王 雁

(合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院，安徽合肥 230009)

0 引 言

某專業(yè)載帶制造公司是一家專為SM T電子元件行業(yè)提供專用的SMD包裝載帶的科技企業(yè)，生產(chǎn)的載帶具有保護電子元件，便于電子元件在貼片時的抓取和點焊的作用。公司所用的設備簡單，易操作，通用性強，對自動化要求不高，重組能力強。公司生產(chǎn)過程中的關鍵工藝流程為平板機加熱成型，本文運用工作研究的技術手段對該公司的平板機組生產(chǎn)線進行分析，以改進作業(yè)流程和操作方法，實現(xiàn)合理的工時定額。

生產(chǎn)系統(tǒng)變動因素的影響程度分為5級，1～5級依次為產(chǎn)品設計、原材料、工程、設備與工具、操作動作[1]。一般認為，變更較高級別的因素，給作業(yè)系統(tǒng)的改進會帶來較大的困難和不確定性。本文主要針對第3～5級3個級別的變更因素進行研究，采用方法研究和作業(yè)測定2種方法。方法研究是對現(xiàn)有的或擬議的工作方法進行系統(tǒng)的記錄和嚴格的考察，以尋求開發(fā)和應用更容易、更有效的工作方法，從而降低成本。作業(yè)測定是運用各種技術來確定合格工人按照規(guī)定的作業(yè)標準，完成某項工作所需要的時間。這2種方法是基礎IE的核心手段，其顯著特點是只需要較少的投資，或不需要投資就可以達到提高企業(yè)生產(chǎn)效率和效益的目標，因此在企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)改善和過程優(yōu)化中得到了較為廣泛的應用[2-6]。

1 方法研究

1.1 工藝程序分析

工藝程序分析是指以生產(chǎn)系統(tǒng)或工作系統(tǒng)為研究對象，在著手對某一工作系統(tǒng)進行詳細調(diào)查研究和改進之前，對生產(chǎn)系統(tǒng)全過程所進行的概略分析，從宏觀上發(fā)現(xiàn)問題，為流程程序分析做準備[1]。平板機組工藝程序如圖1所示，運用5W 1H和ECRS四大原則進行分析[1]。

經(jīng)分析，上述各工序均不能取消，但可以通過工序合并達到優(yōu)化的目標:①加工6與檢測2能合并，箱子成型的同時檢查有無損壞;②加工10與檢測3能合并，封箱的同時檢查產(chǎn)品與標簽的型號是否一致。加工3與加工4不能合并，因為2道工序不是在同一地方加工，而且分開裝是為了方便裝盤。

圖1 改善前工藝程序

改善前的工序數(shù)量是14，改善后是12，減少了2道工序，主要的改善在于檢測與加工的合并，可以縮減人員，合理配置人員結(jié)構(gòu)。

1.2 流程程序分析

以SLF7055型號的載帶為例，進行流程程序分析，如圖2所示，由檢測合格后加工開始分析，由圖2分析可知，從運往下一工序開始，時間為2.5 min，如果單從一盤的角度看，每封裝好一盤，生產(chǎn)部人員就要等待9.1 min，這段時間的浪費相當嚴重，是瓶頸程序，必須加以改善。

圖2 流程程序

(1)平衡工序能力。可以通過增加一次運送的量來平衡工序能力，1次搬運4盤，減少搬運次數(shù);這樣不僅減少了人員的等待時間，而且減少了走動距離。

(2)改進倒盤作業(yè)?？梢?次裝卸4盤進行倒盤和檢查，以縮短時間，如圖3所示。

圖3 重組合并前后的人機關系甘特圖

通過重組合并，人員的等待時間從9.1 min減少到1.6 min;1次搬運4盤，移動的距離從30×4=120m減少到30×1=30 m，時間也減少了1.2 m in。增加1名人員，就可以對5#～9#機進行同樣的工作。衡量生產(chǎn)線平衡狀態(tài)的效果，可以采用生產(chǎn)平衡率來表示[7]:

