劉俊艷　岳玲玲　張宇　聶金玉　張帆

摘 要：標準作業(yè)是制造業(yè)企業(yè)規(guī)范現(xiàn)場管理的基礎(chǔ)方法，現(xiàn)場改善可由標準作業(yè)入手逐步展開工位級、工序級直至產(chǎn)線級的優(yōu)化。YK公司以標準作業(yè)為抓手進行改善，以期提升產(chǎn)線平衡率。通過觀測工時以及現(xiàn)場實際情況，發(fā)現(xiàn)存在等待和動作浪費的現(xiàn)象，應(yīng)用工業(yè)工程相關(guān)知識并結(jié)合Lingo軟件，對工序進行流程再造，制定出標準作業(yè)。為確保標準作業(yè)有效實施，結(jié)合工效學(xué)相關(guān)知識對作業(yè)空間布局進行優(yōu)化，充分考慮人的因素，改進工裝夾具、引進U型臺裝置、改善線邊物料的擺放方式等來減少浪費。改善后整條產(chǎn)線平衡率由原來的679%提升至79.79%，人均產(chǎn)值提高了48.28%，實現(xiàn)了效率提升，促進了生產(chǎn)的標準化。工序的優(yōu)化重組減少了整條產(chǎn)線的工人數(shù)，在一定程度上節(jié)約了人力成本，實現(xiàn)了效能的最優(yōu)化，充分結(jié)合人因工程學(xué)理論，改善取得理想效果并可持續(xù)推行。

關(guān)鍵詞：標準作業(yè);作業(yè)空間布局;工效學(xué);線平衡

中圖分類號：TH 181

文獻標識碼：A?? 文章編號：1672-7312（2020）06-0602-06

Improvement of Work Space Layout in YK Company

under Standard Operation

LIU Jun-yan， YUE Ling-ling，ZHANG Yu，NIE Jin-yu，ZHANG Fan

（College of Economics and Management，Qingdao University of Science and Technology，Qingdao 266000，China）

Abstract：Standard operation is the basic method for manufacturing enterprises to standardize site management.Site improvement can start from standard operation to gradually carrying out the optimization of station level，process level and production line level.YK takes standard operation as the starting point for improvement to improve the balance rate of production line.By observing the working procedure time and the actual situation on site，it is found that workers actions and working procedures were unreasonable，and there was waste of waiting and action.By applying the knowledge related to industrial engineering and combining with Lingo software，it carried out the reengineering of working procedures and formulated the standard operation.In order

to ensure the effective implementation of the standard operation，the layout of the operation space is optimized by combining the relevant knowledge of ergonomics，giving full consideration to the human factors，improving the tooling fixtures，introducing U-shaped table devices，and improving the layout mode of the lineside materials to reduce waste.After the improvement，the balance rate of the whole production line increased from 67.9% to 79.79%，and the per capita output value increased by 48.28%，which improved the efficiency and promoted the standardization of production.The optimization and reorganization of working procedures reduced the number of workers in the whole production line，saved the labor cost to a certain extent，and realized the optimization of efficiency.By fully combining the theory of human factors engineering，the improvement achieved ideal results and was carried out sustainably.

Key words：standard operation;work space layout;ergonomics;production line balance

