黃 誠(chéng)，譚國(guó)樹，王 柱，王天雷

（1.江門馬丁電機(jī)科技有限公司，廣東江門 529000；2.五邑大學(xué)信息工程學(xué)院，廣東江門 529020）

0 引言

隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，微電機(jī)市場(chǎng)呈現(xiàn)出需求多元化、個(gè)性化等特點(diǎn)，市場(chǎng)逐步實(shí)現(xiàn)由賣方市場(chǎng)向買方市場(chǎng)的轉(zhuǎn)化，企業(yè)由此進(jìn)入一場(chǎng)行業(yè)內(nèi)為生存而激烈競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，能迅速制造滿足市場(chǎng)需求的質(zhì)優(yōu)價(jià)廉產(chǎn)品是企業(yè)生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。

精益生產(chǎn)是指運(yùn)用多種現(xiàn)代管理方法和手段，以充分發(fā)揮人的積極性為根本，有效配置和使用企業(yè)資源，以徹底消除無效勞動(dòng)和浪費(fèi)為目標(biāo)，最大限度地為企業(yè)謀取經(jīng)濟(jì)效益的生產(chǎn)方式。其核心思想就是消除一切無效勞動(dòng)和浪費(fèi)，通過不斷地降低成本、提高質(zhì)量、增強(qiáng)生產(chǎn)靈活性，把缺陷和浪費(fèi)及時(shí)地消滅在每一個(gè)崗位，使得企業(yè)具有更大的生產(chǎn)空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[1-2]。

通過對(duì)生產(chǎn)流程的改善減少停滯和等待，避免大量人力資源的浪費(fèi)，有效提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。同時(shí)可以減少大量的搬運(yùn)、移動(dòng)，使物流順暢，從而直接或間接地提高生產(chǎn)效率[3-6]。

本文討論公司產(chǎn)品Z243 水泵電機(jī)的總裝配線，通過對(duì)現(xiàn)有的工藝、生產(chǎn)流程、作業(yè)方法等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察，運(yùn)用ECRS原則對(duì)不合理作業(yè)動(dòng)作和流程安排等經(jīng)濟(jì)的因素分析研究和改進(jìn)，制定合理的工序結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的工作方法，提高生產(chǎn)線平衡率，實(shí)現(xiàn)更高生產(chǎn)效率。

1 生產(chǎn)流程存在問題分析

1.1 Z243水泵電機(jī)生產(chǎn)流程

Z243 水泵電機(jī)生產(chǎn)過程分兩部份，前端蓋組裝和電機(jī)總裝，具體生產(chǎn)流程如圖1所示。

圖1 改善前Z243水泵電機(jī)裝配生產(chǎn)流程

1.2 裝配生產(chǎn)線平衡分析

裝配線生產(chǎn)線平衡可定義為：產(chǎn)品的裝配過程由一系列不可再進(jìn)一步細(xì)分的裝配作業(yè)元素構(gòu)成，每一作業(yè)元素均對(duì)應(yīng)于確定的作業(yè)時(shí)間（標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)），其中部分作業(yè)元素之間存在裝配順序上的先后約束關(guān)系，裝配生產(chǎn)線平衡問題是在滿足作業(yè)順序約束關(guān)系，并保證各裝配工位作業(yè)時(shí)間不超過給定生產(chǎn)節(jié)拍的條件下，將所有作業(yè)內(nèi)容經(jīng)適當(dāng)調(diào)整后分派到生產(chǎn)線各個(gè)工位，使需要的工位數(shù)最??；或在滿足作業(yè)順序約束關(guān)系的條件下，將所有作業(yè)元素經(jīng)適當(dāng)合并后分派到給定數(shù)目的工位，使裝配線生產(chǎn)的節(jié)拍時(shí)間最短[7-8]，各工序達(dá)到能力平衡（作業(yè)時(shí)間盡可能相近）的技術(shù)手段與方法，最終消除各種等待浪費(fèi)現(xiàn)象，提高生產(chǎn)線的整體效率。

1.2.1 作業(yè)時(shí)間和瓶頸工序調(diào)查與分析

生產(chǎn)線運(yùn)行的人力成本是產(chǎn)品成本。各工序是否存在用人過度或閑余，通常把一個(gè)流程中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)叫做“瓶頸”（Bottleneck）。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個(gè)流程的產(chǎn)出速度，而且影響了其他環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。

