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        基于IE+IT中小包裝制造企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場優(yōu)化研究

        2015-12-02 01:42:34李明輝石宇強蔡炳萬鄭露萍
        制造業(yè)自動化 2015年10期
        關(guān)鍵詞:挑花人因工位

        李明輝,石宇強,蔡炳萬,鄭露萍

        LI Ming-hui, SHI Yu-qiang, CAI Bing-wan, ZHENG Lu-ping

        (西南科技大學(xué),綿陽 621010)

        0 引言

        我國是世界包裝制造和消費大國,包裝制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),然而隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化,市場競爭的進(jìn)一步加劇,包裝制造業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)?!百|(zhì)量、效率、交貨期、成本”等各項指標(biāo)的優(yōu)化成為提升競爭力的關(guān)鍵因素。

        中小包裝企業(yè)是我國包裝行業(yè)的主體,包裝產(chǎn)品質(zhì)量低,專業(yè)化水平低,多屬于勞動密集型的加工廠,因此運用工業(yè)工程(IE)方法優(yōu)化其質(zhì)量、成本、效率等制造系統(tǒng)指標(biāo),推行精益生產(chǎn)對于提升其競爭力具有重要意義。

        IE理論方面,齊二石教授等國內(nèi)專家學(xué)者在分析我國工業(yè)工程應(yīng)用實際及“信息化帶動工業(yè)化”的工業(yè)化發(fā)展模式的基礎(chǔ)上提出了“IE+IT”的理念與方法[1],強調(diào)工業(yè)工程及企業(yè)信息化是制造企業(yè)提升競爭力的最有效手段。

        本文通過IE實踐認(rèn)為,IE+IT的實質(zhì)是:IE改善過程的IT化,即在做傳統(tǒng)IE改善(如工作研究、設(shè)施規(guī)劃、人因工程等方面)中,借助于相關(guān)的分析軟件及IT工具不但能提高IE推行效率,還能保證分析結(jié)果以及方案設(shè)計的準(zhǔn)確性;對現(xiàn)代IE方法(如運籌學(xué)、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)建模與仿真等)更需要有相關(guān)的輔助決策分析軟件。

        1 實例研究

        下面以某包裝制造企業(yè)的EPE生產(chǎn)系統(tǒng)為例進(jìn)行實證研究,對所提出的IE+IT優(yōu)化方法進(jìn)行驗證。

        1.1 對企業(yè)車間生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析

        根據(jù)表1,圖1、圖2對車間生產(chǎn)進(jìn)行初步分析,統(tǒng)計產(chǎn)品加工周期為19328s,其中包含大量的搬運時間與加工等待。同時產(chǎn)品物料重復(fù)搬運現(xiàn)象嚴(yán)重,搬運次數(shù)占總活動次數(shù)的55%。

        圖1 各活動時間占比分布

        圖2 各活動次數(shù)占比分布

        圖3 達(dá)寶易軟件動作分析

        圖4 工時分布山積表

        圖5 產(chǎn)能分布

        圖6 數(shù)據(jù)錄入

        進(jìn)一步分析,使用達(dá)寶易軟件分別對切割、沖壓、挑花、粘合、包裝工序進(jìn)行工時統(tǒng)計,繪制山積表并計算產(chǎn)能如圖5所示。發(fā)現(xiàn)該車間的瓶頸工位為沖壓&挑花工位,其產(chǎn)能僅為5922件/天,而其上游切割工位產(chǎn)能為28893件/天,相差懸殊,存在大量在制品等待。

        圖7 Flexsim深加工現(xiàn)場仿真

        本次仿真中,仿真周期與實際生產(chǎn)周期相差800秒,模擬誤差4%,仿真數(shù)據(jù)具有參考值,可作為改善前基礎(chǔ)數(shù)據(jù),用于改善后評價。

        1.2 改善思路

        深加工車間現(xiàn)狀分析完成后,將問題分析匯總?cè)缦拢唧w思路形成如圖8所示。

        圖8 改善思路圖

        運用工序重排的方法設(shè)立挑花工位以均衡負(fù)荷,并運用人因工程進(jìn)行工作臺設(shè)計;

        結(jié)合合并簡化原則對沖壓刀模進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。

        2 改善過程

        2.1 設(shè)立挑花工作臺

        2.1.1 確定思路

        針對以上問題,利用頭腦風(fēng)暴與5W1H(表1)結(jié)合,明確改善思路:

        固定挑花工人,實現(xiàn)沖壓與挑花并行作業(yè),減少不必要加工等待;

        應(yīng)用動作經(jīng)濟(jì)原則,促使工人雙手同時反向作業(yè),設(shè)定工位U型布局;

        利用人因工程,設(shè)計挑花工位工作臺,降低工人疲勞程度、提高效率;利用重力原則采用斜槽結(jié)構(gòu)設(shè)計,取消作業(yè)間搬運;成品及廢料統(tǒng)一集裝,取消工人收集整理,減少重復(fù)搬運。

        2.1.2 確定尺寸

        按照上述思路,結(jié)合人因工程,確定工位各尺寸(表2),完成工位設(shè)計方案一與方案二,并用CAD繪制如圖9、圖10所示。

        表1 5W1H提問

        表2 工位各尺寸

        圖9 方案一

        圖10 方案二

        3.1.3 效果評估

        方案設(shè)計后,運用MOD法分別對方案一、方案二進(jìn)行改善后操作時間分析,得到模特分析表3、表4。從表中可看出改善后方案一用時4.51秒,與改善前7.23秒相比,效率提高37.62%;方案二用時4.77秒,效率提高34.02%。若只考慮效率提高,方案一較優(yōu)。

        3.1.4 方案對比

        實際生產(chǎn)中,最終方案的實施并不僅僅考慮效率提高,還必須綜合考慮成本、員工舒適度等方面。運用系統(tǒng)工程中層次分析法對兩種改善進(jìn)行評價,過程如下:

        邀請車間主任、車間工人一起選取評定指標(biāo);

        根據(jù)評定指標(biāo),按照層次分析法構(gòu)建遞階層次模型圖,如圖11所示。

        表3 方案一模特分析表

        表4 方案二模特分析表

        圖11 層次分析法構(gòu)建遞階層次模型圖

        參考車間主任意見,協(xié)同車間工人對評價指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重設(shè)立,得到判斷矩陣表5。

        表5 判斷矩陣

        根據(jù)判斷矩陣表5,計算合成權(quán)重,得到方案評定表6。

        表6 方案評定表

        根據(jù)方案評定表,選定方案一為實施方案。

        3.3 改善效果評價

        經(jīng)過整體改善之后,對整個車間運用Flexsim(圖12)仿真結(jié)合實際改善效果,繪制改善后產(chǎn)能分布圖13、加工等待時間對比圖14、搬運等待時間對比圖15,并匯總改善效果如表7所示。

        圖12 改善后效果仿真

        圖13 產(chǎn)能分布

        圖14 加工等待對比圖

        圖15 搬運等待對比圖

        表7 改善前后效果對比匯總(單位:秒)

        4 結(jié)論

        本文利用傳統(tǒng)IE和計算機仿真相結(jié)合的方法,即IE+IT的有效結(jié)合,優(yōu)化了中小包裝企業(yè)生產(chǎn)工藝流程,規(guī)范了人員操作,提升了人機利用率、產(chǎn)品質(zhì)量,降低了生產(chǎn)成本,進(jìn)而提升了車間總體效率,從而實現(xiàn)中小包裝企業(yè)管理的實時化、精細(xì)化和可視化,提升綜合管理水平和競爭力。

        [1]齊二石,宋立夫.工業(yè)工程與制造業(yè)信息化——IE+IT[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011.

        [2]大野耐一.豐田生產(chǎn)方式[M].北京:中國鐵道出版社,2010.

        [3]若松義人.豐田式改善力[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.

        [4]楊育.設(shè)施規(guī)劃[M].北京:科學(xué)出版社,2010.

        [5]易樹平,郭伏.基礎(chǔ)工業(yè)工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.

        [6]崔維國.H公司消除管理七大浪費的方法與實踐[D].天津:天津大學(xué),2007.

        [7]王鳳君.基于精益生產(chǎn)的企業(yè)現(xiàn)場改善研究[D].天津:天津大學(xué),2012.

        [8]今井正明.現(xiàn)場改善-低成本管理方法[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

        [9]溫艷,周立民,吳愛華.制造業(yè)信息化與工業(yè)工程[J].科學(xué)與管理,2004(3):33-35.

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