生產(chǎn)線平衡率=各工序時間總和/(人數(shù)×C.T)×100%，

改善前生產(chǎn)線平衡率=14.1/(5×11.6)×100%=24.3%，

改善后生產(chǎn)線平衡率=(11.6×4+1.6×4+0.5+0.4)/(6×11.6)×100%=77.2%。

1.3 人機分析

在裝、卸盤時，機器不能停機，即使是2臺機器同時需要裝卸盤，也只能一臺一臺地進行裝卸，除非在巡檢中發(fā)現(xiàn)有問題，或者剩余材料不足一盤需換材料時才停機。因此，機器的使用率可視為100%，問題在于機器與人員的匹配。

如圖4所示，人員在同時看3部機器的情況下，裝卸盤的工作率只接近20%，因此，能夠同時看4～5部平板機，若再加2部機器生產(chǎn)，操作員的工作率最多也只有48%。如果只由1個操作員看全部機器(共9臺平板機)，雖然其工作率在90%左右，考慮到來回走動時間和工人的疲勞強度，顯然不合理。因此，可以采取以下方法改善:

(1)2個班各配備2名操作員，負責9臺機器的裝卸盤任務，每位操作員負責相應的機臺，減少來回走動的距離。

(2)由于2個人看9臺機器的工作量小，且9臺機器同時工作的情況不多，一般情況下只有7部同時工作，這樣可以多分配其它任務，如巡檢載帶質(zhì)量、清掃機臺、整理紙盤等工作，以充分利用操作員的空閑時間，同時可以減輕管理員的工作量。

圖4 人機分析圖

1.4 動作分析

在解決工藝流程中的作業(yè)順序、方法等問題后，要進一步尋找特定作業(yè)更細的問題點，這時可采用動作分析。

動作分析從最基本的“動素”入手，尋求改進空間，以提升生產(chǎn)線平衡能力[8]。以下對操作員裝卸盤的動作進行分析，找出不經(jīng)濟或多余的動作，得出有效動作，從而制定標準工時。將該過程分為卸盤和裝盤2個部分來分析，其中卸盤動作分解的動素記錄如圖5所示。

圖5 改善前卸盤動素分析

(1)卸盤改善前分析。左手持物動作過多有11個，增加疲勞，占用了左手;右手工作量過多，一只手進行很多動作，兩手工作不平衡。

(2)改善方案。將剪刀固定放在一個位置，方便放取的地方，如放在專用箱子中，操作員只需要一伸手不需要注意力就能拿到，這樣就可以兩手同時工作，消除了2個等待時間;操作員過早一直持著保護膜的動作是多余的，因為保護膜在剪斷之前，載帶和保護膜是不會跑位的，只需在剪斷后再拿住即可，減少拿住的時間，解放右手;將膠帶放在操作者的左邊，左手進行膠帶的工作，平衡兩手的工作量。

改善后的動素分析如圖6所示，改善后的拿住動作從11個減為6個，取消了等待的動作。

(3)裝盤改善前分析?？傮w左右手工作平衡;存在不必要的等待和持物動作;有兩手交叉工作情況出現(xiàn)(在卸盤改善后)。

(4)改善后分析。伸手、拿起載帶和保護膜可以同時進行，故可消除2個等待和持物動作。

由于在卸盤的改善方案中把膠帶放在操作者的左手邊，若在裝盤時還用右手伸到左邊去拿膠帶，將會有兩手交叉的情況，所以持物和拿膠帶的工作兩手互換。通過改善可減少2組第3類與工作無關的動作。

圖6 改善后卸盤動素分析

2 時間研究

YH1288平板機的工作步驟分為進料、加熱、吹氣成型、打孔和卷盤5步。其中加熱、吹氣成型和打孔同時進行，而三者中加熱的時間最長，故以加熱時間為主要研究對象。1個沖程的完成時間T等于加熱時間T 1與拉動時間T2之和，即T=T1+T2。

