張建政 劉俊艷 楊佳衛(wèi)

摘要：本文以N企業(yè)裝配線為研究對象，根據(jù)工業(yè)工程基礎(chǔ)理論，利用ECRS方法對生產(chǎn)流程進行重組簡化，解決產(chǎn)能過剩，工作量不飽和以及人員浪費的問題，將生產(chǎn)線的平衡率由91.7%提高到99.0%;利用魚骨圖和人因工程等方法，對各工序進行改善，編寫標準作業(yè)指導(dǎo)書以及人員標準設(shè)定;后期通過人員培訓(xùn)，提高熟練度，滿足T.T時間。

Abstract： ?In this paper， the assembly line of N enterprise is taken as the research object. According to the basic theory of industrial engineering， the ECRS method is used to restructure and simplify the production process， to solve the problems of overcapacity， workload unsaturation and personnel waste， and to improve the balance rate of the production line from 91.7% to 99.0%. The fishbone drawing and human factors engineering methods are used to improve the process， prepare standard operating instructions and personnel standard setting; Later through personnel training， it improves proficiency and meets the T.T time.

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程;ECRS;生產(chǎn)平衡率;人因工程

Key words： industrial engineering;ECRS;balance rate;human factors engineering

中圖分類號：TH181 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）15-0280-05

0 ?引言

隨著全球制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟市場的轉(zhuǎn)移，中國制造業(yè)，尤其是中小企業(yè)生存壓力凸顯。論文所選N公司是勞動力密集的中小型企業(yè);市場情況要求該類型企業(yè)能夠快速適應(yīng)產(chǎn)線變化，快速響應(yīng)，高效生產(chǎn)。學(xué)者們也對中小企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級做研究，馮磊[1]、黃鵬鵬[2]、甘衛(wèi)華[3]、羅穎洹[4]、王紅[5]、黃銳瓊[6]、高賀云[7]、等運用經(jīng)典工業(yè)工程手法，對各種裝配性產(chǎn)線和各種流程的再造，減少浪費，提高效率;杜戰(zhàn)其[8]、黃河[9]、王向銀[10]等圍繞作業(yè)人員的疲勞度，通過計算人體新陳代謝能量消耗，以及工作疲勞度，對作業(yè)人員的工作做研究和改善。工業(yè)工程管理技術(shù)對制造業(yè)降本增效有著非常明顯的作用，值得大力推廣，然而其在中小民營企業(yè)中的應(yīng)用并不廣泛，本文對ADF產(chǎn)線做研究，運用工業(yè)工程技術(shù)對生產(chǎn)效率進行系統(tǒng)的改善，通過改善活動達到人才育成的目的，增加企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)生動力。

N公司的自動輸稿裝置（Auto Document Feeder，ADF）是主要產(chǎn)品，但該產(chǎn)線存在產(chǎn)能過剩、等待浪費等現(xiàn)象;故針對ADF線產(chǎn)能過剩、等待浪費等問題運用工業(yè)工程理論方法進行改善，提高生產(chǎn)效率。

1 ?ADF產(chǎn)線生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

1.1 產(chǎn)線概況

ADF產(chǎn)品共有兩條產(chǎn)線，每條產(chǎn)線有12人;部品種類有190種;部品數(shù)量有327個;組成5個大件;產(chǎn)線為組裝工作，整體組裝工藝較繁雜。

ADF產(chǎn)品滿足客戶需求的T.T工時為300s，工人的日工作時間為9.3小時，生產(chǎn)計劃為111臺/日。

ADF產(chǎn)線生產(chǎn)流程如圖1所示。各部件在工位上依次傳遞作業(yè)，前7工位進行組裝，后5工位分別為檢查和捆包。物流人員從產(chǎn)線架的后方給每個工位供料。

1.2 產(chǎn)線問題分析

1.2.1 產(chǎn)線工時測定

在改善之前，對這條生產(chǎn)線進行觀測與分析，12個工位用時依次為244s、242s、244s、248s、242s、264s、243s、244s、241s、242s、247s、270s;其中第6工位和第12工位耗時較長。工時如圖2所示。

由工時測量數(shù)據(jù)知，ADF產(chǎn)線存在以下問題：

①產(chǎn)能過剩。

改善前，各工序沒有達到的T.T時間300s，且相差較大。按照目前現(xiàn)狀安排生產(chǎn)，造成生產(chǎn)過剩，因該企業(yè)訂單主要來自于總裝廠，訂單數(shù)不會增多，不能通過增加訂單的方法來減少產(chǎn)能過剩;故需要進行工序流程重組減少這一現(xiàn)象。

②現(xiàn)有工人超過必要數(shù)。

經(jīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計得總工時2900s，12人配置的平均工時248s。目標T.T工時300s，生產(chǎn)必要人數(shù)=2900/300=9.7≈10人;目前12人參與生產(chǎn)活動，可以優(yōu)化掉2名工人，用于支援其他產(chǎn)線。

