空壓機裝配生產(chǎn)線平衡的研究和改善

李峰

（湖北汽車工業(yè)學(xué)院 機械工程系， 湖北 十堰 442002）

某公司新建空壓機裝配線，主要裝配雙缸空壓機和單缸系列空壓機，在現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，這條裝配線呈“環(huán)行跑道”式，在裝配線上有22臺夾具，采用滾輪輸送夾具。在裝配車間除空壓機裝配工位外還設(shè)有閥板分裝工位、連桿分裝工位、雙缸空壓機曲軸分裝工位，缸體液壓泵支架分裝工位、缸蓋分裝工位，有14名工人，圖1是裝配線的平面布置圖。

1 裝配線現(xiàn)場描述與問題提出

從圖1裝配現(xiàn)場平面布置圖可以看出，裝配線主要存在兩大問題：

1）現(xiàn)場裝配線的一邊非常的擁擠，活塞分裝、閥板分裝和缸蓋分裝都在一邊，工作人員聚集，致使物流不是很暢通，物料輸送距離長。另外由于空間有限，工位、人員又主要集中在一邊，使得現(xiàn)場物品擺放混爛，在物料運輸?shù)倪^程中常常發(fā)生“堵車”現(xiàn)象，人員集中操作不方便，此種情況嚴(yán)重影響了裝配的效率，其中缸蓋分裝區(qū)與缸蓋的裝配由于通道的固定物流輸送距離有41m遠(yuǎn)。齒輪輸送距離也很長。

2）生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)線不平衡，存在瓶頸。達(dá)不到原設(shè)計要求：每50s裝配一個空壓機。

2 裝配線平衡分析和改善

2.1 秒表測時

利用秒表測時法，并經(jīng)過速度評比后，得出每個工位的作業(yè)時間如表1所示?？偟淖鳂I(yè)時間為482s，工人數(shù)為14人，在繪制上圖時2人操作的情況是按照每人單獨操作的時間來計算。

根據(jù)公式計算裝配線的平衡率：

裝配線平衡損失率=1-62.6%=37.4%

從表1中工位作業(yè)時間可以看出，工位裝配時間嚴(yán)重不平衡，最長工位時間為55s，最短工位時間只有16s，相差39s，瓶頸工序嚴(yán)重制約了裝配的效率。其裝配線平衡率只有62.6%，處于未經(jīng)任何管理改善及工藝改善的狀態(tài)。

表1 改善前各工位作業(yè)時間表

2.2 生產(chǎn)線平衡改善的原則方法

平衡率改善的基本原則是通過調(diào)整工序的作業(yè)內(nèi)容來使各工序作業(yè)時間接近或減少這一偏差。實施時可遵循以下方法：

1）對瓶頸工序進(jìn)行作業(yè)改善，如利用操作分析、動作分析提高作業(yè)效率；2）將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其它工序；3）增加個作業(yè)人員；4）合并相關(guān)工序，重新排布生產(chǎn)工序等。

2.3 改善方案和對策

在實際改善時，也可以運用“5W1H”提問技術(shù)進(jìn)行分析，并結(jié)合生產(chǎn)線平衡技術(shù)，提出并確立改善方案。如：

問：在現(xiàn)有的空間條件下是否可以對其裝配工位進(jìn)行重排？怎樣進(jìn)行調(diào)整？

答：可以，從圖1可以看出，裝配線的一邊設(shè)置的工位很少，只有3個工位。因此可以將擁擠B邊的工位部分調(diào)整到A邊。如：將擰緊支架螺栓工位調(diào)整到其對面A邊的位置，這樣A、B邊原有的工位依次向前移動一個工位的距離。同時將齒輪工位移動到下線通道的另一側(cè)，將缸蓋分裝和缸蓋裝配都調(diào)整到一起。

問：工位間的距離是不是也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整？

答：應(yīng)該調(diào)整，在缸體上線工位與裝曲軸支架工位之間擺放的物料箱和料架相對較多，距離太近給操作帶來不便，同時也很擁擠。因此將曲軸支架裝配工位調(diào)整到A邊的最端上。

