□ 文 王林

布局改善在三角窗生產(chǎn)單元中的應用

□ 文 王林

合理的布局改善對于整個單元的工業(yè)工程研究占有非常重要的地位。正確的布局改善措施，可降低作業(yè)時間，從而提升整條生產(chǎn)線的平衡性，進而節(jié)省作業(yè)空間。

以三角窗生產(chǎn)單元的布局改善為實例，本文探討了布局改善的分析，方案的選擇，平衡率的影響。優(yōu)化之后，生產(chǎn)平衡率、周程時間以及在制品庫存的水平都有了明顯的改善。

現(xiàn)狀的確定及主要問題

布局改善能對生產(chǎn)單元的設(shè)備、工裝及器具的位置進行優(yōu)化，達到更好的生產(chǎn)效果及平衡率。然而，如何進行布局才能優(yōu)化平衡率呢？隨便搬弄顯然不對，無目的的改動還會產(chǎn)生更多不確定性。所以，對于現(xiàn)狀的把握顯得尤為重要。

判斷布局是否合理主要由四個方面來考量：目標流程的生產(chǎn)能力、等待時間分析、操作員移動分析以及過程在制品的庫存情況；步驟分為四步：1.計算周程時間Cycle Time(下文中用CT表示)及目標生產(chǎn)能力：首先需要了解CT的現(xiàn)狀和與目標的差距。2.累計等待時間分析：如果操作員工累計等待的時間過高，則說明布局存在不合理性，尚有優(yōu)化的空間；3.對操作員工進行移動分析：同樣，如果操作員工的累計移動時間過高，也說明了布局的可優(yōu)化性，因為等待和過度移動都是浪費的一種體現(xiàn)；4.觀察過程在制品的庫存情況：通過對過程在制品庫存情況的觀察和分析，可以很方便地得出整個單元生產(chǎn)過程中的節(jié)拍和關(guān)鍵點。同樣，也可以對布局的優(yōu)化起到指導作用。

對布局進行分析

布局改善的方案多種多樣，在本文中，我們主要針對具體的三角窗生產(chǎn)單元進行相關(guān)探討。

AA公司的三角窗生產(chǎn)單元初始布局如下圖1所示，員工移動分析如圖2所示。

確的布局改善措施，可降低作業(yè)時間，從而提升整條生產(chǎn)線的平衡性，進而節(jié)省作業(yè)空間。

圖1：AA公司某三角窗生產(chǎn)單元初始布局

我們從圖1及圖2所示初始狀態(tài)可以發(fā)現(xiàn)，由于生產(chǎn)單元布局的不合理，設(shè)備及工裝的距離達到2.5m，造成了大量的操作工作業(yè)移動距離及時間——在每個工序周期中，每個操作工都需要移動17.7m,花費時間17.7秒。同時，原始布局也造成了很大的空間浪費，生產(chǎn)單元的總鋪開長度為7.4m,鋪開，總單元鋪開面積74m2。

由此，對于布局的改善，我們可以對于移動浪費進行優(yōu)化。

確定改善的方案

在上節(jié)指導思想下，在改善計劃上，列出了3個方案進行比較：

方案1：仍然使用傳送帶裝置，對烘箱、原料架及工作臺進行重組。

圖3：改進方案1

采用該方案，使設(shè)備及工裝的距離由2.5m縮短至.6m，每個工序周期中操作工的移動距離和時間也減少至7.6m及7.6s，生產(chǎn)單元的總鋪開長度由7.4m減少至6.6m。

方案2： 不使用傳送帶，在注塑工序員工與后續(xù)工序員工之間加一個在制品暫存架，使注塑機左右2側(cè)的后續(xù)工序員工與暫存架連接，取消注塑工序員工的旋轉(zhuǎn)工作臺。

圖4：改進方案2

采用該方案，使設(shè)備及工裝的距離由2.5m縮短至m，每個工序周期中操作工的移動距離和時間也減少至5.8m及5.8s，生產(chǎn)單元的總鋪開長度由7.4m減少至6.3m，單元總鋪開面積減少至63m2。

方案3： 同方案2不使用傳送帶，但是不使用在注塑工序員工與后續(xù)工序員工之間加一個在制品暫存架的方式，也不取消注塑工序員工的旋轉(zhuǎn)工作臺，而是使注塑機左右兩側(cè)的后續(xù)工序員工與注塑工序員工的工作臺直接連接，將工作臺做成平面狀態(tài)，作為產(chǎn)品流通。

圖5：改進方案3

采用該方案，使設(shè)備及工裝的距離由2.5m縮短至1.6m，每個工序周期中操作工的移動距離和時間也減少至7.6m及7.6s，但是生產(chǎn)單元的總鋪開長度由7.4m減少至5.8m，單元總鋪開面積減少至58m2。

總結(jié)上節(jié)三個優(yōu)化方案，我們發(fā)現(xiàn)：

圖6：方案對比矩陣

如圖可見，除了在設(shè)備工裝距離的因素，其余三個考量因素方案二均是最佳。而且在相對更重要的周程時間上，方案二更是有很大優(yōu)勢。所以，方案二是相對最合適的方案，既可以大量較少操作員工的移動距離及時間，也能相對減少單元的占用面積，提高面積產(chǎn)能。合理的布局可以使整個單元的生產(chǎn)更流暢、平衡性更好，而且減少浪費；更主要的是，好的布局往往使工作人員操作起來更為舒暢。

作者系上海交通大學機械與動力工程學院工程碩士研究生