摘 ?要： 本文主要研究Ⅱ型玩具小車裝配線的平衡以及UPH的提升。通過對小車結(jié)構(gòu)的深入了解，結(jié)合產(chǎn)品布置原則進行工序劃分，同時畫出網(wǎng)絡(luò)圖;然后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)圖設(shè)計出初次裝配Ⅱ型玩具小車的方案，運用連續(xù)測時法對初次設(shè)計的方案進行測時，對初次設(shè)計的方案進行LOB及UPH分析，初次設(shè)計的平衡率未達(dá)到0.8以上;其次利用5W1H提問技術(shù)提問，ECRS進行合并、重排、簡化、消除，結(jié)合常速影像進行粗略分析，運用動作經(jīng)濟原則，同時對瓶頸工序進行動素分析，減少不必要的動作，設(shè)計出另一套裝配方案，運用連續(xù)測時法測時，進行LOB及UPH分析，LOB達(dá)到0.8以上以及UPH有明顯提高，方案可行;最后對再設(shè)計方案制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間，同時進行初次設(shè)計與再次設(shè)計平衡效果評比。

關(guān)鍵詞： LOB;5W1H;ECRS四原則;動作經(jīng)濟原則;UPH

中圖分類號： TP391. 41 ? ?文獻標(biāo)識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.05.047

本文著錄格式：趙朝文. 基于LOB技術(shù)的Ⅱ型玩具車裝配線設(shè)計及UPH提升研究[J]. 軟件，2019，40（5）：239248

【Abstract】： This paper mainly studies the balance of assembly line of type II toy car and the improvement of UPH. Through a thorough understanding of the structure of the car， combining with the principle of product layout， the process division is made， and the network diagram is drawn at the same time. Then the scheme of initial assembly of type II toy car is designed based on the network diagram， and the scheme of initial design is measured by continuous time measurement method. The LOB and UPH analysis of the scheme of initial design is carried out. The balance rate of the initial design is not more than 0.8; secondly， the 5W1H is used to measure the time of the scheme of initial design. Questioning technology， ECRS merges， rearranges， simplifies， eliminates， combines with the constant speed image to carry on the rough analysis， uses the action economy principle， simultaneously carries on the motion element analysis to the bottleneck procedure， reduces the unnecessary movement， designs another set of assembly plan， uses the continuous time measurement method to measure the time， carries on the LOB and UPH analysis， the LOB achieves 0.8 above and the UPH has the obvious enhancement， the plan is feasible; Finally， the standard operating time of the redesign is worked out， and the balance effect of the initial design and redesign is evaluated.

【Key words】： LOB; 5W1H; Four principles of ECRS; Principle of motion ecnomy; UPH

0 ?引言

目前，在大多數(shù)企業(yè)中，工業(yè)工程方法得到了廣泛的使用，其改善方法簡單易懂，改善效果顯著。但是在問題的提出、解決以及分析中企業(yè)使用工業(yè)工程方法時的主觀因素占了很大部分，因此在改善中相關(guān)管理人員的主觀因素非常重要，這就要求相關(guān)管理人員要有相當(dāng)豐富的工業(yè)工程管理經(jīng)驗和相當(dāng)扎實的工業(yè)工程理論知識。本次研究Ⅱ型玩具小車主要采用工作研究，主要包括作業(yè)測定和方法研究兩大技術(shù)，概括地說工作研究的內(nèi)容包括：尋找有效的工作方法，減少過程的浪費、工作標(biāo)準(zhǔn)化、制定工作標(biāo)準(zhǔn)時間;在工作研究當(dāng)中，常用的有5W1H提問技術(shù)、ECRS四大原則、動作經(jīng)濟原則以及方法研究所涉及的程序表等[8]。