2.1 加熱時間

加熱時間的影響因素有材料的厚度、加熱溫度、載帶成型槽的形狀、加壓壓力、載帶寬度等。其中，載帶的厚度對加熱時間影響最大，故按載帶的厚度分類研究。以厚度為0.3 mm為例，歷史記錄數(shù)據(jù)見表1所列。

表1 平板機成型條件部分數(shù)據(jù)

對相關數(shù)據(jù)進行計算:

2.2 拉動時間

由于公司以前沒有對拉動的時間進行單獨記錄，現(xiàn)用秒表進行測量，通過對1 000個沖程所用的時間進行連續(xù)測量。分為10組，每組100沖程，以SLF7055型號的產(chǎn)品為例，測得數(shù)據(jù)分別為189.4、186.1、190.1、190.3、189.8、190.3、190.4、190.5、189.9、190.1 s。

得出每組的平均值為:t1=(189.4-1.14×100)/100=0.75 s;t2～t10的值分別為0.721、0.761、0.763、0.758、0.763、0.764、0.765、0.759、0.761 s。

根據(jù)誤差界限法[1]，確定觀察數(shù)據(jù)的次數(shù)，使其誤差控制在±10%，可信度為95%。當樣本較小時，有

經(jīng)計算n′≈3，所以觀察10次足夠滿足要求?？偟睦瓌訒r間平均值為:

通過以上分析和計算，得出了載帶加熱時間和拉動時間之和為:

2.3 裝卸盤時間

由于進行裝卸盤是操作員的主要工作，且通過手工作業(yè)，所以有必要為員工進行裝卸盤制定標準工作時間，這里運用MOD法。根據(jù)前文對裝卸盤動作的分析和改善，在改善后的動作的基礎上進行排時，MOD值總計為167，其中1MOD=0.129 s。

根據(jù)作業(yè)時間=標準時間+寬放時間，寬放率為10%(以男性為例，基本寬放率4%，站立工作寬放率2%，間歇大聲的寬放率2%，單調(diào)2%)，所以有:

3 結(jié)束語

本文根據(jù)工作研究的技術原理，運用一系列分析圖表及工具對某公司的平板機組生產(chǎn)線進行研究。通過分析與改善，工序由原來的14道減至12道，等待時間從9.1 min減至1.6 m in，平衡率從24.3%上升至77.2%，裝卸盤等待動作從8個減為4個，持物動作由17個減至10個，0.3 mm厚度載帶單個加熱沖程時間為1.727 s，裝卸盤標準作業(yè)時間為23.7 s。運用工作研究改進生產(chǎn)組織要素，是提高企業(yè)生產(chǎn)率的有效措施[6]。

[1] 易樹平，郭 伏.基礎工業(yè)工程[M].北京:機械工業(yè)出版社，2007:36-273.

[2] 郭 伏，張國民.工作研究在流水線平整中的應用[J].工業(yè)工程與管理，2005，(2):120-124.

[3] 魯建廈，蘭秀菊，陳 勇，等.工作研究在生產(chǎn)裝配線優(yōu)化設計的應用[J].工業(yè)工程與管理，2004，(1):83-85.

[4] 何湘竹.工作研究在眼鏡焊接生產(chǎn)線作業(yè)改善中的應用[J].工業(yè)工程與管理，2008，(4):102-105.

[5] 貴文龍.工作研究方法在企業(yè)中的應用分析[J].工業(yè)工程與管理，2006，(4):123-126.

[6] 馬欽海，關志民，何志明.工作研究方法在生產(chǎn)作業(yè)過程優(yōu)化中的應用[J].人類工效學，2006，9(2):26-28.

[7] 岑 昊，蔡三發(fā).裝配生產(chǎn)線平衡的改善[J].上海管理科學，2005，(5):16-17.

[8] 高廣章，孫建華.動作分析法在生產(chǎn)線平衡中的應用[J].機械設計與制造，2007，(7):204-206.