王佳林 孫江宏

(北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，北京100192)

目前，精益生產(chǎn)思想已應(yīng)用于我國各制造業(yè)，生產(chǎn)線平衡是其核心思想之一，即最大限度降低在制品數(shù)量、減少生產(chǎn)過程浪費，提高生產(chǎn)效率[1]。通過運用工業(yè)工程(industrial engineering，IE)技術(shù)與方法，對生產(chǎn)流程進(jìn)行設(shè)計和改造，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)能力尤為重要。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國傳統(tǒng)制造業(yè)中有85%的中小型企業(yè)作業(yè)方式粗獷，生產(chǎn)狀況不容樂觀，生產(chǎn)線效率低下，不平衡問題嚴(yán)重；10%的企業(yè)通過運用一定的IE技術(shù)進(jìn)行改造，生產(chǎn)能力明顯提升；5%的企業(yè)大力推廣IE技術(shù)，具備強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊，產(chǎn)能充足，效益可觀。因此，對數(shù)量龐大、產(chǎn)能不足、作業(yè)方式粗獷的中小型制造企業(yè)生產(chǎn)線進(jìn)行合理改善，提升自身競爭力具有重要意義[2-3]。

通過研究發(fā)現(xiàn)，我國傳統(tǒng)家電制造企業(yè)存在生產(chǎn)效率低制造成本高生產(chǎn)過程浪費嚴(yán)重等問題，許多企業(yè)入不敷出，尤其是冰箱制造行業(yè)，大部分企業(yè)正面臨生死存亡的關(guān)鍵時期[4]。為改變這種現(xiàn)狀，本文提出一種基于IE方法的生產(chǎn)線改善標(biāo)準(zhǔn)流程，對企業(yè)生產(chǎn)流程設(shè)計及改造提供借鑒，幫助企業(yè)選擇合理的改善方案，提高生產(chǎn)效率。并以Z公司冰箱生產(chǎn)線為例，根據(jù)流程對其進(jìn)行改善，改善過程注重以人為本、減少浪費、提升效率。

1 標(biāo)準(zhǔn)流程設(shè)計

對生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計與改善，首先掌握企業(yè)目前生產(chǎn)狀況，了解生產(chǎn)線加工工藝及工藝分布；然后采用“5W1H”提問技術(shù)：What、Why、When、Where、Who、How，與“ECRS”原則：取消、合并、重排、簡化，對生產(chǎn)系統(tǒng)中人、機(jī)、料、法、環(huán)進(jìn)行分析[5-6]，找到目前生產(chǎn)線的問題所在；最后針對問題，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀，制定合適的改善方案。改善過程要求由大及小，由面及點，從生產(chǎn)線布局到勞動者動作分析過程[7]，逐步實現(xiàn)精細(xì)化，直到取得良好的效果，改善流程如圖1 所示。

2 現(xiàn)狀分析

Z公司是一家以生產(chǎn)商用冰箱為主的輕型裝備制造企業(yè)，通過對Z公司冰箱生產(chǎn)線數(shù)月調(diào)研，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)效率低下、員工冗雜、現(xiàn)場布置不合理、存在瓶頸工位等問題。其生產(chǎn)線平面布置圖如圖2所示，工藝流程如圖3所示，工位作業(yè)現(xiàn)狀如表1所示。

根據(jù)表1工作作業(yè)時間，可得生產(chǎn)線平衡率為

式中：P表示生產(chǎn)線平衡率，Ti表示第i工位作業(yè)時間，生產(chǎn)節(jié)拍取工位最長作業(yè)時間，用C表示，N表示工位數(shù)。

表1 各工位作業(yè)現(xiàn)狀

假設(shè)每天有效工作時間為8 h，則目前生產(chǎn)線日產(chǎn)量為：8×60×60/1309=22(臺)。

根據(jù)實際記錄，三工位作業(yè)時間較長，限制生產(chǎn)效率，是整條生產(chǎn)線的瓶頸工位，工作內(nèi)容主要包括領(lǐng)料、安裝控制器、安裝端子、安裝燈組、連接線路等。因此，運用圖 1 標(biāo)準(zhǔn)流程對生產(chǎn)系統(tǒng)人、機(jī)、料、法、環(huán)進(jìn)行提問分析，并采用“ECRS”原則找到問題所在，通過提問方式來精簡作業(yè)；再運用流程程序分析法，根據(jù)圖2工藝流程，將加工工藝分為加工、檢查、搬運、等待、儲存五種狀態(tài)并對作業(yè)過程進(jìn)行詳細(xì)記錄，見表 2。

