張艷旭，劉 燁

（天津工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，天津300387；）

科技發(fā)展日新月異，尤其是近年來信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，為工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用帶來而來新的契機(jī)。隨著德國工業(yè)4.0研究項(xiàng)目以“智能制造”為主導(dǎo)的革命性的生產(chǎn)模式的提出，在這種模式中，創(chuàng)造新價(jià)值的過程研究智能化生產(chǎn)系統(tǒng)及工程，成為制造時(shí)代新思維。但是，在這種國際的大形勢下，作為傳統(tǒng)批量加工的基礎(chǔ)設(shè)備制造型企業(yè)如何在這激烈的競爭中得到持續(xù)發(fā)展？在不總是更新設(shè)備等作業(yè)設(shè)備的同時(shí)，只有學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)理念，以最低的生產(chǎn)制造成本快速響應(yīng)客戶需求，企業(yè)才能獲得發(fā)展的先機(jī)。精益生產(chǎn)，旨在強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)“降低成本，提高效率，以人為本，持續(xù)改善”。既要求最大限度地減少企業(yè)生產(chǎn)所占用所有資源，降低生產(chǎn)過程中冗余、無用的東西，同時(shí)又堅(jiān)持全員生產(chǎn)中培養(yǎng)持續(xù)改善的意識(shí)。

閥門作為工業(yè)上的一種重要的流體控制設(shè)備，涉及到國民經(jīng)濟(jì)諸多部門，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)備。閥門制造產(chǎn)業(yè)可以稱作為成熟產(chǎn)業(yè)，但是，大部分閥門加工制造車間加工時(shí)在許多方面仍然采用傳統(tǒng)批量加工制造方法，并且存在生產(chǎn)方式粗放、現(xiàn)場布置不合理以及生產(chǎn)無用功較多等問題，這些問題制約了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)以某閥門制造企業(yè)的閘閥作業(yè)車間為例，選中某一型號(hào)的閘閥為代表，對(duì)其生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

本文以某閥門制造企業(yè)的閘閥作業(yè)車間為例，選中某一型號(hào)的閘閥為代表，提出一套完整的改善流程：對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行工藝程序物流線路圖分析，以此尋找改善點(diǎn)，同時(shí)考慮到作業(yè)人員作業(yè)疲勞，根據(jù)工藝流程程序分析，改善生產(chǎn)流程以及加工現(xiàn)場設(shè)施布置，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線改進(jìn)的更加科學(xué)、合理，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低能耗，縮短生產(chǎn)周期。

一、現(xiàn)狀及問題分析

閘閥車間內(nèi)生產(chǎn)加工制造零部件采用批量生產(chǎn)的生產(chǎn)模式，不同型號(hào)不同零部件的批量數(shù)量不同。各型號(hào)零部件的物流順序及車間布局大部分根據(jù)工藝流程設(shè)置，但是仍然存在許多零部件不是根據(jù)工藝流程設(shè)置機(jī)械設(shè)備，整個(gè)車間的空間已呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，既存在一部分設(shè)備為運(yùn)行狀態(tài)，也存在一部分設(shè)備為空閑狀態(tài)。根據(jù)生產(chǎn)調(diào)研，生產(chǎn)設(shè)備多采用一對(duì)一生產(chǎn)，即為省略更換夾具、刀具的時(shí)間，在刀具、夾具的壽命期限內(nèi)，只生產(chǎn)某一型號(hào)的某零部件。

精益生產(chǎn)的思想是以客戶的需求及價(jià)值觀為導(dǎo)向，確定產(chǎn)品的功能及性能是否達(dá)到或者超出客戶的需求，把產(chǎn)品制造過程中所有不能為客戶創(chuàng)造價(jià)值的行為定義為浪費(fèi)；他同時(shí)也是產(chǎn)品制造過程的管理方法，其核心是以盡量少的資源（人力、設(shè)備、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)場地）在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下創(chuàng)造出盡可能高的效益。此論文即應(yīng)用精益生產(chǎn)的第二方面的思想，通過精益生產(chǎn)活動(dòng)以期達(dá)到以下目的：（1）針對(duì)某一型號(hào)的法蘭閘閥加工制造裝配的生產(chǎn)流程進(jìn)行分析改進(jìn)，使生產(chǎn)流程更合理；（2）針對(duì)某一型號(hào)的法蘭閘閥閥體的生產(chǎn)設(shè)施布局進(jìn)行優(yōu)化，消除物流浪費(fèi)，提高物流效率，降低物流較傳統(tǒng)作業(yè)車間調(diào)度問題，（3）對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行平衡分析，減少工序之間的物流等待，消除瓶頸環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)效率。

