付 璇

（上海海事大學(xué) 物流工程學(xué)院，中國(guó) 上海 201306）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，我過(guò)汽車(chē)制造能力不斷的加強(qiáng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇。因此，汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)都必須以較低的成本生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品作為目標(biāo)，才能使企業(yè)立于不敗之地。而發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車(chē)的心臟，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的裝配過(guò)程則顯得尤為關(guān)鍵，所以發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的平衡優(yōu)化就更加顯得十分重要了。

生產(chǎn)線平衡就是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近的技術(shù)方法和手段，是生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化中最重要的方法。通常只有當(dāng)整條流水線的生產(chǎn)狀況趨于平衡才能真正發(fā)揮流水線生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)。

1 生產(chǎn)線平衡的意義

裝配線的不平衡程度不僅直接影響了裝配線生產(chǎn)線的效率，而且影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)合理的作業(yè)編排、科學(xué)管理和改善，使生產(chǎn)線達(dá)到一種平衡的狀態(tài)，不僅可以減小節(jié)拍，縮短生產(chǎn)線長(zhǎng)度，消除工位瓶頸，加快物流速度，減少生產(chǎn)線投資和在制品數(shù)量，而且還可以給工人一種公平感，改善雇員關(guān)系，提高工人的團(tuán)隊(duì)精神，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。這對(duì)于企業(yè)提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力有著十分重要的意義，因此生產(chǎn)線平衡問(wèn)題歷來(lái)受到人們的重視。

所以平衡生產(chǎn)線的意義可以分為以下幾種：

（1）提高作業(yè)人員和設(shè)備工裝的工作效率。

（2）減少單件產(chǎn)品的公式消耗，降低成本。

（3）減少工序的在制品。

（4）在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)變化，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)。

（5）通過(guò)平衡生產(chǎn)線可以綜合應(yīng)用到程序分析、動(dòng)作分析、搬運(yùn)分析、事件分析等IE手法，提高全員綜合素質(zhì)。

圖1

圖2

2 導(dǎo)致裝配線不平衡的原因

導(dǎo)致裝配線不平衡的只要原因一般有4個(gè)：

（1）零件質(zhì)量問(wèn)題：安裝的零件在測(cè)試中出現(xiàn)不合格，需要返工。

（2）機(jī)器故障：工位上的機(jī)器故障導(dǎo)致該工位停滯或半停滯，造成整線擁堵。

（3）人為操作事故：安裝錯(cuò)誤零件或者操作導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不合格需要現(xiàn)場(chǎng)修理或返工，造成部分甚至整線堵塞。

（4）工位時(shí)間分配不均：經(jīng)常性的在某些工位出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象。

前兩個(gè)原因都是偶爾出現(xiàn)，出現(xiàn)的頻率不高，通過(guò)每天的監(jiān)測(cè)和維護(hù)，是可以適度避免的。對(duì)后兩點(diǎn)的研究，則是要找出裝配線上的瓶頸工位找出發(fā)生擁堵的原因并優(yōu)化改進(jìn)。

3 平衡強(qiáng)的概念與實(shí)例分析

平衡墻的英文全稱(chēng)Base Engineered Content，簡(jiǎn)稱(chēng)BEC。BEC的簡(jiǎn)單定義是生產(chǎn)線上放置和緊固零件的直接勞動(dòng)，它是分析節(jié)拍時(shí)間的有效管理工具。平衡墻最大的特色就是直觀，一目了然，便于操作者進(jìn)行直接調(diào)整。

平衡墻制作的實(shí)際操作步驟如下：

（1）現(xiàn)場(chǎng)觀察工人工作的步驟并記錄時(shí)間。

（2）對(duì)照SOS表對(duì)工人工作步驟的順序與時(shí)間進(jìn)行分析。

（3）分析匯總并整理出分析表格。

（4）根據(jù)BEC分析表格制作BEC墻，運(yùn)用顏色，清晰反映各部分時(shí)間。

平衡問(wèn)題改善的基本原則是通過(guò)調(diào)整工序的作業(yè)內(nèi)容來(lái)使工序作業(yè)時(shí)間接近或減少與平均節(jié)拍的偏差。那么可遵循的實(shí)施可行的方法如下：

（1）首先應(yīng)考慮對(duì)瓶頸工序進(jìn)行作業(yè)改善。

（2）將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其他工序。

（3）增加作業(yè)人員。

（4）合并相關(guān)工序。

（5）分解作業(yè)時(shí)間較短的工序，把該工序安排到其他工序中去。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究、調(diào)研和觀察裝配線的運(yùn)行，本文確定了工位OP290、OP310、OP320三個(gè)工位是瓶頸工位。

對(duì)著三個(gè)工位的各個(gè)工序進(jìn)行秒表而是之后得到了各工序所耗的詳細(xì)時(shí)間，所以本文決定用最直觀的的平衡強(qiáng)工具來(lái)研究分析這三個(gè)瓶頸工位。

