的工作;由于归各区域领导,他们更接近实际,因而很多问题变得比较容易协调;而另一部分留下来的工业工程师则主要负责全厂性及新车型的有关工业工程方面的工作。Chesterfield厂和Milan厂由于产品品种及工艺均比较单一,他们的技术支持功能集中在一个部门,而不象UticaSaline分散在各制造区域,因此工业工程部门也集中设置。

2  工业工程部门的主要工作

21  新、老产品工时的制定和修正

    科学、合理地制定工时是每一位工业工程师的重要工作之一,因为正确反映生产实际情况的工时是当前劳动力需求测算及今后劳动力配置预测的基础;而劳动力需求量又是最敏感的成本因素之一,同时工时又是支付工人劳动的重要基础,因此各厂工业工程师均很重视这项工作。

211  工时组成

    从工时的组成看,在他们那儿,工时不但包括直接用于生产的那部分时间,同时也考虑一些必要的辅助时间,并且在工会合同里明确其具体内容。比如Utica厂就规定工时里应包括的辅助时间有:日常调整和保养设备的时间;调换原料和工具的时间;搬运原料和产品的时间;记录数据的时间;必要的生理需要时间等。并且在各产品的工时表中明确反映出与这些内容相关的时间,使大家一目了然。

212  工时制定

    从工时的制定方法看,经过几十年的发展,他们已经形成一整套相互支持和补充的工时制定手段,其中时间研究是基础,它是每位工业工程师必须掌握的工作方法。在一项新产品正式投产前或某老产品的工艺和操作方式发生变化后,工业工程师一般要对有关产品的生产过程进行时间研究,以确定新的工时。他们首先要从产品工程师那里获取有关的工艺文件,以了解具体的工艺特点和过程,然后在要测定的工位确定一位代表平均技能水平的工人,通知工会对此人的操作进行测量的具体时间,工会再通知此人,得到认可后,工业工程师才可在规定时间内进行工作。在进行时间研究的过程中。工人该做什么就做什么,一般都比较合作,当然,有些工人的动作可能偏快,而另一些可能偏慢。工业工程师都接受过判断操作速度的训练,他们可以根据自己的判断,在实测结果前乘个系数加以修正。一般情况下,一旦秒表开始计时,就不停止,记录下操作工所有工作和非工作事件的时间间隔,并且规定,在时间研究中,主要操作动作应至少重复测20次。然后工业工程师对记录结果进行分类分析,再参照有关资料,得到这一岗位的初定工时,接下来同有关车间的总监和工人交换意见,达成一致后工时便成立。这几家厂都明文规定禁止用摄像机进行时间研究。

    时间研究是制定工时最普遍和基本的方法,除此之外他们还利用标准动作分析作为补充方法。我们知道.无论一个动作多么复杂,它都可以分解成一些基本动作元素分析,这些基本动作元素所花费的时间是相对恒定的,通过动作元素分析同样可以得出某操作的时间。美国有关工业协会和Ford公司都发表过一些美国平均公民基本动作元素所用时间的资料,Ford委托有关公司开发了相应的模拟分析软件,工业工程师只须对所研究的对象的动作进行分解,再根据公司历史积累资料和生产现状,输入有关参数,电脑就会根据这些条件得出某操作所用时间。这一结果可以作为时间研究的补充。

    制定工时还有一种比较普遍应用的方法,那就是历史资料参考法。应该说Ford汽车零部件总部下属各饰件厂的生产都是比较专业化的,同一厂里产品大同小异,多数新产品也不外乎在老产品基础上略作改进,所有工艺、设备、原料和老产品相差无几,真正意义上的全新产品很少。经过这么多年的积累,他们已经拥有一整套完整的工时资料,在制定新产品工时特别是试用工时时,工业工程师往往只对发生变化部分的操作时间进行研究,而其余部分

的操作时间就参照老产品,这样可以减少很多重复劳动,但它对历史资料的完整性和准确性提出了很高的要求,而这方面他们做得相当好。

    以上介绍的几种制定工时的方法相互支持,相互补充,工业工程师根据不同情况和目的采用不同方法,力求客观真实地反映实际生产情况。

213工时修订

    再看工时的修订。一般来说,某产品的工时一旦制定出来就不再变化,除非有工艺或操作方法方面的改变。对于这些厂来说,整个新产品开发过程延续近三年,并且有相当严密完整的开发计划,产品工程师可以最大程度地使产品工艺科学、设备稳定、布局合理、工位器具方便有效。在此基础上,工业工程师有足够时间应用上面所提的方法进行测量、分析、比较、研究以确定最终的工时。根据学习曲线理论,随着时间推移,工人熟练程度将不断提高,工时会越来越松,但在Ford这不能成为压缩工时的理由,所以我们有时可以看到他们那儿有些工人的作业率并不高。在这种情况下,为了提高劳动生产率,工程师们必须不断地从生产工艺、操作方法等方面实施改进,这也为重新核定工时找到理由。所以不是每个工人都欢迎改进的。