0 引言標準作業(yè)在企業(yè)中扮演的角色越來越重要，能夠把企業(yè)積累下來的技術(shù)和經(jīng)驗以標準文件的形式記錄下來[1]，很多事故是由于弄錯作業(yè)程序或作業(yè)方法隨意以及缺少標準作業(yè)指導(dǎo)等原因而引發(fā)的[2]。生產(chǎn)線布局問題是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展面臨的重要課題之一，設(shè)備布局、工作場地布局是否合理化、科學(xué)化、最優(yōu)化，都會影響企業(yè)今后的發(fā)展和管理工作[3]。故企業(yè)利用基礎(chǔ)工業(yè)工程的方法和原理[4]，在制定了相關(guān)工序的標準作業(yè)指導(dǎo)書后，為使所有員工按照作業(yè)指導(dǎo)書操作，使工作高質(zhì)量和高效率完成，需要對作業(yè)空間布局進行改善[5]。陳詩穎等[6]和楊靜[7]對生產(chǎn)線布局存在的不合理之處進行了詳細分析后，進行優(yōu)化。劉琳[8]和賈舒媛等[9]也曾利用Lingo法對裝配線進行產(chǎn)線平衡設(shè)計。在服裝制造業(yè)中利用排序位置權(quán)重技術(shù)來平衡褲管裝配線，以提高生產(chǎn)線的效率并最小化工作站的數(shù)量[10-11]?；谝陨蠎?yīng)用研究成果，對生產(chǎn)作業(yè)進行了標準作業(yè)設(shè)計以期減少不必要的動作，提高工人操作效率。標準作業(yè)管理應(yīng)用到工人操作中，會使工時發(fā)生改變，需進行工藝流程再造，并根據(jù)優(yōu)化后的工藝流程制定標準作業(yè)指導(dǎo)書;為保證標準的實施進一步對工人作業(yè)空間布局進行改善。在工作過程中，工人的操作動作以及作業(yè)空間布局的設(shè)計[12]是作業(yè)空間改善的重要內(nèi)容。為了提高生產(chǎn)率，同時保護工人免受事故和健康問題的影響，工作臺需要應(yīng)用人因工程學(xué)原理進行重新設(shè)計[13]。對工作臺的U型布置將有助于操作員有次序地工作，降低差錯的發(fā)生概率，降低人因工程學(xué)風險[14-15]。利用人體工程學(xué)原理，減少人體在各種任務(wù)中所經(jīng)歷的疲勞[16]。以整體方式提高了設(shè)施或設(shè)備的可操作性、可維護性和用戶接受度[17]。提出可調(diào)工作站，改善工人工作姿勢[18-19]。從而減少對人的健康產(chǎn)生的不良影響[20]。項目組對工作臺的U型引進將有助于操作員有次序地工作，降低差錯的發(fā)生概率。同時，在U型裝配線上，考慮工人的分配和降低人體工程學(xué)風險是至關(guān)重要的。YK公司以整體方式提高了設(shè)施或設(shè)備的可操作性、可維護性和用戶接受度，運用人因工程理論設(shè)計工人安全舒適的作業(yè)姿勢，并根據(jù)舒適作業(yè)姿勢進行作業(yè)空間優(yōu)化。工業(yè)4.0[21-22]的進程和日益增多的網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)的實施，引發(fā)了人類工作和工作組織的變化，從而創(chuàng)造了新的挑戰(zhàn)和機遇，人因與工效學(xué)的應(yīng)用應(yīng)獲得更多的重視。

1 產(chǎn)線現(xiàn)狀分析標準作業(yè)的建立、作業(yè)空間的優(yōu)化是產(chǎn)線改善的方法，確定用該方法進行改善的決策過程是由該企業(yè)產(chǎn)線效率低，平衡率低這一現(xiàn)象出發(fā)，通過分析現(xiàn)象背后的原因而確定的。分析現(xiàn)象背后的原因基本思路為從產(chǎn)線級的工藝流程、整體物流動線中發(fā)現(xiàn)瓶頸工序，進而對瓶頸工序的作業(yè)空間、作業(yè)方式等進行分析，由產(chǎn)線聚焦到工序、工位及工人的操作，逐層逐級逐步進行原因分析。以YK企業(yè)成品廠117線生產(chǎn)的XK產(chǎn)品作為主要對象進行研究。117線現(xiàn)有生產(chǎn)工人12～15人，每日有效工作時間為10 h，對某一種XK產(chǎn)品的11個工序進行工時測量，測出11道工序的多組不同的加工時間，剔除異常值后，最終得到每道工序保留10個測量數(shù)據(jù)，分別求其平均值，并以之作為對應(yīng)工序的加工時間（見圖1）。再由線平衡公式計算得出其線平衡率為67.9%根據(jù)基礎(chǔ)工業(yè)工程相關(guān)理論知識，產(chǎn)線平衡率最低應(yīng)達到75%，該產(chǎn)線線平衡率明顯過低，所以需進行改善。

1.1 工藝流程分析 選取117線生產(chǎn)的主要產(chǎn)品5 inch×7 inch的XK產(chǎn)品進行分析，其工藝為兩人切框、兩人釘框、放玻璃、放襯紙和中密度背板、安背板、打釘、翻框、裝盒、裝箱11個工序，由11名工人完成。其中切釘工序為2人并行作業(yè)，故后續(xù)模型的建立采用切釘為兩道工序的方法。