表2 改善前連接線路作業(yè)流程程序分析表

從分析過程可以看出，作業(yè)過程中員工移動距離較多，大部分移動距離均是往返于工位與物料架之間，時間浪費嚴(yán)重另外，該工位作業(yè)動作過多且繁瑣，包括兩個耗時工序：連接線路與檢查線路。最終確定生產(chǎn)線空間布置與員工的作業(yè)方式存在問題。

3 改善方案設(shè)計

以瓶頸工位為研究對象，綜合考慮生產(chǎn)線每個工位作業(yè)情況，通過改善生產(chǎn)線布置，使各工位銜接更加合理，提高生產(chǎn)線柔性及設(shè)備利用率；然后對瓶頸工位的作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行取消、合并、重排及簡化，達(dá)到精簡作業(yè)的目的。

3.1 空間布置改善

(1)將生產(chǎn)線改為U型布置，各工位分布在生產(chǎn)線內(nèi)測。(2)每個工位增加一個操作臺，便于工人放置工具。(3)所有工位通過共用物料架的方式提高設(shè)備利用率，方便工位之間協(xié)作。

企業(yè)生產(chǎn)方式為彈性生產(chǎn)，當(dāng)任務(wù)量較多，可酌情增加作業(yè)人員；當(dāng)任務(wù)量較少，一工位員工可同時兼顧六工位，既有利于提高員工技能，同時能夠降低生產(chǎn)成本，提高工人效率。經(jīng)過上述改善，縮短員工往返于物料架的距離，減少移動距離；操作臺的增加，工作更加方便，降低了動作復(fù)雜程度，減少拿取工具和零件的時間浪費，生產(chǎn)效率得到提高。改善后生產(chǎn)線布局如圖4所示。

3.2 作業(yè)流程改善

在對生產(chǎn)線空間布置進(jìn)行改善的基礎(chǔ)上，結(jié)合流程程序分析表，對操作單元逐個分析，即利用取消、合并、重排、簡化減少操作單元數(shù)量，降低作業(yè)復(fù)雜程度，使員工動作之間銜接更加合理。分析與改善過程如下。

(1)取消1、5、10、12、17、21、25、37、42作業(yè)單元。將物料架空間布置改進(jìn)之后，取消了員工在原來兩個物料架之間的走動，縮短了員工移動距離。(2)合并3、8、12、14、19、23、27作業(yè)單元。增加操作臺之后，可一次性將工具和零部件由物料架帶回操作臺，放在操作臺上，相較于之前，節(jié)省5次往返時間。(3)為減小員工負(fù)擔(dān)，將檢查線路工作分配給六工位員工，在冰箱下線之前進(jìn)行檢查工作。(4)將五工位與四工位對換，與四工位員工共同完成接線工序，培養(yǎng)員工多項技能，提高工作效率。

4 改善效果評價

經(jīng)過上述改善，各工位作業(yè)時間均有所減少，三工位員工作業(yè)單元數(shù)量由53個減少到34個，移動距離由55 m減少到13 m，整個作業(yè)過程耗時由1 309 s減少到636 s。工位之間銜接更加順暢，減少了工時浪費，減輕了員工負(fù)荷，提高設(shè)備利用率。改善后的工位作業(yè)情況如表3所示。

表3 改善后工位作業(yè)時間統(tǒng)計

改善前后工位時間對比如圖5所示，工位作業(yè)時間更加趨于均衡，消除了瓶頸工位。

計算生產(chǎn)線平衡率：

=79.1%

單日最大產(chǎn)能=8×60×60/798=36(臺)

改善后生產(chǎn)線平衡率提高了26 %，單日最大產(chǎn)能提高了14臺，提升接近原產(chǎn)能的64 %，改善方案取得了良好的效果。

5 結(jié)語

本文提出一種基于IE方法的生產(chǎn)線改善標(biāo)準(zhǔn)流程，并以Z公司冰箱生產(chǎn)線的為例，針對生產(chǎn)問題，運用“ECRS”分析技術(shù)與流程程序分析法對瓶頸工位進(jìn)行分析；然后在生產(chǎn)線空間布置上進(jìn)行改善；最后精簡員工作業(yè)流程，減少浪費。該方案最終得到了企業(yè)認(rèn)可，在企業(yè)中得以實施，取得了良好的成效。本文的改善思想與流程對類似中小型家電制造企業(yè)的生產(chǎn)線優(yōu)化具有一定的參考意義。