張凱華，崔沈澤，聶帥強(qiáng)，王 龍，陳 雨，謝雙華，尚勇強(qiáng)

(山西航天清華裝備有限責(zé)任公司， 山西 長治 046012)

生活垃圾的處理方式一般是先經(jīng)過垃圾站壓縮處理，然后再進(jìn)行填埋或焚燒。其中垃圾站的核心控制部分是電氣控制柜(簡稱電控柜)，根據(jù)電控柜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，電控柜制造有多種方法。目前我國大多數(shù)中小企業(yè)電控柜的生產(chǎn)模式是普遍采用傳統(tǒng)的制作模式，高度集成的自動(dòng)化生產(chǎn)模式由于諸多原因并不適合大多數(shù)中小企業(yè)[1]。傳統(tǒng)的電氣生產(chǎn)作業(yè)方法是多人分工，同時(shí)操作，生產(chǎn)效率低下，還存在一定的質(zhì)量隱患，造成了生產(chǎn)力的嚴(yán)重浪費(fèi)。

基于此，本文對(duì)中小企業(yè)電控柜生產(chǎn)模式的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入剖析。利用現(xiàn)代先進(jìn)的質(zhì)量管理工具[2]，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)節(jié)拍要求，提出了“工”型工作站生產(chǎn)單元布置模型，將閉環(huán)單箭流生產(chǎn)模式應(yīng)用在垃圾站電控柜的生產(chǎn)作業(yè)單元[3]，極大提高了垃圾站電控柜的生產(chǎn)效率。

1 中小企業(yè)電控柜的生產(chǎn)現(xiàn)狀

垃圾站電控柜的整體結(jié)構(gòu)簡單，電路原理通俗易懂，各企業(yè)為了節(jié)約生產(chǎn)成本，垃圾站電控柜部件一般都是自產(chǎn)自銷，制作方法大多采用傳統(tǒng)制作工藝，具體為單一產(chǎn)品、多人分工、同時(shí)操作的生產(chǎn)模式[4]。

傳統(tǒng)的生產(chǎn)作業(yè)流程是生產(chǎn)計(jì)劃員根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)領(lǐng)取技術(shù)資料(如圖1所示)，技術(shù)資料主要包括圖紙、生產(chǎn)工藝、外購件明細(xì)表、外協(xié)件明細(xì)表。外購件、外協(xié)件由采購中心統(tǒng)一進(jìn)行采購和外協(xié)加工。配貨員根據(jù)物料清單明細(xì)將所有電器件及輔料配貨到電氣工段。因?yàn)檐囬g操作電工最終看到的是零件圖紙，無法看到所有零部件的匯總明細(xì)，所以操作電工接收到貨物時(shí)進(jìn)行的第一項(xiàng)工作不是生產(chǎn)作業(yè)，而是必須進(jìn)行貨物清點(diǎn)及分類，因此不能快速進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)[5]。由此就造成了等待浪費(fèi)，不符合精益生產(chǎn)的要求。

圖1 垃圾站電控柜傳統(tǒng)作業(yè)流程

以某公司電控柜的傳統(tǒng)作業(yè)流程為例，按作業(yè)工序表測(cè)定各工序作業(yè)時(shí)間，見表1、圖2。

表1 電控柜傳統(tǒng)作業(yè)工序表

所有工序均需2個(gè)及以上操作工來實(shí)現(xiàn)，總時(shí)間T計(jì)算公式如下：

T=2Ta=2×(T0+T1+T2+T3+T4+T5)=2×(500+700+13 750+9 900+5 220+27 500)=115 140(s)

式中：Ta為一個(gè)操作人員完成所有流程節(jié)拍的作業(yè)時(shí)間；T0為導(dǎo)軌安裝作業(yè)時(shí)間；T1為線槽作業(yè)時(shí)間；T2為線纜制作時(shí)間；T3為元件安裝作業(yè)時(shí)間；T4為元件復(fù)驗(yàn)時(shí)間；T5為遠(yuǎn)端標(biāo)記作業(yè)時(shí)間。由此可知，總時(shí)間合計(jì)約4個(gè)工作日。

通過對(duì)傳統(tǒng)工藝流程制作的電控柜進(jìn)行質(zhì)量分析發(fā)現(xiàn)，每個(gè)工序都存在消化圖紙、找元器件和輔料等步驟，造成了重復(fù)作業(yè)的時(shí)間浪費(fèi)，也大大增加了故障率。例如對(duì)8臺(tái)電控柜跟蹤生產(chǎn)測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，制作故障率η高達(dá)37.5%。電控柜傳統(tǒng)作業(yè)工序制作故障統(tǒng)計(jì)表見表2。

圖2 電控柜傳統(tǒng)作業(yè)工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)

表2 電控柜傳統(tǒng)作業(yè)工序制作故障統(tǒng)計(jì)表

2 “工”型工作站生產(chǎn)單元布置

2.1 “工”型工作站的模型建立

根據(jù)電控柜制作工藝流程，結(jié)合企業(yè)自身的電控柜制作模式，確立了以工作站模塊形式為基礎(chǔ)的生產(chǎn)單元，布置“工”型工作站生產(chǎn)單元模型，其中一人或雙人作業(yè)為工作站內(nèi)的生產(chǎn)基本要素。工作站生產(chǎn)單元的最終目的是提高生產(chǎn)效率，做到模塊化配套生產(chǎn)，達(dá)到0誤工、0失誤，進(jìn)行作業(yè)時(shí)，空間滑軌系統(tǒng)同時(shí)工作，可以做到0干涉，工作站區(qū)域利用率可達(dá)到100%。