1.2 產(chǎn)線整體物流動線分析對生產(chǎn)XK的物流路徑進行分析，發(fā)現(xiàn)不同工位在搬運物料時，存在搬運距離長、搬運路徑復(fù)雜的現(xiàn)象（見圖2），說明產(chǎn)線線邊物料的布局存在問題，線邊物料箱擺放不合理。產(chǎn)線總長26 m，遠遠超出加工需要，造成空間上的浪費。

1.3 作業(yè)空間布局

1）根據(jù)使用頻率和功能原則，物料架的存在需保證物料的及時拿取，而其距離工位2～3 m（見圖3），距離遠、物料隨意擺放、5S不徹底、對于上料下料位置沒有標準等問題使工人補料不便、搬運距離增加、破壞加工節(jié)奏，從而產(chǎn)生搬運的浪費、加工的浪費和動作的浪費。

2）根據(jù)使用頻率和順序原則，工裝臺物料（玻璃、襯紙、中密度板、背板）擺放未進行合理的定置定位，工人在拿取并安裝玻璃時，雙手距離1 m，距離遠，由于工裝臺位置不合理，玻璃經(jīng)左右手傳遞，造成動作的浪費。工人每次拿取玻璃的時候平均每次16片（見圖4），拿取較少，需要頻繁補給，工人需要轉(zhuǎn)身拿取，存在動作浪費。

3）根據(jù)使用頻率和重要性原則，打釘、吹塵為重要環(huán)節(jié)，而打釘槍、吹塵槍用完直接放在傳送帶上，無固定放置的位置（見圖5）。當工人使用完打釘槍和吹灰槍進行下一工序時，打釘槍和吹灰槍就會被運遠，工人在拿取的時候，造成動作浪費。

通過上述對產(chǎn)線現(xiàn)狀分析可知，YK公司目前主要存在產(chǎn)線過長、線邊物料混亂、物流路徑布置不合理等，存在動作浪費;工序間的不合理布置，導(dǎo)致工人等待時間浪費等問題。

2 工藝流程再造以上問題的分析均通過工人作業(yè)時間定量反映出來。文中運用Lingo軟件對原有工序進行了最優(yōu)化求解。Lingo求解的工序工時最優(yōu)結(jié)果見表1。

Lingo求得的最優(yōu)節(jié)拍時間為8.37 s，根據(jù)輸出結(jié)果并結(jié)合ECRS分析方法對工序進行合并，由表1可以看出，將原來的第3道工序（放玻璃、除塵）和第4道工序（襯紙、中密度板）合并為一人完成（見表1工位3），原來的第5道工序（安背板）和第6道工序（打釘）合并為一人完成（見表1工位4）。合并后工序減少為7個，作業(yè)時間最長的工位為第4工位8.37 s，作業(yè)時間最短的工位為第7工位5.60 s，使得各工位加工時間均衡，同時經(jīng)方案實施表明，合并工序并未過分加工人負擔，反而減少了合并前工序的等待浪費，有利于提高線平衡率，提高生產(chǎn)效率。改善后線平衡率為79.79%，線平衡率較改善前提高11.89%，滿足了產(chǎn)線平衡最低要求，實現(xiàn)了提高線平衡率的目標，同時減少了人員浪費。

3 標準作業(yè)的制定工藝流程重組后，需要知道各工人的新的作業(yè)標準?；诟鞴の粯藴使r，結(jié)合熟練工人的操作經(jīng)驗及合理化分析，制定出新的標準作業(yè)指導(dǎo)書（見表2），來規(guī)范工人作業(yè)。

標準作業(yè)指導(dǎo)書的制定剔除了多余動作浪費，工人加工動作標準化。但人的各種因素都使得標準作業(yè)的執(zhí)行受到影響，使得標準作業(yè)效果打折扣。在實際操作過程中，標準作業(yè)指導(dǎo)書的實施推行需要廠長、線長及工人之間的溝通配合，由專業(yè)人員或熟練工人對員工進行培訓(xùn)。