    另一种可以修改工时的情况是基于工人的抱怨。美国汽车工人工会即UAW在公司各项政策的制定和执行过程中起相当重要的作用。在我们培训的几个厂里,80%以上的工人都参加工会,工会是工人反映各类问题的重要场所。在生产中,如果工人认为工时太紧或工作后经常感到身体某部分不适,经过医疗部门确认是由工作引起的,他们就可以通过一定程序向工会抱怨。工会和工业工程师讨论原因,如属工时太紧,就要重新核定;如属操作方法不科学,有关工程师就要改进;如属工人本身操作不当,就要纠正。

    由上述情况可以看出,在Ford的工厂里,工时的内容、制定、修改都已形成一整套较科学可行的方法,它们保证了此项工作的规范性。

22劳动力配置及生产能力研究

    劳动力的科学合理配置及生产线能力研究是工业工程师的又一项重要职责。他们的劳动力分为薪水工和小时工,小时工又分为定额小时工和无定额小时工,工业工程师主要研究定额小时工的配置及能力。Ford汽车零部件总部下属工厂工人的福利待遇在美国制造业里是有竞争力的,因此那儿的劳动力成本相对较高,这为合理配置劳动力提出了很高要求;生产任务经常性的波动又为合理使用劳动力带来一定困难;而工会的存在又限制了用工的灵活性,因此做好这项工作有相当的难度。

221新产品的劳动力配置

    对于新产品的劳动力需求,工业工程师主要考虑以下因素:产品工程师提供的工艺流程;设备工程师提供的有关设备资料;材料运送工程师提供的布局和材料运输工艺;工业工程师自己对每道工序进行的时间研究,再加上各类相关的历史资料等等,在此基础上制定出这条生产线的直接劳动力分布及能力。在这一过程中他们要分析出第一和第二瓶颈所在,并且给出各道工序劳动力的作业率,同时和有关工程师一道合理调整,尽量使生产线上每个工位负荷均衡饱满,布局合理有效,然后通过参考类似生产情况、同生产部门协商以及根据预算计划等方法,给出材料及成品运送、修补、机动等辅助性岗位的人数,这样就得到一条生产线的人力配置。

    在新产品试制投产过程中,各相关工程师组成团队,共同配合解决遇到的问题,劳动力配置也是如此。要制定出合理的人力配置,工业工程师离不开他人的支持。同时在制定生产线人力计划时,考虑到实际生产中任务的波动性,工业工程师要使这一计划具有一定的灵活性,因此,通常他们在给出一种基本的、适应平均条件的人力配置的同时,通过改变每班的生产时间、调整生产线的节拍(主要是装配线)、增减机动工人数等方法,给出一系列不同生产能力的人力配置模式供生产部门针对不同条件选择。在制定人力计划的过程中,工业工程师还经常借助电脑软件,输入必要的参数和现有的基本条件,它就可以推荐出不同的人力配置、人工利用率、产量、工位器具需求数量等信息。最终的人力需求计划由管理层批准,如要招聘,由劳资关系部门根据要求实施。

