单件流 电机生产中的应用

生产线设计中人因工程的应用

-伺服电机生产线中的CELL模式

工业工程三班韩风顺(1140242062) 崔友志(1140242058)李炜(1140242067)

一、生产线建立的背景-机器人与伺服电机

近年来中国工业机器人销售处于快速增长阶段，2013年中国

已成为全球第一大工业机器人市场，购买机器人数量超过3.6万台，超过日本、美国和德国。机器人产业壮大，需要在伺服、集成控制

等领域相继取得突破。其中，作为目前国际机器人市场的4大巨头

之一，迄今为止，A公司机器人中使用的伺服电机全部采购自外部，其中包括其在机器人领域最大的竞争对手-安川电机。所以，作为A 公司长期战略的一部分，公司决定向机器人的心脏，伺服电机领域

进行业务拓展。

目前，国外品牌占据了中国伺服电机市场近75%的市场份额，品牌市场主要来自日本和欧美。其中，日系产品以约45%的市场份

额居首，其著名品牌包括松下、三菱电机、安川、三洋、富士等。

但是，其中A公司作为国际输配电行业的领头羊，在该领域完全是

一片空白。

。

图表：2014年伺服电机企业所占的市场份额饼图

但是，随着国内装备制造业整体性的产业升级，其自动化、数控化、智能化的发展方向为伺服电机产品提供了十分广阔的市场空间。伺服电机行业和产品符合国家产业政策所鼓励的发展方向，因此，A公司需要扩大生产能力以巩固其在机器人市场的领导地位，满足未来市场需求的增长。伺服电机处于具备高科技含量的行业，必须不断加强研发投入力度和研发能力，才能持续增强核心竞争能力。针对伺服电机行业特点和企业的未来发展战略，A公司决定在上海建立伺服电机生产线，以满足日益增长的中国市场对机器人的需求，同时作为其全球基地的一部分，供给国外市场。

二、生产线流程建设

伺服电机生产线采用柔性、半自动化的生产方式，以适应公司无刷电机系列化生产的要求，同时保证关键工序的生产稳定性和一致性。

下面重点对伺服电机生产线主要产品工艺流程介绍如下：

根据上述的工艺流程及A公司在该领域的经验，公司管理层

决定生产线以电机装配为主，主要原材料及不见外购的方式进行生产。其中，所有的设备必须满足下列要求：

1）适应连续化生产要求，根据设备的生产（加工）能力，实现生产均衡能力流程，主辅设备相互配套，系列产品通用。

2）在保证仪器设备生产性能的条件下，立足国产和配套就近原则，力求经济实用，方便维护保养。

根据生产线确定的主要产品，对生产线需求配置整理

生产线建设，是公司改变传统生产运营模式的转变，需要建立科学、动态的现代化生产管理方法。以市场为导向，牵引工作重心，合理组织生产线线建设，量力而出，精打细算。充分调研线上项目，有序安排，利用江浙沪地区的技术、资源、人才优势，将产品研发

生产的关键技术控制好，提高生产线管理运行效率，人尽其才，协

调运转。

基于上述的原则，并且结合目前世界上先进伺服电机企业的生产模式的学习，公司决定整条生产线的设计必须采用Cell模式，即

单元式生产，详见第三节。

三、生产线设计的基本理念-Cell单元式生产模式

何谓单元式生产模式，它有什么特点，相较于传统的流水线，它有哪些优势？

首先，单元生产方式比流水线式生产方式每个生产单位的作业者人数大为减少。电子产品的流水线一般作业者人数为几十人，视

产品复杂程度及装配工序多少有差异。而采用单元生产方式时，每

个生产小组的作业者人数通常只有10人以下，极端化的单元生产

方式甚至由1人完成全部工作。

其次，单元生产方式比流水线生产方式每个生产单位的工作台

面积小得多。作业者围在较小的工作台（通常为圆形）周围工作，

每个工作台面积通常为几平方米，常用的为2平方米左右。而流水

线生产方式的工作台面积通常都要几十平方米（面积＝工作台宽度

×传送带长度）。

第三，流水线生产方式下需要的传送带在单元生产方式下不再

被需要。

但是，在上述不同背后，单元生产方式与流水线生产方式仍然

有一个最大的相同，那就是它们都采用工作分工和流水作业方式。

也就是说，单元生产方式并没有抛弃流水线生产方式所基于专业化

分工获得效率提高的原理。所谓“极端化的单元生产方式可以由1

个人完成全部作业”的说法，在实际生产中是概率极小的。单元生

产方式只是把原来较细致的分工变为较粗的分工，原来数十个工位

流水作业完成的工作，在单元生产方式通常由3－5人完成。

到这里，我们再来分析一下单元生产方式相对于流水线生产方

式的优势。

首先，就是它对生产规模有更强的灵活性。流水线生产方式最

适合大规模生产，对于小批量、多品种生产没有效率优势。而A公

司的生产线所面临的市场情况恰恰不是少品种、大批量，而是更显

著的客户个性化需求导致的多品种、小批量。事实上，单一品种的

生产在亨利·福特时代的后期就已经行不通了，福特本人最终也放

弃了只生产一种T型车的政策，被迫转而生产多几种车型。20世

纪末，小批量、多品种的趋势更加明显。显然，单元生产方式相比

于以传送带为特征的流水线生产方式更能适应小批量、多品种的环境。如果客户的订单批量下，那就由一个或少数几个单元生产就可

以了，如果客户的订单批量大，就多增加几个单元以提高生产能力，非常灵活。

其次，生产所需要的设备投资大为减少。尤其是相对于日本企

业一贯追求的机器自动化，单元生产方式以人和通用工具（例如那

些“机关”）为主，只需要很少的设备投资，就可以满足各种生产