王定力

一、前言

精益大師Robert 說，精益企業(yè)不提倡大批量生產，或經濟生產規(guī)模的概念，而主張單件流，希望物料流和信息流能穩(wěn)定并不間斷地朝目的地（客戶）傳遞。單件流可以降低產品的交付時間，降低庫存，并把問題突顯出來。同時，單件流給我們較大的彈性來響應市場的改變。[1]

U 型生產線是精益生產的核心模塊，是適應多品種小批量、頻繁插線和變線的生產方式的生產線，以減少人力、物力的浪費為首要目標。U 型生產線和直線流水生產線都可以定義為單件流，但是前者比后者的優(yōu)點更加明顯。

安碩文教用品（上海）股份有限公司（以下簡稱“安碩文教”）經過多年的努力，成功地將U 型生產線運用在鉛筆生產線上，為中國鉛筆行業(yè)自動流水線生產推廣進行了有益的探索。

二、傳統(tǒng)模式和精益生產的對比

木桿鉛筆的傳統(tǒng)生產模式，即目前鉛筆企業(yè)的生產模式是以工種來區(qū)別生產活動的，為每個工種活動劃分了部門：制桿車間、油漆車間、成品車間等，并且在每個車間之間不得不設立一個半成品倉庫（見圖1）。

從圖1 看出，鉛筆的生產是將生產過程按照工藝分成了三個車間，鉛筆在一個車間加工完之后通過一個半成品倉庫再轉到下一個車間加工下一道工序，其生產是不連續(xù)的，這種流動是有停頓的。

精益專家將這種傳統(tǒng)模式與精益生產做了對比，推動式生產和精益生產的關鍵區(qū)別見表1。

表1 傳統(tǒng)規(guī)?；a與精益生產對比

通過實施精益生產，企業(yè)可以在以下幾個方面實現突破性增長：

（1）使庫存減少90%；

（2）使廢品率降低50%；

（3）使訂貨時間縮短50%；

（4）使新品上市時間縮短50%。[2]

為此，針對上述精益理論，將鉛筆傳統(tǒng)生產模式與U 型生產線（單件流）進行對比，從物流和信息流動、管理成本、庫存、損耗、交貨時間等幾個方面做個簡單剖析。

圖1 木桿鉛筆生產的流程圖

首先是物料/信息流動。在推動式生產模式中，生產計劃是下達到每一個工序（車間）的，而每個車間根據自身物料、人員、機器的狀況安排生產，不管下一道工序當前是否需要，因此，勢必造成物料的堆積。而且，推動式生產最糟糕的是，即使有大量的庫存，但卻不見得是當班需要的品種；

其次是管理成本。假設一個年產量5 億支規(guī)模的鉛筆工廠（中等規(guī)模），至少需要二個500 ㎡的倉庫用于存放半成品，同時至少需要8 個物流員工（假設單班生產，4 人/倉庫）用于入庫、發(fā)料、做賬、盤點等管理等工作，假設一個員工的年平均收入及社保成本為8 萬元，則8 個員工年工資成本總額近64 萬元，如是是兩班的話，就需要翻倍；

再者是庫存依賴。基于推動式生產模式，一個年產5 億支規(guī)模的鉛筆工廠，假設半成品的庫存為一個月的產量，白桿半成品和油漆桿半成品的庫存筆者估計會有60 萬羅（1 羅=144 支）之多，假設半成品的平均成本為12 元/羅，則庫存金額高達720 萬元左右；

此外是損耗。一個傳統(tǒng)生產模式企業(yè)的倉庫，做到先進先出非常困難?？梢栽O想，因為沒有做好先進先出導致原材料或半成品超過保質期，或標準變更或客戶要求變化等，其產生的報廢一定是批量性的；

另外是滿足客戶需求。隨著全球市場的變化，客戶的訂單變得打樣頻繁、品種多、數量小、交期短，傳統(tǒng)模式生產無法應對短平快需求。

三、單件流（one piece flow）和U型生產線

什么是單件流？精益大師沃麥克和瓊斯在《精益思想》一書中用一個簡單有趣的例子作了解釋。

他們中的一位和他兩個不到10 歲的女兒一同完成了一個簡單的實驗。他問女兒們：要為媽媽每月出的通訊做好折疊、貼地址、封信封、貼郵票和郵寄的工作，最好怎么做？她們想了一會兒后干脆地回答：“爸爸，首先你要折好所有的通訊，然后給每一份通訊貼上地址標簽，然后封好所有的信封，最后貼郵票?！薄盀槭裁床徽垡槐就ㄓ?，就封好、貼上地址，再貼郵票呢？那不就省得把每份通訊拿上拿下4 次了嗎？為什么我們不從一份通訊的角度出發(fā)，使它最快寄出，而花的力氣最少呢？”她們強調說：“因為那樣做效率不高?！?/p>