222劳动力内部调配

    对于老产品,劳动力配置一旦确定,人数一般不会改变,但现有生产中各类不确定的影响因素很多,Ford尽管发达,也不免遇到任务波动、设备运行不正常、原材料质量差等问题,所以在实际生产中劳动力的安排具有很大的可变性。每天生产人员的安排由车间或生产线总监具体负责,工业工程师协助并提建议,对不合理的人力配置提出修改意见,尽量使每个工人做足8小时。由于Ford汽车零部件总部各厂产品属于专业化生产,同一厂内基本生产同类产品,差别仅在车型的不同,产品的生产工艺大同小异,这便于根据实际需要在生产线之间灵活调整劳动力。但劳动力的调配有一定原则,这些厂的工人都按工作内容和技术难度分类,各类人的工资有一定差别,按工会合同,只有同类的工人才可相互流动,同时对某个工人离开自己基本岗位的时间有限制,例如高级别类的工人可以做低级别类工人的工作,但拿高级别的工资等等,这方面有相当详细的规定,这样就从制度上保证了此项工作的顺利进行。有时,一个班多出一点时间,车间总监会安排这些工人清理场地,保养设备或参与修补由于自己工序造成缺陷的产品等,尽量使工人做足时间。如果出现总体上的任务不足,工厂就要安排部分人员暂时回家。在人选方面要同时考虑资历和机会平均等方面的因素,待工期间拿95%工资,这工资部分由工厂出。部分由政府出;关于待工,工厂和工会也有具体协议。但要从根本上吸纳富余人员,只有不断开发新产品,所以我们看到Utica厂除生产原有门内板、保险杠类产品外,还准备开发仪表板。工厂管理层要以最小的投入取得最大的效益,而工会要促使工厂保证工人有充分和平等的工作机会,这两者之间要达到一种平衡,这一点很重要,所以工业工程师的工作就有一定难度。要作好劳动力配置工作,一方面他们要对影响用人的各个环节熟悉,另一方面要在不违反各种规定、政策的前提下同生产部门一道,

提出合理的人力配置计划。

    对劳动力使用情况的及时跟踪和反馈很大程度上保证了用人的合理性。由于美国劳动力成本很高,加上工会的存在,工人一旦进了Ford就很难被解雇,除非犯了非常重大错误如犯法,因此他们在用人上很谨慎,宁愿采取加班的方式解决人力短缺(他们的最大能力预算一般是按每周工作5天、每天做两个8小时班、每3个周六加28小时班来制定的),也不愿人多出来。为了对各区域劳动力使用情况有个全面了解,各厂每周都要召开有厂长、各部门负责人、区域经理、车间总监、财务人员、有关工程师及工业工程师参加的成本分析会,会上的一个重要议题就是分析比较上周各区域、生产线实际支付的劳动力、按完成工时折算应该使用的劳动力以及按预算应该使用的劳动力之间的差别。这些一般由工业工程师提供差异原因的分析材料,车间总监和有关人员共同解释,并就存在的问题提出整改措施,滚动跟踪。工厂管理层将此项工作作为考核有关领导业绩的重要内容,这样从制度上促使各部门在用人上把紧关。在每年的预算中,总部均要下达减人指标,各厂必须制定具体实施计划并完成它。

223其他人员配置

    对于无定额小时工的配置,有些厂曾经归工业工程部门负责,但现在这已不是他们的主要工作。对于间接工一般是在制定预算时,财务部门根据历史资料对不同工种人员的配置给出一个比例,各用人部门再根据业务计划对此修正,最终讨论得出结论。但许多厂从每年的分析发现,对无定额小时工支付的成本增长最快。在过去20年里,根据美国工业工程协会的统计,劳动力总体增长18.6%,直接工减少9.4%,而间接工却增长54.7%,所以他们决定加强这方面的控制。象Utica厂,曾请有关专业公司对其检验工的工作进行了类似定额小时工的时间研究,这对合理配置检验工提供了很好的参考;Chesterfield厂的工业工程科也打算开展这方面的工作。关于薪水工的配置,基本是由总部根据现状和业务计划订出,厂里只能在这个框架下讨论他们的具体分布。

224生产能力研究

    在工业工程师进行人力配置同时,他们也进行,生产能力研究,以了解正常条件下实际可利用的生产时间是多少,设备负荷情况如何,从而可以得到在不同,生产运行模式下,每班或每年的能力产量及设备需求量。作进行有效时间分析时,他们对影响生产的因素研究得很细,主要包括停机损失、废品损失、用餐及休息损失、车型更换损失和其他损失。停机损失主要包括各类故障停机,这个值不同产品差别很大,例如门板在3%左右,某些车型的保险杠油漆线可达10%,而有些产品接近零;废品损失也是如此,一般在3%~5%之间;关于用餐时间,如果生产线没有配机动工,每班则有20分钟,根据工会协议每班另有44分钟的休息时间;车型更换方面涉及换模、换色、模具调试等等,一般有20分钟左右。其他项目里面包括一些杂七杂八的内容,如为客户服务等,一般在1%左右。应该说明的是,他们在考虑这些损失(除用餐及休息时间)时不是所有生产线采用同一内容和标准,而是通过对各线的有关历史资料进行统计分析,得出此线的有关参数,所以对于门板的总损失时间比例从7%到27%不等。在此基础上对各产品分别进行能力分析、人力配置、班次安排、设备负荷计算就比较接近实际情况,因而就更有参考价值。