本文針對(duì)改善前的前端蓋組裝和電機(jī)總裝的生產(chǎn)流程，采用秒表對(duì)每一個(gè)工序作業(yè)內(nèi)容與工作時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)與記錄，結(jié)果如表1、圖2所示。

表1 原裝配生產(chǎn)線工序時(shí)間測(cè)量值與作業(yè)人員數(shù)

圖2 原Z243水泵電機(jī)裝配生產(chǎn)線各工序時(shí)間

分析表1 與圖2 可知，原工序安排存在工作閑余的工序和瓶頸工序，現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)線布局不夠合理，另外可新增設(shè)備/裝置減輕員工作業(yè)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

（1）工作閑余的工序：①在前端蓋組裝生產(chǎn)中工序1，前蓋入軸承；②工序5，前蓋總成檢驗(yàn)；③電機(jī)總裝生產(chǎn)的工序6，前蓋總成上彈簧；④工序10，鉚裝電機(jī)。

（2）瓶頸工序：工序6，前蓋總成上彈簧、彈簧入刷套、碳刷入刷套。該工序耗時(shí)16.8 s，制約了整條生產(chǎn)線的產(chǎn)能，須進(jìn)行改善。此外，工序2、工序3、工序4 與工序8 所需時(shí)間均超過14 s，也是耗時(shí)較多的工序，可以考慮合理的改善。

（3）可考慮采用氣動(dòng)壓機(jī)代替手動(dòng)壓機(jī)，提高軸承裝配效率；采用噴碼機(jī)代替原油印機(jī)，不再設(shè)置專人進(jìn)行油印操作。

（4）合理進(jìn)行生產(chǎn)線的布局，減少非增值的物料搬運(yùn)等工作內(nèi)容。

1.2.2 工序作業(yè)內(nèi)容分析

在生產(chǎn)過程中，對(duì)工序的作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行逐一統(tǒng)計(jì)，找出導(dǎo)致工序工作量不足和工作量超標(biāo)的原因。工序作業(yè)內(nèi)容具體如表2 所示。通過工序作業(yè)內(nèi)容的統(tǒng)計(jì)，為生產(chǎn)平衡率的計(jì)算以及改善提供了依據(jù)?？s短瓶頸工位工作時(shí)間，提升流水線平衡性，提高產(chǎn)能。

表2 Z243水泵電機(jī)組裝工序作業(yè)內(nèi)容

1.3 裝配生產(chǎn)線平衡率

裝配生產(chǎn)線平衡是衡量生產(chǎn)線工序水平的重要指標(biāo)之一，裝配生產(chǎn)平衡率越高，則生產(chǎn)線發(fā)揮的效能越大。生產(chǎn)線平衡率計(jì)算[7]如下：

式中：CT為生產(chǎn)線工序中最大標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，即生產(chǎn)線節(jié)拍。

根據(jù)定義可以看出，生產(chǎn)線平衡需滿足以下兩個(gè)條件：（1）生產(chǎn)線節(jié)拍CT大于或等于工序時(shí)間；（2）Σ（生產(chǎn)線節(jié)拍-工序時(shí)間）最小。

通過計(jì)算生產(chǎn)線平衡率，可直觀地反映出產(chǎn)線的作業(yè)平衡的好壞，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的改善提供實(shí)際依據(jù)。將所有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入式（1），計(jì)算得知，改善前的生產(chǎn)線平衡率僅為73.6%。

2 改善措施及實(shí)施

2.1 基于ECRS的生產(chǎn)流程優(yōu)化

ECRS 是工業(yè)工程學(xué)中的4 個(gè)原則，即取消（Eliminate）、合并（Combine）、調(diào)整順序（Rearrange）、簡(jiǎn)化（Simplify），用于優(yōu)化工序制定，實(shí)現(xiàn)更高生產(chǎn)效率[9-10]。本文運(yùn)用ECRS對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析與優(yōu)化，優(yōu)化后的生產(chǎn)流程如圖3 所示。經(jīng)過對(duì)一些工序的合并和分割，優(yōu)化后的生產(chǎn)流程由原來的13 道工序減少至11 道工序，節(jié)省了裝配時(shí)間，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖3 改善后Z243水泵電機(jī)裝配生產(chǎn)流程