1.現(xiàn)場調(diào)查

圖2-1 DN80工藝程序圖

整個(gè)閘閥包含的零部件有：閥體、閘板、閥蓋、板扣、閥母、接頭、銅桿以及墊片等標(biāo)準(zhǔn)件。閥體的生產(chǎn)工藝有：平大面、車鐵口、打眼、焊口、車銅口五道工序；閘板需要車板面、焊閘板面、車銅板面；閥蓋的生產(chǎn)工藝為：車蓋大、車蓋小；閥母需要車閥母一道工序；接頭有車接頭大面、車接頭小面兩道工序。

本文以調(diào)研時(shí)正在生產(chǎn)的型號(hào)DN80的法蘭閘閥加工裝配為例，對(duì)法蘭閘閥作業(yè)系統(tǒng)全過程進(jìn)行工藝程序分析，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行簡略、全面和一般性的了解，總結(jié)出如圖1所示合成型的工藝程序圖（銅桿加工有單獨(dú)加工車間）。

通過走進(jìn)現(xiàn)場的調(diào)研，應(yīng)用秒表測時(shí)法，對(duì)各工位進(jìn)行多次測時(shí)，計(jì)算出各種工件各道工序各個(gè)工位的單件加工作業(yè)時(shí)間（包含加工前檢查時(shí)間、加工準(zhǔn)備時(shí)間、加工時(shí)間以及卸件時(shí)間）、運(yùn)輸批量（運(yùn)輸批量）以及生產(chǎn)加工設(shè)備數(shù)量，如表1所示。同時(shí)，考慮到作業(yè)過程中，作業(yè)者的作業(yè)機(jī)能衰退，作業(yè)能力明顯下降，有時(shí)伴隨著疲倦感等主觀癥狀的現(xiàn)象，產(chǎn)生作業(yè)疲勞。同時(shí)，閥門制造作業(yè)時(shí)，作業(yè)內(nèi)容單一，短暫而動(dòng)作高度重復(fù)的作業(yè)，限制作業(yè)者創(chuàng)造力發(fā)揮的作業(yè)都是單調(diào)乏味的，使人產(chǎn)生不愉快的情緒。根據(jù)日本能率協(xié)會(huì)勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，車工、銑工加工工件，屬于中等勞動(dòng)強(qiáng)度級(jí)別。

我國于1983年制訂了按勞動(dòng)強(qiáng)度指數(shù)劃分的《體力勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)》國家標(biāo)準(zhǔn)（GB3869-83），該標(biāo)準(zhǔn)是在第262各工種的工人勞動(dòng)時(shí)，能量代謝和疲勞感等的調(diào)查分析基礎(chǔ)上，以勞動(dòng)時(shí)間率和工作日平均能量代謝率［KCal/（min·m2）］ 為指標(biāo)制訂的，能比較全面地反映作業(yè)時(shí)人體負(fù)荷的大小。根據(jù)勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該車間作業(yè)者加工屬于中等勞動(dòng)勞動(dòng)強(qiáng)度，則作業(yè)者的實(shí)際勞動(dòng)率為65%～75%?？紤]到作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，計(jì)算出75%勞動(dòng)率的批量加工時(shí)間。

表1 調(diào)研與計(jì)算

2.流程程序分析

根據(jù)上述記錄現(xiàn)狀，運(yùn)用“5W1H”提問技術(shù)，分別從操作、檢查、等待、儲(chǔ)存及搬運(yùn)五個(gè)方面逐項(xiàng)分析。

由圖表可示，閥體工件工序的加工時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他零部件，則應(yīng)用工藝流程程序分析，以閥體的加工制造全過程為研究對(duì)象，把加工工藝劃分為加工、檢查、搬運(yùn)、等待和儲(chǔ)存等五種狀態(tài)加以記錄，對(duì)閥體的整個(gè)制造過程進(jìn)行流程分析，以進(jìn)一步了解閥體制造全過程，為流程的進(jìn)一步優(yōu)化打下基礎(chǔ)，為設(shè)施的優(yōu)化布置提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。假設(shè)從零開始，作業(yè)人員在加工前，沒有其他正在加工的閥體批量，只是進(jìn)行單次批量加工，由此，繪制流程程序圖如圖2所示。