③庫存浪費。

通過工序生產(chǎn)節(jié)拍計算分析得，第1，2個工序，第1個工序的完成時間244s，是第2個工序的到達時間，第2個工序的服務(wù)時間為242s，即無需等待，直接服務(wù)完畢;第2，3工序，第2工序242s為到達時間，第3工序為244s為等待時間，需等待2s，（242/2）+1=122件。也就是說當(dāng)?shù)?個工序完成第122件半成品后第3工序的工作臺會累計兩件半成品;以此類推，第3，4工序，（244/4）+1=62件;第4，5工序，無半成品堆積;第5，6工序，（242/22）+1=12件;第6，7工序，無半成品堆積;第7，8工序（243/1）+1=244件;第8，9工序無半成品堆積;第9，10工序（241/1）+1=242件;第10，11工序（242/5）+1=49.4件;第11，12工序（247/23）+1=11.7件。

從上述分析中可以看出，第5、6工序間和第11、12工序間大約每生產(chǎn)12個產(chǎn)品就會累積半成品1次。該公司的一天產(chǎn)量是111件，111/12=9.25。一天會累積9件產(chǎn)品，產(chǎn)生積壓資金為8299*9=74691元。

④產(chǎn)線不平衡。

基于ADF產(chǎn)線的平衡率如下：

工站數(shù)N=12，瓶頸工序時間CT=270s

由圖2得各工序總和

=244+242+244+248+242+264+243+244+241+242+270+247=2971s

即ADF產(chǎn)線改善前的平衡率為91.70%。經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)查得，行業(yè)的平衡率需規(guī)劃到95%以上，經(jīng)項目團隊討論研究認為，ADF產(chǎn)線需要做產(chǎn)線平衡，進行工序優(yōu)化，同時解決產(chǎn)能過剩的問題，以提升效率、效益。

1.2.2 魚骨圖分析

為進一步找到解決問題的根源，采用魚骨圖的方法進行分析，如圖3所示。

從人、機、料、法、環(huán)5個方面進行分析，確定真因為以下六種。

①清潔動作不標準。在第7工位的作業(yè)員對ADF的大蓋進行酒精擦拭除污時，會下意識的將整個表面擦拭，造成動作浪費，從而對生產(chǎn)效率造成影響。

②檢查未標準化。在第6工位作業(yè)員對開合異音確認時，作業(yè)員會進行3～5次的異音確認，帶來時間的浪費。

③等待浪費。1）第12工位作業(yè)員在用抽風(fēng)機抽空封裝袋里的空氣時，因時間把握不好，長時間按動抽風(fēng)機開關(guān)，造成10s的等待，機器和人的工作在這10s內(nèi)是無效工作的;2）在ADF產(chǎn)線的第5工位和第11工位，有后面工位待完成的現(xiàn)象，在生產(chǎn)12臺后造成在制品的堆積， 造成斷線問題，并讓第5和第11工位的作業(yè)員放松自己的工作強度，拉動整個產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍;3）由于作業(yè)員的失誤，造成部件的掉落或表面出現(xiàn)不影響質(zhì)量的毛刺，作業(yè)員需要按動產(chǎn)線警示，整條產(chǎn)線將會停止下來，保證了質(zhì)量的同時，也增加了產(chǎn)線的工時，造成等待浪費。

④計時設(shè)備操作易產(chǎn)生誤差。企業(yè)的計時設(shè)備，每個工位的作業(yè)員需要在作業(yè)開始時，按動計時器按鈕，開始計時，作業(yè)完成時，在按動一次按鈕，結(jié)束計時，當(dāng)作業(yè)員忘記按動任何一次的按鈕時，會對管理層造成較大的誤差，給管理和決策上帶來困難，影響決策的效率。

⑤工位工時小于T.T工時。整條ADF的產(chǎn)線都小于T.T工時，作業(yè)員的作業(yè)強度低，產(chǎn)能過剩，造成資源的浪費，以及公司效益的損失。

⑥員工休息時間少。ADF產(chǎn)線的一些作業(yè)員，作業(yè)內(nèi)容耗時較多，需要加大作業(yè)強度來配合整條產(chǎn)線的運轉(zhuǎn)，因此，員工對公司沒有太多歸屬感，人員流動大，無形中增加了人員的應(yīng)解聘成本和培訓(xùn)成本。

2 ?ADF產(chǎn)線改善方案

2.1 改善思路

文章針對以上原因進行系統(tǒng)的改善。通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析、魚骨圖分析，以及研究團隊定的第一階段改善目標，改善方案以產(chǎn)線平衡，減少產(chǎn)能過剩為目的，首先圍繞產(chǎn)線平衡從ECRS方法著手拆分合并工序，并對針對個別工序進行動作分析;同時對新的工序流程進行作業(yè)標準的制定;并做人因工程改善提高人的作業(yè)效率;這樣從工序節(jié)拍、產(chǎn)能穩(wěn)定、人員效率、作業(yè)效率方面系統(tǒng)的進行第一階段改善。（圖4）

