梁素梅

摘要：本文将约束理论应用于汽车整车生产流程中，并通过产能找到了影响其生产率的瓶颈工艺——涂装工艺，按照改进的约束理论的七个步骤，对某汽车生产公司整车生产流程进行工艺分析，绘制工艺流程图，并找出此生产流程中的瓶颈，考虑出现瓶颈的原因，提出消除瓶颈（涂装工艺）的建议或者方案，并应用这些建议和方案消除瓶颈。最后谨防人的惰性。运用约束理论可以降低盲目进行改造带来的投资风险，达到提高汽车生产企业生产率和顾客满意度的目标。

关键词：约束理论;汽车生产;瓶颈;优化

0  引言

汽车整车生产流程由冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺和总装工艺四个工艺组成。其中冲压工艺是为了生产出各种车身冲压零部件。首先要把整卷钢板裁剪成大小不等的几块后，分类整理，以便有各自不同的用处。焊接工艺是为了将各种车身冲压部件焊接成完整的车身。在焊接车间，各种各样的车身零部件在这里结合到了一起，完成这项工作的是另一项关键工艺——焊接。涂装工艺是为了防止车身锈蚀，使车身具有靓丽外表。总装工艺是为了将车身、底盘和内饰等各个部分组装到一起，形成一台完整的汽车[1]。

1  约束理论（TOC）

约束理论（Theory of Constraints，TOC）是由以色列物理学家高德拉特博士（Dr. Eliyahu M.Goldratt）提出的。约束理论的核心思想是通过降低瓶颈资源对产销率（T）的约束、减少库存（I）和降低经营成本（OE）等手段达到企业赚钱的最终目的。产销率是收入的钱代表组织通过销售的赢利速度[2]。一般用销售收入减去变动成本之后得到的利润。产销率的完成无法单靠生产部门，它需要整个汽车生产公司各部门共同协作下才能完成。库存就是目前一切不用的资源。它包括存货和资产。这些资源投入了金钱，产生了一系列维持库存所用的金钱，机会成本。经营成本是指将库存变成产销率的过程中的开支。包括直接人工和间接人工费用、销售费用以及管理费用。瓶颈资源指需求大于或等于实际生产能力的资源或活动;或者是降低产能率的资源或活动为瓶颈（约束）。其他的资源成为非瓶颈资源。汽车生产企业盈利的前提是产销率升高，库存减少和经营成本降低。

解决瓶颈的五个聚焦步骤是第一步，找出系统之瓶颈。第二步，寻找解决这些瓶颈的方法和措施。第三步，非瓶颈项目必須支持和服从第二步的各种方法和措施。第四步，实施这些方法和措施，消除掉系统中的瓶颈。第五步，回头看，谨防人的惰性成为系统的瓶颈。具体实施为假如第四步的改善打破了原先的瓶颈，则再回到第一个步骤。

五个聚焦步骤的具体实施方案为第一步对汽车整车生产流程进行工艺分析;第二步是绘制工艺流程图;第三步是找出汽车整车生产流程中的瓶颈;第四步是考虑汽车整车生产流程出现瓶颈的原因;第五步是提出消除瓶颈的建议或者方案;第六步是实施建议和方案消除瓶颈;第七步是回到第一步，循环进行。

2  汽车整车生产流程现状

汽车整车生产流程由冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺四个工艺组成。消除汽车整车生产流程中的瓶颈，提高汽车企业整体产销率和市场竞争能力。

为了保证汽车整车生产流程中各工艺的同期化，防止在制品不足或过多的现象发生，需要保证各工艺的投入和产出相互匹配，然而现在某汽车生产企业在汽车生产流程中时有阻滞现象发生，机器设备的生产率比较低，有时会出现汽车订单无法按时交货。在如今疫情情况下，汽车行业比较萧条，加上市场竞争环境的激烈，确保汽车产品是否按期交货会影响到汽车企业的信誉，甚至关系到汽车企业的生死存亡。通过发现，涂装工艺是约束汽车整车生产流程的关键因素。本文将约束理论应用于汽车整车生产流程中，并通过产能找到了影响其生产率的瓶颈工艺——涂装工艺，按照改进的约束理论的七个步骤，对某汽车生产公司整车生产流程进行工艺分析，绘制工艺流程图，并找出此生产流程中的瓶颈，考虑出现瓶颈的原因，提出消除瓶颈（涂装工艺）的建议或者方案，并应用这些建议和方案消除瓶颈。最后谨防人的惰性。运用约束理论可以降低盲目进行改造带来的投资风险，达到提高汽车生产企业生产率和顾客满意度的目标。

3  具体应用

3.1 对汽车整车生产流程进行工艺分析

汽车整车生产流程由冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺、总装工艺四个工艺组成。

3.2 绘制工艺流程图

某一汽车公司以生产轿车为主，该公司具有冲压工艺、焊接工艺、涂装工艺和总装工艺四个工艺如图1所示。其中冲压工艺的产能是35台每小时，焊接工艺的产能是40台每小时，涂装工艺的产能是20台每小时，总装工艺的产能是30台每小时[3]。

