随着汽车工业的快速发展，汽车新产品的品种日益增多，产品周期逐渐缩短，单个产品的产量经常出现波动。为了满足市场需求，各汽车生产企业一般采用精益生产模式应对。发动机是汽车的心脏，发动机厂实现精益生产是保证产品更新换代、提高产品质量、降低生产成本的关键。因此，如何通过发动机厂的精益设计来提升精益生产是企业规划的一大课题。
作者参加过几个发动机厂的项目设计。现在描述发动机工厂如何实现流程的精益和工厂的设计。
在发动机工厂项目规划之初，就要贯穿“精益”的思想：即以更少的人力、更少的设备、更短的时间、更小的空间获得越来越多的产品产出，同时更贴近客户，提供用户真正想要的产品。规划原则一般体现在以下几个方面。
1)以市场需求为导向，一次性规划，分期投入，快速产出，滚动发展。这是目前大多数发动机厂的规划理念，也是最经济、风险最小的适合中国国情的投资模式。比如发动机工厂一期目标是* 10000台*年，项目最终目标是* 10000台*年。在规划上可以采用一次性规划，投资可以分三期、四期甚至更多，即一期年产* 10000台，二期年产* 10000台……滚动开发，一方面可以降低资金投入风险，另一方面可以快速产出，实现快速占领市场。
2)工厂自制高技术、高附加值的关键零部件，进行缸盖装配、总装、冷拖试验、热试验等。目前大部分发动机厂的自制件是：缸体、缸盖、曲轴，也有部分发动机厂自制缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴，这与工厂的投资规模、产品策略有关。在自制部分，企业只进行机械加工，毛坯的铸锻由专业供应商提供。整个行业都在向专业化方向发展，形成互惠互利的关系，打破了过去“大而全”的生产模式。
3)采用精益的工作制。项目是采用二班制还是三班制，年工作日是*天还是*天，直接影响到年基数和生产节拍的设计，这也是发动机工厂规划的基础。根据目前发动机制造设备的技术水平，为了发挥最大的效能，发动机厂应实行三班工作制，年工作日*天。
对于工厂里的精益设计发动机，不需要考虑复杂、精密、昂贵的工艺设备的选择。而是要采用那些能够缩短加工时间，提高生产效率，满足一定的柔性，降低生产成本等的工艺技术。同时满足产品的技术要求，保证质量稳定。发动机在工厂的典型生产过程如下：
缸孔的精密加工采用平台珩磨工艺；
采用复合镗铰技术加工气门座锥面和气缸盖气门导管孔。
曲轴轴颈和连杆轴颈的粗加工采用车削或车削+车削工艺；
连杆分离面采用扩张破碎工艺；
发动机装配线采用异步摩擦电机滚道柔性装配线；
冷拖曳试验技术应用于发动机试验。
为了适应汽车市场多品种、大批量、中批量的特点，目前国内外汽车发动机制造中应用最广泛的生产线是混合柔性生产线和高速柔性生产线。
混合柔性生产线由通用高速加工中心和专用/组合机床组成，其中产品中一些相对稳定的零件由专用/组合机床加工，而经常需要修改的零件由高速加工中心加工。这种生产线具有生产效率高、灵活性相当大的优点，可以适用于大批量的生产和变型产品，投资较少。对于生产大批量和相对稳定的工件，如发动机缸体，混合柔性生产线是首选。天行健咨询专注于精益生产管理、六西格玛管理培训、项目辅导的管理咨询公司。
高速柔性生产线由高速加工中心组成。这条生产线可以加工变型产品、替代产品、新产品，真正的柔性。对于更新速度快的发动机部件，如发动机气缸盖，应采用高速柔性生产线。
在设备采购上。只要满足设备的过程能力指数。应该尽量选择国产设备，这样大家都可以节省投资成本。近10年来，国内机床设备行业发展迅速，形成了一批初具规模、配套能力齐全的供应商。特别是组合/专用机床的设计制造。中国已经有了很大的优势。粗加工、压装、气密性试验、清洗等也宜采购国产设备，减少投资。