2.2 基于ECRS流程再造

在封裝工位中，更換大功率的抽風(fēng)機，并接入可編程式時間繼電器，使作業(yè)員按動一下就可以讓抽風(fēng)機連續(xù)工作4秒，提高工作效率。2）通過對生產(chǎn)線的 ECRS 平衡，使得工序內(nèi)容和工序時間都有了相應(yīng)的調(diào)整如圖5所示。以前六工位為例：

①E：取消第6和的作業(yè)內(nèi)容，包括貼標簽、涂氟水、裝配組裝線以及相關(guān)的組裝和捆包作業(yè);

②C：將取消的工作內(nèi)容合并到相鄰工序中，例如，將貼標簽合和裝配組裝線合并到并到第五工位，將第五工位上的組裝TOP半成品放到第四工位等;

③R：對整條ADF產(chǎn)線的作業(yè)按照標準工時進行重排，在不超過T.T工時的條件下，將作業(yè)內(nèi)容重排;

④S：簡化一些多余的動作和作業(yè)內(nèi)容，如①中的清潔動作。如圖5所示。

瓶頸工序的時間也相應(yīng)縮短，工序更加合理，平衡率提高，產(chǎn)能不過剩。去掉第6和第12工位，使實際工時接近T.T工時，也符合生產(chǎn)規(guī)劃的10人作業(yè)。

ECRS解決了產(chǎn)線的等待問題，還在一定程度上平衡了產(chǎn)線，減少在制品的堆積現(xiàn)象，還將未標準化的動作一起加入標準作業(yè)指導(dǎo)書，提高了作業(yè)員的工作強度，減少產(chǎn)能過剩，為員工正確操作提供指導(dǎo)。3）對作業(yè)員進行流程再造后的培訓(xùn)時，同時培養(yǎng)作業(yè)員獨自處理簡單異常的能力，在不會影響到質(zhì)量的前提下，將簡單異常獨自處理。例如螺絲掉落，以及對大蓋毛刺的打磨，提高工作效率。

2.3 標準作業(yè)指導(dǎo)書

經(jīng)過流程再造后，為了標準化作業(yè)，進行標準作業(yè)指導(dǎo)書的編寫，其中檢查工位的標準作業(yè)指導(dǎo)書如圖6所示。

2.4 人因工程改善

影響效率的原因除了工作流程等問題，還有員工工裝、工作疲勞度的問題，此次改善項目同時圍繞員工工作效率進行了工裝、休息時間的人因工程方面的改善。

2.4.1 設(shè)備改善

計時設(shè)備更換位光電感應(yīng)計時設(shè)備，端子1連接感應(yīng)人的設(shè)備，端子2連接感應(yīng)在制品的設(shè)備。當(dāng)同時感應(yīng)到人和在制品時，開關(guān)閉合，向數(shù)據(jù)收集器傳遞信號，信號收集器將數(shù)據(jù)在傳遞給電腦主機，經(jīng)過軟件的翻譯，展現(xiàn)出大量無異常的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，避免了人的誤觸，也避免了作業(yè)員的操作誤差帶來的數(shù)據(jù)錯誤，提高了管理效率。連接方式如圖7所示。

2.4.2 人員疲勞度改善

在工序重排后，因長期站立工作，造成員工疲勞，為了緩解員工的疲勞強度，利用人因工程[11]合理安排工人的休息時間。

N公司的作業(yè)員所從事的工作，經(jīng)查表得RMR（相對能量代謝率）為5.0，基礎(chǔ)代謝率

作業(yè)員的平均體重為55kg（女性），身高160cm，年齡28歲左右，計算得基礎(chǔ)代謝率為0.867kcal/min。

根據(jù)相對能量代謝率

以及

代入，得到作業(yè)時的活動代謝率為4.3335kcal/min。

根據(jù)德國學(xué)者muller的研究，一般人的耐力水準為4kcal/min。如果工作時的能耗超過這一界限，工作者就必須消耗體內(nèi)的能量貯備，為了補充體內(nèi)的能量貯備，就必須在作業(yè)過程中，提供必要的休息時間。米勒假定標準能量貯備為24kcal， 要避免疲勞積累，則工作時間加上休息時間的平均能量消耗不能超過 4kcal/min。 據(jù)此可得以下公式：