問：對原來工位進(jìn)行重排后是否增加了物流距離？

答：沒有增加物料輸送路線，反而降低了輸送距離。將齒輪裝配工位調(diào)整后，齒輪輸送直接從B邊運送，不用從A邊繞道輸送，縮短運送距離24m。將缸蓋裝配工位與缸蓋分裝工位調(diào)整到一起，縮短缸蓋輸送距離41m。

問：對于有些瓶頸工序，如果其作業(yè)內(nèi)容不能進(jìn)一步分解，還可以如何改善平衡率？

答：還可以通過聯(lián)合操作降低某些部件的裝配時間。繼續(xù)提問可以發(fā)現(xiàn)更多問題。

最后形成的改善方案見表2。

改善后：

裝配線平衡率=478/（12×48）=83%

經(jīng)過平衡后較改善前有明顯的改善，改善后縮短了裝配周期7s，提高了裝配效率，達(dá)到了50s裝配一個空壓機的目的。同時工人由原來的14人減少為12人。其中將閥板裝配并入連桿活塞裝配，兩操作工進(jìn)行聯(lián)合操作，改善后的工位裝配時間見表3。裝配線平面布局見圖2。

2.4 活塞裝配聯(lián)合操作分析

活塞裝配分為2個裝配工位，第一個工位為第一連桿活塞裝配工位40s，第二個為第二活塞連桿裝配工位40s。閥板裝配為16s，如果將閥板裝配直接加到第二活塞裝配工位，那么第二活塞裝配的操作工的操作時間為56s，則產(chǎn)生了新的瓶頸，所以2人通過聯(lián)合操作對操作時間進(jìn)行平衡。圖3為改善前兩操作工人裝配關(guān)系圖。

表2 工序作業(yè)改善方案對策

表3 改善后各工位作業(yè)時間表

從圖3可以看出，在正常裝配的情況下操作者A每裝配完一個產(chǎn)品就必須等待16s，而操作者B裝配完一個要56s，這樣B裝配完4個產(chǎn)品流到下道工序就要224s，同時A也浪費了64s的閑余能量。這里利用聯(lián)合作業(yè)分析技術(shù)對以上問題進(jìn)行改善。具體方法：A分?jǐn)偛糠諦的工作。調(diào)整兩工位的距離將兩工位間在制品的數(shù)量調(diào)整為3。當(dāng)A裝配完3個產(chǎn)品后，在裝第4個產(chǎn)品時，除了裝配第4個產(chǎn)品第一連桿活塞總成還應(yīng)該分擔(dān)裝配操作者B的裝配任務(wù)，即裝配第二連桿活塞總成。此時操作者A完成2個活塞的裝配時間為80s。

經(jīng)過上面的改善后，原來裝4個產(chǎn)品A有64s的等待，現(xiàn)在B只有16s的等待，減少了等待時間；圖4為改善后的聯(lián)合操作分析圖。

3 結(jié)束語

平衡生產(chǎn)線有利于保證設(shè)備、人力的負(fù)荷平衡，從而能提高設(shè)備和工時的利用率，同時還有利于節(jié)約物資消耗，減少在制品，加速流動資金的周轉(zhuǎn)，從而降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)能力。目前平衡生產(chǎn)線的方法很多，包括很多算法、專用的生產(chǎn)線平衡軟件。利用基礎(chǔ)IE的分析方法和改善手法對生產(chǎn)線進(jìn)行平衡，仍然是一個主要方法，其方法簡單、實用、經(jīng)濟，投入成本不多，不僅能達(dá)到提高生產(chǎn)線平衡的目的，而且還能提高操作者的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)員工在每一個生產(chǎn)的細(xì)小環(huán)節(jié)進(jìn)行改善的意識。

［1］ 張超勇，馮佩蘭，李峰.汽車制造工業(yè)工程［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

［2］ 劉勝軍.精益生產(chǎn)方式現(xiàn)場IE［M］.深圳：海天出版社，2002.

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