3.3 找出生产流程中的瓶颈

瓶颈工艺一般有如下6种典型情况：

①部分生产工艺的生产能力低于实际市场需求。

②全部生产工艺的生产能力都低于实际市场需求。

③全部生产工艺的生产能力都高于实际市场需求。

④增加新的生产工艺设备或者改进工艺会对瓶颈工序产生良好的效果。

⑤通过外包给其他厂家提高汽车生产的能力对瓶颈工艺产生有益影响。

⑥通过营销手段提高市场的需求对瓶颈工序的改善产生促进作用。

从图1中可以看出在整个汽车公司中涂装工艺产能最低，为20台每小时，小于其他工艺的产能，则判断是整个汽车生产公司中的瓶颈工艺。在实际生产中，涂装工艺确实是此汽车公司中的瓶颈工序。

3.4 考虑汽车整车生产流程出现瓶颈（涂装工艺）的原因

经过分析，使得涂装工艺成为汽车整车生产流程中的瓶颈的原因有以下方面：涂装工艺的产能是20台每小时，偏低。涂装机器人计划性停机和非计划性停机耗时都比较高。没有充分利用涂装机器[4]。

3.5 提出消除瓶颈（涂装工艺）的建议或者方案

消除瓶颈（涂装工艺）一般可以通过增加涂装工人，或者涂装机器人（因购买涂装机器人的成本较高，本文不考虑）、提高瓶颈工艺的增值作业、减少或消除非增值作业和提高生产能力。具体的方案如下：

①消除瓶颈工艺（涂装工艺）的闲置时间。

②瓶颈（涂装工艺）供料外包。

③减少瓶颈工艺（涂装工艺）的生产准备和加工时间。

④提高瓶颈工艺（涂装工艺）的生产效率和服务质量。

3.6 实施建议和方案消除瓶颈

3.6.1 消除瓶颈工艺（涂装工艺）的闲置时间

此汽车公司想通过长期增加两个涂装工人在瓶颈（涂装工艺）上，能迅速的协助涂装机器人完成车白身涂装前的准备工作以及检验是否涂装合格工作。减少涂装机器人的空闲时间。充分利用涂装机器人，达到较高的涂装利用率。

3.6.2 瓶颈（涂装工艺）供料外包

汽车公司通过把车白身涂装工艺生产出来的产品外包给其他比自己涂装工艺生产成本更低的外包商来获取更多的净利润。但是要注意，其他非瓶颈资源比如说冲压工艺、焊接工艺和总装工艺，不能限制最后的汽车成品的数量，汽车成品的数量是由涂装工艺决定，因此不能通过外包其他非瓶颈资源而节省其他成本。这反而属于一种浪费。

3.6.3 减少瓶颈工艺（涂装工艺）的生产准备和加工时间

在涂装工艺减少瓶颈工艺（涂装工艺）的涂装准备时间和涂裝机器人涂装时间。

3.6.4 提高瓶颈工艺（涂装工艺）的生产效率和服务质量

取消涂装机器人午餐停机，涂装工人吃饭由涂装班组长顶岗代替，做到人停，机不停。提高涂装工人的技术水平，提高涂装工人的生产效率，减少出错和不合格。安排熟练的涂装工人操作涂装机器人，取消该工艺轮岗实习，尽量做到涂装机器人满负荷运转。在汽车需求低谷时安排涂装机器人的清洁和维修保养，并对涂装工人进行业务培训。在汽车需求高峰期使用兼职涂装工人。制定激励政策和团队意识提高生产能力。

3.7 谨防人的惰性成为汽车整车制造流程中的瓶颈

在汽车整车制造流程中找到涂装工艺是整个生产流程的瓶颈，然后通过实施建议和方案消除涂装工艺这个瓶颈，一定要回头看，重新回到第一步，因为可能会出现新的瓶颈工序，然而以前对于涂装工艺有效的建议和方案，对于新出现的瓶颈工艺不一定有效。

4  结论

①消除瓶颈工艺（涂装工艺）的闲置时间和减少瓶颈工艺（涂装工艺）的生产准备和加工时间可以缩短汽车生产周期。

②增加汽车整车生产公司的产能需要通过增加瓶颈工艺即涂装工艺的产能来达到目标，而增加汽车整车生产公司中的非瓶颈工艺的产能（如冲压工艺、焊接工艺和总装工艺）对增加整个汽车生产的有效产能没有影响，只增加了汽车库存。

以上两类方案的实施打破了瓶颈，减少了各机器的繁忙率，使其运行良好;提高各机器的利用率，缩短汽车生产的平均生产周期，提高系统产能，增加此汽车生产企业在市场的核心竞争力。

参考文献：

[1]https：//wenku.baidu.com/view/c928dee50975f46527d3e1c2.html.

[2]Yuji，Kishira（岸良裕司）著，朱彦泽，译.图解TOC问题解决法（修订本）[M].北京：电子工业出版社，2020.

[3]毛健，乔金友，王立军，等.基于Witness的汽车零部件生产物流系统仿真研究[J].工业工程，2011（3）：124-127.

[4]夏灿明，楼园，齐霄.约束理论在H公司生产系统的应用[J].数学的实践与认识，2016，13.