二位大師認為，世界上大多數的管理者在考慮他們的大事時與七八歲孩子的思路完全相同，這非常令人吃驚。大野耐一把這種主張批量生產的思想模式歸罪于人類文明中最早的農民。他認為，是這些人在進行批量生產（一年一度的農作物收獲）和儲存（收糧入倉）的過程中，丟掉了獵人們那種一物一獵的明智。我們所有的人都必須和部門化的、批量生產的思想作斗爭，因為如果產品按從原材料到成品的過程來連續(xù)生產的話，我們的工作幾乎總能完成得有效而精確得多。換言之，當你把精力放在產品和交期的需要上，而不是放在組織或設備上時，事情就會辦得好一些。[3]

2008年，全球金融危機爆發(fā)，行業(yè)內的很多企業(yè)發(fā)展遇到前所未有的挑戰(zhàn)，不少文具生產小企業(yè)瀕臨停產。當然，也有很多企業(yè)希望通過改善（Kaizen）提高效益降低成本。此時，安碩文教通過幾年的精益理論學習和實踐積累，在當年搬入新廠區(qū)后實施了突破性改善（Kaikaku，有別于一般的改善Kaizen），即，把傳統(tǒng)鉛筆生產模式改造成U 型生產線（也稱“迷你生產單元”或“一站式生產流程”），使物料和信息真正流動起來，盡可能取消不為客戶創(chuàng)造價值的步驟。并為今后實現全自動流水生產線奠定了基礎。

U 型生產線的特點是，設計時其入口Input 和出口Output(即第一道工序和最后一道工序)的位置應盡可能地靠近，稱之為“IO 一致”原則。當I 點與O 點接近時，可減少因“返回”而造成的時間浪費，減少搬運作業(yè)；其二，多工位呈弧形并且工序間相鄰、有利于員工間相互協(xié)作,且步行距離短,達到生產線的平衡, 并提高生產效率；第三，U 形生產線是按照逆時針方向布置的,這樣便于作業(yè)人員在生產中移動部件或者取物料時使用右手,使動作更簡單、更有效率。（見圖2）

圖2 U 形生產線的示意圖

圖2 和圖1 相比，木桿鉛筆的整個生產過程，只需一個迷你工廠即可完成，生產計劃不再根據工種拆分下達，所有物料和信息無間斷地朝著終端流動，從原材料到半成品再到成品的整個過程始終處于流動狀態(tài)，不會出現物料停滯現象，大大縮短產品的生產周期。同時，由于不再按照工種設置車間，因此不再需要半成品倉庫和倉庫管理人員，大大降低庫存和成本，減少損耗。更重要的，單件流可以暴露生產中存在的問題，一旦生產線上任何一個環(huán)節(jié)出現問題，就會導致生產線的停止，這樣就可以及時發(fā)現并改正問題，并從中學習。

可以想見，將傳統(tǒng)生產模式成功改造成U 型生產單元，滿足交期和客戶的需要，決不是紙上談兵。要從制造過程局部的改善開始，實現快速換模；接下來再選擇節(jié)拍和實現產線平衡；最后再對整個生產體系進行平衡，實現U 型整體的流動。在此過程中，安碩文教遇到了很多具體的技術、工藝和管理上的問題，比如通過多臺設備改造，使各工序的節(jié)拍逐步趨于一致；比如膠水和涂料如何快速固化；比如如何快速更換彩色鉛筆的工裝模具；比如如何進行產線調整以達到生產線的最佳平衡率；比如物料和信息如何實現有效拉動，從客戶端開始一直拉到供應商等等。

中國鉛筆制造業(yè)的最終目標是實現自動化生產。2020年7月18日，中國制筆協(xié)會網站刊登了作者方通的一篇題為《德國見聞》的文章，德國“輝柏嘉公司成立至今已經有二百多年，總部所在地是德國的紐倫堡，年產鉛筆二十四億支，其中巴西的產量達到年產十六億支。紐倫堡工廠有員工800 人，因為有著高度的自動化生產設備，所以一線工人只有140 人”。對照輝柏嘉，中國制筆人依舊任重道遠，除了在技術和工藝上要有進一步創(chuàng)新外，更需要在思想和觀念上有所突破；除了要讓物料流動起來外，更要讓思想流動起來。“流動”(flow）是核心。

四、結語

鉛筆發(fā)明已有300 多年的歷史，但是至今尚未有專利文獻公開一條完整的“一站式”生產流程，僅有單個生產流程或部分生產流程的專利文獻。因此，可以認為安碩文教的U 型鉛筆生產線具有突出的實質性特點和顯著的進步，具備創(chuàng)造性，在鉛筆行業(yè)具有里程碑意義。

根據專利檢索以及中國輕工業(yè)聯合會公告，安碩文教已經將U 型鉛筆生產線的方法申請了發(fā)明專利（木桿鉛筆的一站式生產流程，專利申請?zhí)?01910456406.3），并榮獲2020年度中國輕工業(yè)聯合會科技進步獎二等獎。在此，向安碩文教勇于創(chuàng)新表示敬意！向安碩文教榮獲中國輕工業(yè)科技進步獎表示祝賀！