3.布置與經(jīng)路分析

以作業(yè)現(xiàn)場為分析對(duì)象，對(duì)產(chǎn)品、零件的現(xiàn)場布置或作業(yè)者的移動(dòng)路線進(jìn)行布置和經(jīng)路分析，與流程程序圖配合使用，以達(dá)到縮短搬運(yùn)距離和改變不合理流向的目的。通過流程程序圖，可以了解產(chǎn)品的搬運(yùn)距離或工人的移動(dòng)距離，通過布置和經(jīng)路分析可以更詳細(xì)地了解產(chǎn)品或工人在現(xiàn)場的實(shí)際流通線路和移動(dòng)線路。便于對(duì)產(chǎn)品、零件或人與物的移動(dòng)路線進(jìn)行分析，通過優(yōu)化設(shè)施布置，改變不合理的流向，減少移動(dòng)距離，達(dá)到降低運(yùn)輸成本的目的。根據(jù)實(shí)際調(diào)研，繪制物流路線圖，如圖2-2所示。

表2 加工閥體的流程程序圖

二、制定改善方案

通過對(duì)DN80閥體生產(chǎn)線的詳細(xì)分析，運(yùn)用“5W1H”以及“ECRS”四大原則，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)。由上述流程程序圖以及物流路線圖所示，根據(jù)現(xiàn)場的工藝流程以及相鄰工序設(shè)備數(shù)量等現(xiàn)場調(diào)研數(shù)據(jù)，通過分析，提出改善方案：

（1）通過對(duì)表2的分析，整個(gè)閥體的作業(yè)流程需要558分鐘的作業(yè)時(shí)間，根據(jù)8小時(shí)工作安排，597分鐘的加工時(shí)間與運(yùn)輸時(shí)間和，大約10個(gè)小時(shí)的作業(yè)時(shí)間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于一天8小時(shí)的安排，所以作為第一步的將原材料閥體從原材料庫運(yùn)輸?shù)郊庸て矫嬷锌诘墓の惶幙梢蕴崆胺胖茫槐卦谏a(chǎn)加工前，耗費(fèi)時(shí)間在運(yùn)輸上，即在前一天工作剩余。也同時(shí)消除了作業(yè)人員等待加工的時(shí)間，在運(yùn)輸后存在的卸貨時(shí)間等。

圖2 DN80閥體加工的物流路線圖

（2）運(yùn)輸閥體至下一工序的在制品儲(chǔ)存區(qū)，等待加工，耗費(fèi)作業(yè)人員的作業(yè)時(shí)間，取消等待工序。

（3）降低生產(chǎn)關(guān)鍵工序生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間，可以從75%作業(yè)勞動(dòng)率的操作時(shí)間可見，焊鐵口為整個(gè)生產(chǎn)閥體的作業(yè)時(shí)間最長的，倘若只有單次批量，但是有4人可以加工此道工序，例如，可以將單次批量100件閥體，在打眼的同時(shí)，分為雙批次，每批次50件，在焊鐵口工序上架耗費(fèi)時(shí)間時(shí)再統(tǒng)一為單批次。

（4）根據(jù)圖2，最左側(cè)的焊鐵口H1工位距離其他上一工序的位置較遠(yuǎn)，可以將其位置調(diào)整，減少物流路線長度，減少重復(fù)路線，從焊鐵口到勾銅口處工位的距離本身取得平均值，則在流程程序分析中距離減少，即運(yùn)輸時(shí)間也在減少。

通過分析研究，取消了等待加工的工序，并且通過物流流線圖的更改工位位置，減短物流運(yùn)輸時(shí)間，增加批次。改進(jìn)后閥體制造流程程序如圖3所示。

三、結(jié) 語

通過改進(jìn)，取得了如下的效果：

（1）減少了加工時(shí)間，時(shí)間從原來的558分鐘減少為511.5分鐘，節(jié)省時(shí)間46.5分鐘。（2）減少了暫存次數(shù)以及暫存時(shí)間。增強(qiáng)了生產(chǎn)過程的連續(xù)性和節(jié)奏性，生產(chǎn)效率明顯提高。（3）減少了移動(dòng)距離，開始從原材料處運(yùn)輸?shù)降谝还の惶幍臅r(shí)間減少，可以提前一天存放在工位處。（4）縮短了生產(chǎn)周期。

圖3-1 流程程序分析圖2

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