T生产(准时制生产)是精益生产中的一个重要概念。产品只能按照客户订单生产及时，生产要尽量减少浪费。因此，发动机工厂的平面布局应以JIT生产为原则，模块化布局，达到“一次规划，分布式实施，滚动开发”的目标。
图1和图2是典型的生产线设备布局形式。图1所示的形式由加工中心组成，它们排列成“u”形。设备并行配置(几台设备处理同一流程)。如果线间的一台设备出现故障，并联的其他设备可以继续处理，不会导致生产线停运。这种生产线的形式相当灵活，还可以根据投资规模实现“一次规划，分步实施”。
图2所示的形式由加工中心和专用机床组成，它们呈矩形排列。该设备以串联和并联方式布置。加工中心平行布置，可根据投资计划分期实施。专用机床按顺序排列，按计划目标一次到位。在图1和图2中，深线部分为第一阶段投资设备，浅线部分为第二阶段投资设备。部分装配线和装配线采用矩形布局(见图3)。辅助设备的布置(如在线测量仪表、设备报废储存箱等。)和接入通道应在设备布置时同时考虑。在图1中，工序之间的工件由机械手输送，而在图2和图3中，工序之间的工件由电动滚道输送。(天行健咨询专注于国内企业管理先进技术的研发，服务全国客户，提供专业的六西格玛，精益六西格玛，六西格玛设计(DFSS)，精益生产管理，精益布局，TPM管理，精益研发管理，triz创新技术，IE工业工程等项目辅导咨询，公开课培训。)
发动机的布局必须考虑生产的物流关系，精益和设计的物流关系对实现JIT非常重要。物流短，顺畅，不走弯路，这是精益物流的概念。图4和图5是典型的发动机工厂布局物流图。物流从零件毛坯上线到热试后成品下线单向流动，外购件从垂直方向送入。当目标产能不超过30万套/年时，选择图4所示的模式，即加工线由两条子线组成，装配线在泵送线上设置预留工位，可以分阶段实施，实现方案目标。
当目标产能达到50万台/年以上时，选择图5所示的模式，即全厂对称布置，土建和工艺设备分两期实施，以降低一期的运行成本；自行推车(电瓶叉车或AGV推车等。)用于在生产线生产的加工区域之间传送工件。
工厂的基本功能如下：机器装配主车间、变电所、电站房(提供压缩空气、蒸汽或热水)、制冷站房(提供空调或冷冻水)、水泵房、废水处理站和切削液收集供应站等。机器装配主车间布置在车间中心，所有公共辅助用房根据功能要求布置在主车间周围。
工厂内发动机缸体、缸盖、曲轴、连杆等生产线基本采用湿法加工，切削液处理系统应采用集中供应、集中处理、集中收集切屑的形式，有助于降低投资成本，改善生产车间的环境卫生。切削液由气管供给和回流，有利于设备布置和调整。
主厂房采用网架结构或桁架结构，生产厂房可采用20m*20m、32m*20m、40m*20m的大柱网形式。这种厂房形式既充分发挥了大柱距的优势，又体现了经济性(可以大大减少厂房的柱子和基础投资)，同时满足了设备布置的灵活性，充分利用了场地面积。大柱网车间为今后产品改造或升级及布局调整创造了条件。
工厂主机楼土建工程的设计精益要求一般为：
主厂房楼面荷载要求为20kpa(设备一般不做独立基础)，采用环氧树脂地面；
主车间温度要求为：夏季28度，冬季15度，相对湿度≤70%，车间内设置机械排风系统，定期将过滤后的新鲜空气送入室内，改善工作区域环境；
主厂房照度要求为300lx。根据南北方地区日照强度的差异，是否设置工厂采光带应区别对待。
精益生产是一个持续不断的改进过程，很多发动机厂都在向精益企业的目标努力。在借鉴国外先进企业的同时，精益企业的发展过程需要根据中国国情和自身特点不断探索，不断完善。