生產(chǎn)單元分為3個(gè)工作區(qū)域，即待裝區(qū)、看板區(qū)、裝配區(qū)，如圖3所示。工作站看板區(qū)主要顯示內(nèi)容為生產(chǎn)任務(wù)、工藝流程、生產(chǎn)工藝等。任務(wù)看板區(qū)電子屏幕隨時(shí)顯示工藝流程細(xì)則、任務(wù)要求節(jié)點(diǎn)、作業(yè)指導(dǎo)書要求、關(guān)鍵工序細(xì)節(jié)和任務(wù)進(jìn)度等。

圖3 “工”型工作站模型

工作站待裝區(qū)進(jìn)行元件的分類、復(fù)驗(yàn)及其他準(zhǔn)備工作，主要功能區(qū)包括3個(gè)部分：上面空間部分可以在空間中掛放各種工具、瑣碎小零件，使用時(shí)通過滑軌來移動(dòng)各種存放工具的器具；中間部分為工作臺(tái)，主要用來進(jìn)行電器元件分類、檢測(cè)和程序傳輸；待裝區(qū)下面的箱柜用來存放圖紙、各種檢測(cè)工裝等。

工作站裝配區(qū)為電控柜的組裝作業(yè)區(qū)[5]，主要包括電控智能升降裝置。電控智能升降裝置按人機(jī)交換的要求來設(shè)計(jì)，桌架寬度范圍可調(diào)，可以通過智能手機(jī)專業(yè)軟件和藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)控制功能，通過手機(jī)軟件連接可以實(shí)現(xiàn)控制桌子升降、顯示高度等，防止誤操作及碰撞。

對(duì)裝配區(qū)進(jìn)行了主要功能區(qū)分，如圖4所示?？潭裙δ軈^(qū)可以使工作人員精確、快速下線，省去使用盒尺測(cè)量的工序，提高了工作效率，避免了取線時(shí)電線打結(jié)、無法二次使用的現(xiàn)象。燈架上安裝手臂式LED燈，工作時(shí)可以提供充足的光源，并保護(hù)作業(yè)人員的眼睛。在元器件擺放區(qū)，通過二維平面模擬元器件擺放，電工在作業(yè)時(shí)，先把元器件一一對(duì)應(yīng)放置在模擬區(qū)域，可以快速檢查元器件的數(shù)量,再從模擬區(qū)一一對(duì)應(yīng)安裝到電控柜底板內(nèi),完全做到0失誤、0錯(cuò)誤,大幅度提高了生產(chǎn)效率。

圖4 裝配區(qū)功能分布圖

根據(jù)工作站的區(qū)域劃分，將閉環(huán)單箭流的生產(chǎn)模式應(yīng)用在垃圾站電控柜的生產(chǎn)作業(yè)單元，重新編制工藝生產(chǎn)作業(yè)流程，如圖5所示。

圖5 “工”型工作站工藝生產(chǎn)作業(yè)流程

2.2 “工”型工作站制作流程分析

通過對(duì)電控柜的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程分析，對(duì)照作業(yè)工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)表，運(yùn)用階段質(zhì)量管理工具“PDCA”質(zhì)量改善工具，按照計(jì)劃“P”、執(zhí)行“D”、檢查“C”和處理“A”的循環(huán)管理方法，建立電控柜作業(yè)工序表，利用精益生產(chǎn)理念找出不必要的等待浪費(fèi)，合并相同工序，編制新的電控柜制作工序步驟(見表3)。利用這種循環(huán)管理方法每季度優(yōu)化一次作業(yè)工序表，減少一些不必要的工序?！肮ぁ毙凸ぷ髡咀鳂I(yè)工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)如圖6所示。

表3 “工”型工作站作業(yè)工序表

由圖6可知，通過工裝及通用工藝優(yōu)化，提高了裝配效率，減少了等待時(shí)間。

總時(shí)間T=2Ta=2×(T0+T1+T2+T3+T4+T5)=2×(200+280+7 150+6 050+3 480+7 700)=49 720(s)，即總時(shí)間合計(jì)約2個(gè)工作日。由此可知,生產(chǎn)效率得到提升，η=43.5%，制作故障率為0。

通過對(duì)“工”型工作站的作業(yè)工序表檢測(cè)分析可知，電控柜生產(chǎn)作業(yè)布局優(yōu)化后,提高了生產(chǎn)效率，減少了制作故障率，各作業(yè)工位由開始到成品入庫，整個(gè)作業(yè)流程為一個(gè)閉環(huán)單箭流的生產(chǎn)模式，物料在工作站內(nèi)部作業(yè)單元流轉(zhuǎn)時(shí)，減少了物料配送時(shí)間。

3 結(jié)束語

本文對(duì)中小企業(yè)電控柜的制作工藝及生產(chǎn)模式進(jìn)行了深入分析，介紹了一種新的電控柜制作生產(chǎn)模式，電控柜生產(chǎn)作業(yè)布局優(yōu)化后，減少了等待環(huán)節(jié)，通過閉環(huán)單箭流生產(chǎn)模式的生產(chǎn)作業(yè)單元，極大提高了垃圾站電控柜的生產(chǎn)效率，減小了垃圾站電控柜的安裝故障率。

圖6 “工”型工作站作業(yè)工序時(shí)間統(tǒng)計(jì)