1 ?Ⅱ型玩具小車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

Ⅱ型玩具小車的三維圖及局部圖，對Ⅱ玩具小車進行組裝，其組裝結(jié)構(gòu)圖如圖1、圖2所示。

Ⅱ型玩具小車樹狀結(jié)構(gòu)圖[1]如圖3所示。

2 ?初次設(shè)計Ⅱ型玩具小車裝配工藝規(guī)程

2.1 ?Ⅱ型玩具小車裝配步驟

按照產(chǎn)品布置原則[2]，結(jié)合Ⅱ型玩具小車的樹狀結(jié)構(gòu)圖，可將其裝配步驟分配如下，同時測出一次裝配的時間。

結(jié)合以上分析，根據(jù)緊前工序，畫出Ⅱ型玩具小車的裝配網(wǎng)絡(luò)圖[2]如圖4所示。

2.2 ?初次設(shè)計Ⅱ型玩具小車裝配的方案

結(jié)合表1以及圖4，運用后續(xù)工作較多的任務(wù)及裝配的銜接性進行初次設(shè)計方案如表2所示。

由一次簡單裝配可知，裝配一臺Ⅱ型玩具小車所用時間為16分鐘24.5秒;查文獻[3]中觀測次數(shù)確定標(biāo)準(zhǔn)表可知，觀測次數(shù)須大于8次，本次取觀測次數(shù)為20次，這樣所測數(shù)據(jù)更為科學(xué)、合理。

2.3 ?初次設(shè)計方案LOB及UPH分析

對于流水線操作來說，其UPH取決于瓶頸工作地;由附表1知，工作地1為瓶頸;結(jié)合表3可知，則初次設(shè)計的Ⅱ型玩具車裝配流程的UPH即為 ?29臺。

2.4 ?最少工作地數(shù)目

根據(jù)初次設(shè)計的方案所進行Ⅱ型玩具小車裝配，由附表1可知瓶頸為工作地1，用時122.385秒，即此次所取 ， ;可求：

故最少工作地數(shù)為7。

3 ?再次設(shè)計Ⅱ型玩具小車裝配工藝規(guī)程

3.1 ?再次設(shè)計前分析

通過初次設(shè)計方案的結(jié)果可知，其平衡率達(dá)不到0.8以上，因此需要對初次設(shè)計的方案進行改進，采用5W1H提問技術(shù)和ECRS原則[3]等方法進行作業(yè)改善。

對于UPH的提升，本次的設(shè)計中主要采用降低節(jié)拍的方式，在盡可能減少工作地的情況下，提高作業(yè)的均衡度。平衡率的提高及UPH 的提升具體方法如下所示。

1）通過5W1H提問技術(shù)，運用ECRS四原則進行取消、合并、重排、簡化：

（1）工作地1為瓶頸，可以將一部分工作分配給工作地3。同時在工作地4進行車箱與底盤相連，但是由于這個環(huán)節(jié)用時較短，可調(diào)整一部分在此工作地。

（2）工作地4、6、7相對用時較短，可以合并成兩個工作地或者根據(jù)其他工作地操作情況進行重新分配;同時考慮到工作地5中組裝好的方向盤對座位與連接板1、連接件1相連時的影響，如圖6。故需將工作地5中座位組裝及連接部分重新分配。

（3）駕駛室側(cè)板與后下連接件相連用時較長，可將工作地8、9的部分工作內(nèi)容進行重新分配，減少操作者的疲勞。

（4）對分配好的工作進行重排，重新排列工作地，總體的裝配順序應(yīng)該按照由下向上、由里向外進行重新分配，保證裝配的順序銜接性。

綜上所述，可將各個工作地調(diào)整如下圖所示。

圖7的處理，將工作地1中序號3內(nèi)容轉(zhuǎn)移;圖8的處理，將工作地5中序號13的內(nèi)容轉(zhuǎn)移，同時將工作地6中序號17的內(nèi)容轉(zhuǎn)移;圖9的處理，將工作地5中序號14的內(nèi)容轉(zhuǎn)移，同時將工作地7的內(nèi)容轉(zhuǎn)移重排;圖10的處理，將工作地5中序號15的內(nèi)容轉(zhuǎn)移重排，同時將工作地8中序號21的內(nèi)容拆分轉(zhuǎn)移，將工作地9中序號22的內(nèi)容轉(zhuǎn)移重排。