2.2 工藝文件的修改

根據(jù)以上分析中工序作業(yè)內(nèi)容，重新制定了工藝中所要求的作業(yè)內(nèi)容，即將每道工序的作業(yè)內(nèi)容全部控制在4 項(xiàng)以內(nèi)，將工序6 的工作內(nèi)容全部轉(zhuǎn)移或合并到其他工序，修改后的工序如表3所示。

表3 對(duì)原工序作業(yè)內(nèi)容的修改

2.3 生產(chǎn)設(shè)備及工裝改進(jìn)

（1）在前蓋入軸承工序中，采用氣動(dòng)壓機(jī)與軸承壓入模具代替手動(dòng)壓機(jī)，提高軸承裝配效率，減輕人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了軸承安裝垂直度，提高前蓋裝配質(zhì)量，進(jìn)而電機(jī)整機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定性。

（2）采用噴碼機(jī)代替原油印機(jī)，在生產(chǎn)過程中不再設(shè)置專人操作，將這一作業(yè)內(nèi)容并入其他工序中，從而減少了1 名作業(yè)人員。

2.4 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)改善

經(jīng)過布局的改善，使每個(gè)工序人員均可坐在工作區(qū)同一側(cè)，通過傳送帶把物料送至相應(yīng)工位，改善相關(guān)工位的順序和布置，搬運(yùn)路線不再交叉，距離明顯減小，省去員工來回走動(dòng)等，生產(chǎn)流程縮短，工作區(qū)域減小。對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)布局進(jìn)行改善，把作業(yè)人員工作位置進(jìn)行了優(yōu)化，使得工作現(xiàn)場(chǎng)更加整齊，生產(chǎn)更加順暢，改善后的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)布局如圖4所示。

圖4 改善后現(xiàn)場(chǎng)布局

3 效果評(píng)價(jià)

3.1 作業(yè)工時(shí)對(duì)比

通過生產(chǎn)流程的改善，各工序間用時(shí)更加接近，產(chǎn)線更加平衡，改善前后作業(yè)時(shí)間如表4和圖5所示。

表4 作業(yè)工時(shí)對(duì)比表

圖5 作業(yè)工時(shí)對(duì)比

3.2 生產(chǎn)線改善后的生產(chǎn)平衡率

將改善后數(shù)據(jù)代入式（1），得生產(chǎn)線平衡率為90.9%，比較改善前的生產(chǎn)線平衡率66.7%，提高了24.2%。

3.3 效益對(duì)比

經(jīng)過生產(chǎn)流程的改善后，用人數(shù)量由原來的8 人減少至6人，生產(chǎn)節(jié)拍由原來的16.8 s 降至12.6 s；班產(chǎn)量（按8 h 計(jì)算）由原來的1 700 臺(tái)/班提升至2 285 臺(tái)/班；生產(chǎn)周期（按10 000臺(tái)算）由原來的6天縮短至4.5天，具體如表5所示。

4 結(jié)束語

（1）采用精益生產(chǎn)技術(shù)的5W1H 和IE 方法對(duì)公司產(chǎn)品Z243水泵電機(jī)的裝配生產(chǎn)線作業(yè)流程進(jìn)行了分析，并對(duì)各工位作業(yè)時(shí)間進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，確定了影響整條生產(chǎn)線的瓶頸工序。

表5 改善前后效益對(duì)比表

（2）運(yùn)用ECRS 原則對(duì)原生產(chǎn)流程進(jìn)行了優(yōu)化，取消、合并、調(diào)整和簡(jiǎn)化了各工位的作業(yè)內(nèi)容，減少了不必要等待時(shí)間，修改了生產(chǎn)線布局。改善后的生產(chǎn)流程所需員工減少2人，生產(chǎn)節(jié)拍由原16.8 s減少到12.6 s，生產(chǎn)線平衡率由66.7%提高到90.9%，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

（3）本文的研究?jī)?nèi)容與分析方法對(duì)公司其他生產(chǎn)線的改善、生產(chǎn)流程的優(yōu)化具有一定的參考意義。