作業(yè)時增加的能量消耗為C，工作日總工時為H，其中實際工作時間為TW=能量儲備耗盡時間，休息時間為TR。

TW=，得TW為72min，有

得到TR為6分鐘。

因此，每工作72min，休息6min，才能使作業(yè)員及時補充能量儲備，對企業(yè)來說，能更大的發(fā)揮員工的勞動價值。

2.5 培訓(xùn)計劃

在改善的初期，因為作業(yè)員的不熟練操作，造成作業(yè)延誤，進而使生產(chǎn)線出現(xiàn)斷線的情況。經(jīng)過3天的工時測量，每個工位的作業(yè)工時均超過T.T工時，如圖8所示。

針對上述改善的結(jié)果，在不影響月產(chǎn)量的條件下，對作業(yè)員進行5天的不定時培訓(xùn)，培訓(xùn)計劃如下：

①由生產(chǎn)經(jīng)理對作業(yè)員在培訓(xùn)室進行為期一天的工序講解，對作業(yè)員進行教導(dǎo)，并由線長進行操作演示與講解。

②修改標準作業(yè)指導(dǎo)書，讓作業(yè)員仔細閱讀，并與現(xiàn)場結(jié)合，進行為期五天的現(xiàn)場培訓(xùn)。

③進行二次培訓(xùn)，對現(xiàn)場培訓(xùn)出現(xiàn)的問題，做一匯報，指導(dǎo)作業(yè)員改正，并總結(jié)改善活動的經(jīng)驗與問題，為下次改善提供可參考性建議。

3 ?實施效果

3.1 產(chǎn)線平衡率

通過對具體工位的優(yōu)化，該工序得到了明顯改善，作業(yè)還是從第一工位開始，生產(chǎn)和搬運方式不變，組裝活動減少了一人，捆包活動減少了一人，以T.T時間為準其他的工位的多余工作內(nèi)容由相鄰工位完成，減少產(chǎn)能過剩。

改善后，各平均工時為297s，299s，289s，294s，295s，296s，295s，293s，294s，297s與接近T.T時間300s，工人等待時間減少，效率提升。如圖9所示。

由圖的數(shù)據(jù)計算生產(chǎn)平衡率：

改善后工站數(shù)N=10，瓶頸工序時間CT=299s

各工序總和=297+299+289+294+295+296+295+293+294+297=2949s

通過對生產(chǎn)線的 ECRS 平衡，使得工序內(nèi)容和工序時間都有了相應(yīng)的調(diào)整，瓶頸工序的時間也相應(yīng)縮短，工序更加合理，平衡率得到了提高。但是仍存在著改善的空間，有待后續(xù)進一步研究改善。減去兩人，符合支援性生產(chǎn)特點，進行多能工培訓(xùn)，支援其他產(chǎn)線。

3.2 改善效益

3.2.1 經(jīng)濟效益

雖然改善前N企業(yè)相較于同行已經(jīng)有較高的生產(chǎn)平衡率，但是持續(xù)改善才是精益之魂，要讓這一理念在企業(yè)中根深蒂固。通過本項目的實施，產(chǎn)線平衡率從91.7%到99.0%，人員減少2人，2條產(chǎn)線共減少4人，進行多能工培訓(xùn)，增加生產(chǎn)靈活性。

3.2.2 人員效益

通過改善，突出以人為本的理念，以柔性管理為前提，增加員工歸屬感，把員工的價值觀、事業(yè)成就感統(tǒng)一到工作上來。通過培訓(xùn)人員對工業(yè)IE知識的學(xué)習(xí)，增強員工對精益生產(chǎn)的了解，傳承TPS的真諦，提高自身的綜合素質(zhì)，以適應(yīng)企業(yè)和人才自身發(fā)展的需要，達到改善育人財?shù)哪繕恕?/p>

4 ?總結(jié)

本案例主要針對由于企業(yè)實際生產(chǎn)工時遠小于T.T時間，造成產(chǎn)能過剩，工作量不飽和，以及人員等待浪費等問題，利用魚骨圖分析產(chǎn)線，人因工程等方法，對各個工序進行拆分重組，編寫標準作業(yè)指導(dǎo)書，及人員的標準設(shè)定。后期再通過人員培訓(xùn)，使得員工加強操作熟練度，提高生產(chǎn)平衡率，滿足T.T時間。

通過這次實習(xí)，我們深刻體會了工業(yè)工程的核心思想“改善無止境”改善沒有最好，只有更好。不管企業(yè)的規(guī)模大小，都必須進行持續(xù)改善，對于中小型企業(yè)，在收益較好的情況下，也必須進行持續(xù)改善。逐步樹立起IE的理念，有效的利用IE方法，針對人員、效率等方面，給出科學(xué)的方案，不斷踐行，不斷發(fā)展，最終實現(xiàn)人員的完善，以及效率的提高。

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作者簡介：張建政（1980-），男，上海人，上海颯智智能科技有限公司，總經(jīng)理，博士，研究方向為機器人、人工智能。