2）常速影像動作分析

通過對初次設(shè)計的裝配工藝流程攝影，把影像進行再現(xiàn)，采用常速影像動作，運用粗略分析[3]，其分析結(jié)果如下：

（1）工作地1用時最長，為瓶頸，會導(dǎo)致后續(xù)工序等待時間過長。

（2）由于操作者不是專業(yè)人員，操作時速度上不一致。

（3）在組裝過程中存在連續(xù)、重復(fù)的動作，在某些工位需要對螺釘、螺母進行多次裝配，在作業(yè)過程中，操作人員基本上都是先用手把螺母擰如螺釘一部分，緊接著再利用扳手、螺絲刀進行擰緊，一個一個重復(fù)前面的操作，重復(fù)拿取工具，導(dǎo)致了不必要的重復(fù)動作。

（4）工具擺放位置不合理、不便于在操作中拿取，同時部分零件擺放也不合理。

（5）在組裝前后車輪時存在不必要的動作，此處的操作人員通常是先把車軸組裝進去，然后在把塑料圈、輪轂、車輪組裝進去。

（6）在組裝底架與后車輪連接件2、后連接件1相連時，由于空間過于小的原因，組裝方式可以改進，組裝駕駛室側(cè)板與后上、前上、前下連接件相裝配時存在同樣的情況。

（7）操作人員在作業(yè)過程中，由于姿態(tài)的原因，部分操作者的操作不順暢。

3）動作經(jīng)濟原則[3]

對以上存在的問題，結(jié)合動作經(jīng)濟原則，采用減少動作數(shù)、雙手同時作業(yè)、縮短動作距離、輕快動作進行作業(yè)，進行相應(yīng)的改善，改善如下：

針對常速影像動作分析問題（3）;對于可以改善的工作地，采用先把需要組裝的全部螺母用手?jǐn)Q如螺釘，然后再拿取工具進行操作，一個一個擰緊。從而減少了拿取工具的次數(shù)，縮短一定的時間。

針對常速影像動作分析問題（4）;采用作業(yè)現(xiàn)場布置，把扳手放在操作臺的左上角，把螺絲刀放在操作臺右上角，這樣有利于作業(yè);把需要的零件放在操作臺的中間位置、并且按照作業(yè)順序放置，如圖11、12。

針對常速影像動作分析問題（5）;對于這一問題，采用先在車軸一頭安裝塑料圈、輪轂、車輪，再把車軸安裝進去，進行操作，如圖13、14;減少了動作數(shù)、同時縮短了多次移動距離。

針對常速影像動作分析問題（6）;采用先把一側(cè)的底架與后車輪連接件2、后連接件1相連，然后在組裝另一側(cè)，保證了操作空間，并且能夠輕松動作，如圖15、16。針對組裝駕駛室側(cè)板與后上、前上、前下連接件相裝配時，采用相同的方式。

針對常速影像動作分析問題（2）;各個工作站操作者不熟練，可以在裝配前進行多次裝配，保證操作熟練度。

針對瓶頸工序，以上ECRS原則已做處理。以及針對其他問題，采用最適當(dāng)?shù)娜梭w部位動作等。

總之，為了能夠達(dá)到預(yù)期目的，應(yīng)盡可能按照動作經(jīng)濟原則進行作業(yè)。

4）動素分析

根據(jù)初次設(shè)計裝配線的流程，針對瓶頸工作地進行動素分析。根據(jù)動素分析的內(nèi)容，結(jié)合圖11，將初次設(shè)計裝配線流程的瓶頸工作地進行動素分析如附表2所示;同時結(jié)合圖12，將再次設(shè)計的對應(yīng)工作地進行動素分析如附表3所示。對初次設(shè)計和再次設(shè)計的動素進行統(tǒng)計比較如下表所示。（注： 表示伸手、 表示握取、 表示移物、 表示拿住、 表示使用、 表示定位、 表示裝配、 表示延遲、 表示放開）[3]。

3.2 ?再次設(shè)計裝配線流程和LOB及UPH分析

通過對Ⅱ型玩具小車初次設(shè)計的分析，結(jié)合最少工作地數(shù)，為了更好的得到平衡，減少操作者疲勞，采取接近最少工作地數(shù)的原則，得再次設(shè)計的方案如表5所示。