根據(jù)上述所介紹的平衡強(qiáng)方法，以及工位OP290、OP310、OP320的工序時(shí)間表，可以繪制出這三個(gè)工位的平衡墻，如圖1所示。平衡墻的顏色說(shuō)明表則如表1所示。

通過(guò)對(duì)上述平衡墻可以看出，工位OP290和OP320的節(jié)拍過(guò)高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超出平均節(jié)拍，工位OP310的顏色變換較多，說(shuō)明裝配時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的換面比較多。

首先，對(duì)于工位OP290來(lái)說(shuō)，其中“用銅榔頭敲擊工裝后端，敲擊力適中不宜過(guò)大，慢慢把油封敲入缸體內(nèi)”此工序耗時(shí)11秒，并且是人工使用銅榔頭，這種方式不僅耗時(shí)長(zhǎng)，而且容易造成工人疲勞，以致工作效率會(huì)持續(xù)的走低。

表1 OP290、OP310、OP320平衡墻顏色說(shuō)明表

鑒于此種情況，可以在OP290工位安裝后油封工序前添加了一個(gè)預(yù)壓緊工序，使用相對(duì)比較先進(jìn)的定值扳手作為工裝夾具，配合以專(zhuān)門(mén)的后油封壓緊工裝。這種方式不僅可以減少工人的疲勞強(qiáng)度，而且大大的保證了產(chǎn)品的合格率。但是不可避免的是，工位OP290增加了一整套預(yù)緊工序使得其節(jié)拍變大了很多。所以本文決定將在工位OP290的旁邊新增加一個(gè)工位OP300，用以分擔(dān)工位OP290中的部分工序。那么新的OP290工位以預(yù)壓緊后油封工序?yàn)橹鳎鳲P300工位以敲緊后油封、固定后油封這兩道工序?yàn)橹鳌?/p>

但是新增加的工位OP300的兩道主要工序的節(jié)拍卻是明顯偏短的，與另外三個(gè)工位是非常不平衡的。這就要對(duì)這四個(gè)工位的工序進(jìn)行某些調(diào)整才能實(shí)現(xiàn)這四個(gè)工位的節(jié)拍平衡了。

根據(jù)工序調(diào)整所遵循的原則，本文對(duì)這四個(gè)工位的工序進(jìn)行了必要的調(diào)整后繪制出了如圖2的平衡墻。四個(gè)工位的節(jié)拍分別為60秒，57秒，58秒，60秒?？梢悦黠@的看出裝配線的節(jié)拍平衡了。而評(píng)價(jià)一個(gè)生產(chǎn)線的平衡狀態(tài)的好壞，是用生產(chǎn)線的平衡率來(lái)衡量的。

原有平衡率=各工序時(shí)間總和/（實(shí)際工作站數(shù)目×節(jié)拍）

=（73+64+72）/3/73=95.4%

現(xiàn)有平衡率=各工序時(shí)間總和/（實(shí)際工作站數(shù)目×節(jié)拍）

=（60+57+58+60）/4/60=97.9%

改進(jìn)后的平衡率比原有的平衡率搞了2.5%，說(shuō)明此次平衡問(wèn)題的改進(jìn)是成功的。

對(duì)原有的裝配線和改進(jìn)后的裝配線繪制節(jié)拍對(duì)比折線圖如圖3所示。

圖3

從上述對(duì)比折線圖可以清晰的看出，導(dǎo)致整條裝配線不平衡的工位節(jié)拍得到了明顯的改善，整條裝配線的工位節(jié)拍也更加趨于平衡。這又從一個(gè)重要角度說(shuō)明了此次平衡問(wèn)題改善的合理性。

4 總結(jié)

但是對(duì)于這條裝配線而言，仍然有很多地方需要改善。比如自動(dòng)工位和半自動(dòng)工位中存在的節(jié)拍高的問(wèn)題等。另外本文并沒(méi)有加入動(dòng)作分析的部分，但是動(dòng)作分析卻能刪去無(wú)效動(dòng)作，簡(jiǎn)化操作方法，減少工作浪費(fèi)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，如果在此基礎(chǔ)上能制定出標(biāo)準(zhǔn)的操作方法，那么對(duì)于裝配線的平衡問(wèn)題會(huì)是一個(gè)很大的幫助。

［1］何善平，奚立峰.發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線平衡方法研究[D].上海交通大學(xué)工業(yè)工程與管理系，2009.

［2］張正祥.工業(yè)工程基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006.

［3］李志豪，楊曉英，鄧效忠.發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線平衡問(wèn)題的分析與改進(jìn)[D].河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，2004.

［4］馬士華，等.生產(chǎn)運(yùn)作管理[M].北京：科學(xué)出版社，2005.