23制定区域的劳动力和管理费预算以及实施预算规定的劳动力节约计划

    每年910月各厂制定下年的预算,其中的劳动力和管理费预算由各生产区域制定。对区域里有工业工程职能的厂,则由工业工程师牵头这项工作,同时与有关领导和工程师讨论决定。劳动力和管理费预算包括直接人工、间接人工、薪水工、间接材料、废品、燃料和公用设施及其他等7个项目所涉及到的费用。在制定过程中,他们首先以上一年各项目的结果作为基础,然后考虑下一预算年的品种产量变化、新产品设计投产、业务转移等影响因素,得到调整后预算,在此基础上再减去上级下达的节约计划便得到新的预算。新预算包括厂、区域、生产线三级,层层包容。在这些项目中,薪水工人数和总节约金额数是由总部决定的,厂里只能调整他们的分布;对于节约金额,区域得到自己的份额后决定它在7个项目中的分配,他们的原则是上年完成好的,来年指标就低,上年完成差的,来年要加码,以促使目标

的完成。其他几项,工业工程师要同区域经理、各总监、有关工程师反复讨论,最后定稿。

    预算一旦制定出来,他们就严格执行并跟踪。很多区域都定期公布劳动力、原材料实际使用情况同预算之间比较的结果,并分析差异。针对预算中的材料和劳动力节约目标,区域里相关的薪水工讨论制定出详细实施计划,包括实施项目、所需投资、可节约资金、实施人、完成时问等,并每户跟踪。这一计划可不断增加内容。工业工程师主要负责其中的劳动力节约计划的制定和实施,他们多采用调整设备节拍、改善操作工具及工位器具、调整布局、并岗等方法。这实际上是各厂不断改进计划的一个组成部分。Ford很重视不断改进,每个人都与此相关,他们有各种形式的改进活动组织,CIRS(即不断改进系统)是其中之一。为了使这项工作落到实处,他们制定了一套相当完善的不断改进系统工作指南,要求各下属单位参照执行。指南详细规定了如何提改进建议、向谁提、如何评估建议包括简单的财务分析、如何实施建议、如何评价建议的效果以及如何奖励,它简单明了具有一定的可操作性。为了保

证这项工作持续开展,各厂都成立了许多车间和部两个层次的不断改进支持小组,工业工程师是其中的重要成员,他们的作用就是帮助提建议者、评估建议、协调实施建议。任何人都可就与自己工作直接或间接相关的不合理之处提出改进建议,年终公司将根据实施情况进行奖评。

    以上是我们所了解的各厂工业工程的主要工作。除此之外他们的工作还涉及诸如瓶颈分析(Theory of Constrain)、长期人力计划、新产品成本分析等,各厂侧重不尽相同,这与他们的组织机构及职能划分有关,其中瓶颈分析是他们近几年开始普遍推行的一项与工作工程密切相关的工作。与此配套,开发了许多相关的分析软件,如WitnessSimul8等,通过电脑模似复杂的实际生产情况,找出影响生产的关键因素,给出最佳行动方案。可以说电脑已

经是工业工程师不可缺少的助手。

    这里要说明两点。第一,关于新、大项目的布局设计,一般他们是请外面的专业公司做,他们自己只是在各种条件发生变化后进行小的改进和调整,而且多数不是由工业工程师进行。第二,关于工位器具。Ford公司对一些通用性工位器具推荐了设计、制造标准及生产厂家,而专用性工位器具各厂多由材料运输工程师联系专业公司设计制造。这两项功能在我们这里都属于工业工程部门。

    总体看,在Ford,工业工程的工作面不是很宽,但对每一项工作做得很细很深。推而广之,美国工业经过这么多年的发展,已经高度专业化了,各公司都有自身的优势,谁都很难做到样样领先。如果片面追求小而全,不很好地利用他人的优势,只能分散自己有限的精力和资金。所以我们在Ford汽车零部件总部的几个厂可以看到,他们都充分利用了外面专业公司的工艺、设备、模具、工位器具、材料运输系统等方面的优势,而且他们自身的很多职能如采购、财务、设计、计划、销售等都部分或全部集中于总部,并有进一步集中的趋势,因此各厂充其量只能看作是生产加工中心。在那里,大家只需动足脑筋把自己该做的事做

好就行。不必过分关心别人的工作;在各种完善的制度、法规以及西方社会行为规范保障下,各个高效的子系统有机地结合成了高效的母系统。

 

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