4.3 ?寬放率的確定

私事寬放，在正常情況下，每個工作日中私事寬放時間約為正常時間的5%已足夠了[10];按照標(biāo)準(zhǔn)，裝配Ⅱ型玩具小車屬于輕松工作，一般為2%～5%，本次選取的私事寬放率為4%。

疲勞寬放，本次設(shè)計是在實訓(xùn)中心實驗室進行，都為男生操作，結(jié)合實訓(xùn)中心的環(huán)境等綜合條件，查書中表7-11[3]，疲勞寬放率取4%。

延遲寬放，其中包括操作寬放、機器干擾寬放、偶發(fā)寬放及政策寬放四種[3]。根據(jù)觀測結(jié)果，結(jié)合實際情況，取操作寬放率為1%、偶發(fā)寬放率為1%;其中無機器干擾寬放和政策寬放。

則裝配Ⅱ型玩具小車所占寬放率為10%。

4.4 ?標(biāo)準(zhǔn)時間

6 ?結(jié)論

本次對Ⅱ型玩具小車裝配線平衡設(shè)計以及產(chǎn)能提升研究中，通過對小車結(jié)構(gòu)的認(rèn)識分析，進行裝配流水線的平衡設(shè)計，首次設(shè)計的裝配線的平衡率為72.4%，通過改善后的平衡率達(dá)到了93.5%，裝配線在平衡率上提升了21.1%;同時，首次設(shè)計的裝配線每天能夠達(dá)到的產(chǎn)能為205臺（UPH為29臺），改善后每天能夠達(dá)到的產(chǎn)能為253臺（UPH為36臺），則每日產(chǎn)能提高了48臺（UPH提升了大約7臺）;再次設(shè)計中裝配II型玩具小車標(biāo)準(zhǔn)時間為15分鐘2.6秒，其次裝配線負(fù)荷系數(shù)提高了0.227，裝配時間損耗系數(shù)降低了0.211。通過本次的設(shè)計及研究分析，提供了更加合適的裝配線平衡設(shè)計的方法。

參考文獻

[1] 劉麗文. 生產(chǎn)與運作管理[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2006.

[2] 馬漢武. 設(shè)施規(guī)劃與物流系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京： 高等教育出版社， 2014.

[3] 易樹平， 郭伏. 基礎(chǔ)工業(yè)工程[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2013.

[4] 薛偉， 蔣祖華. 工業(yè)工程概論[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社， 2009.

[5] 馬欣. 基于系統(tǒng)日志的自動化UPH追蹤系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 西南交通大學(xué)， 2012.

[6] 齊二石， 朱秀文， 何楨. 生產(chǎn)與運作管理教程[M]. 北京： 清華大學(xué)出版社， 2006.

[7] 宋俊達(dá). 制造企業(yè)生產(chǎn)線平衡的方法研究[C]. 江蘇科技大學(xué)， 2015.

[8] 楊慶楠. F公司裝配線平衡與改善研究[D]. 天津大學(xué)， 2014.

[9] 孫建華， 高廣章， 蔣志強. 生產(chǎn)線平衡的手段與方法研究[J]. 成組技術(shù)與市場現(xiàn)代化， 2008.

[10] 劉晉浩， 侯東亮. 裝配線平衡問題的求解方法淺析[J]. 森林工程， 2006， 22（4）.

[11] 郭伏， 張國民. 工作研究在流水線平整中的應(yīng)用[J]. 工業(yè)工程與管理， 2005， 10（2）.

[12] 侯東亮. 工作研究在雙邊裝配線平衡中的應(yīng)用[J]. 工業(yè)工程管理， 2008， ?13（3）：121-124.

[13] 林軍， 李隨成. 多品種可變流水線平衡及改善[J]. 工業(yè)工程， 2000， 3（2）.

[14] 郭伏， 李森. 作業(yè)測定技術(shù)應(yīng)用中的問題研究[J]. 工業(yè)工程， 2003， 6（3）.