4 作業(yè)空間布局的改善由于新的標準作業(yè)的實施，原有的工位級作業(yè)空間布局不能支持標準作業(yè)的實施，進一步從人因工程的角度對作業(yè)空間布局進行改善。工位3和工位4合并為一個工序，工人的操作順序發(fā)生改變，為了便于工人拿取物料，進行雙手作業(yè)，故物料擺放采用U型的布置方式。工人采用站姿作業(yè)，此工位的操作員一般為女性，由于公司位于華北地區(qū)，由6個區(qū)域的成年人身高均值可知，華北地區(qū)女性平均身高為1 586 mm，又因人在采取直立姿勢作業(yè)時，根據(jù)設(shè)備和用具的尺寸與身高的關(guān)系，工作面的高度與人身高比值為6/11，因此作業(yè)平面的高度距離地面865 mm，符合女性輕作業(yè)工作臺面高度范圍（如圖6）。經(jīng)實驗證明，此作業(yè)高度可以使工人作業(yè)時保持放松的姿勢，符合人因工程學(xué)的設(shè)計。

對多名女性工人的臂長進行實際測量，雙臂自然平舉時的平均臂長為154.5 cm，上臂自然下垂時正常作業(yè)范圍為35 cm，最大作業(yè)范圍為63.5 cm（如圖7），根據(jù)手的垂直作業(yè)范圍規(guī)定，最大作業(yè)范圍是半徑72 cm的圓弧，最舒適的作業(yè)范圍是圓弧半徑30～40 cm，理論最大作業(yè)范圍是半徑72?cm的圓弧，最舒適的作業(yè)范圍是圓弧半徑30～40 cm，因此，測量值均在理論作業(yè)范圍之內(nèi)，符合華北地區(qū)大多數(shù)女性舒適作業(yè)標準，實測數(shù)據(jù)具有代表性。由于立姿作業(yè)，人的活動性較大，為保證操作者操作自由，滿足實測和理論最大作業(yè)范圍和舒適范圍尺寸要求，因此將U型臺工位的正常活動距離設(shè)定為120 cm，U型臺總長為154.5 cm（如圖8）。分析常見物料尺寸，為保證物料安全存放和滿足作業(yè)范圍舒適度，擺放物料的物料臺寬度左右各為0.4 m，用于擺放玻璃、襯紙、中密度板、瓦楞板、背板等物料（如圖9），便于雙手作業(yè)，減緩視覺疲勞，減少人員浪費。工人身后分別為玻璃架、襯紙物料架、背板物料架，根據(jù)現(xiàn)場測量及設(shè)計，物料架：110 cm×70 cm;玻璃架：110 cm×90 cm。

放背板和打釘工序合并由一人完成，活動距離1.2 m。工人將背板放在左側(cè)U型臺上，將打釘槍放在右側(cè)物料臺上，物料臺為50 cm。

縮短成品架與包裝臺的距離，便于搬運。包裝臺長度為2.35 m，工人身后為物料備用區(qū)。

改善后作業(yè)空間總體布局圖。產(chǎn)線總長約為15 m（圖11）。其中各工位活動距離為1.2 m。

原產(chǎn)線布局散亂、無標準、線邊物料及工裝夾具擺放隨意，因此，從人因工程的角度結(jié)合人體測量改善作業(yè)空間布局，結(jié)合5 S，改進工裝夾具，對線邊物料進行定置定位。改善后，產(chǎn)線長度由原來的26 m縮短為15 m，節(jié)省了空間。

對比工人改善前后的感受，改善后工作過程的緊張感和疲勞感減少，改善之前，原產(chǎn)線的日人均產(chǎn)值平均為475.6美元;改善之后裝配線的日人均產(chǎn)值為705.2美元。人均產(chǎn)值提高了48.28%。

5 結(jié)語通過對產(chǎn)線現(xiàn)狀的分析，以數(shù)據(jù)測量為基礎(chǔ)，運用Lingo軟件對現(xiàn)有工藝進行最優(yōu)化求解，以此為基準進行工藝流程重組，并結(jié)合現(xiàn)場實際操作及標準工時，制定出各工位的標準作業(yè)及指導(dǎo)書。標準作業(yè)的施行需要合理的作業(yè)空間布局，結(jié)合人因工程學(xué)對作業(yè)空間布局做出改善，最終提升人均產(chǎn)能。改善過程表明不能只靠制度約束進行生產(chǎn)管控，更要充分考慮人的因素，使人、機在相對舒適的作業(yè)空間內(nèi)進行生產(chǎn)，發(fā)揮出最大價值;標準作業(yè)的制定規(guī)范了整個作業(yè)流程，更對作業(yè)空間的合理布局更提出要求;結(jié)合人因工程學(xué)對標準作業(yè)下的作業(yè)空間設(shè)計可以提高人均產(chǎn)出，提高生產(chǎn)效率。

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（責任編輯：張 江）