冰箱包裝生產(chǎn)線的工作研究及平衡改善

王吉穎

冰箱包裝生產(chǎn)線的工作研究及平衡改善

王吉穎

生產(chǎn)線平衡率決定了企業(yè)的生產(chǎn)效率，提高生產(chǎn)線平衡率是降低企業(yè)資源浪費(fèi)，提高生產(chǎn)線效率的重要手段。以冰箱裝配車間包裝生產(chǎn)線為例，通過作業(yè)時(shí)間測(cè)定、三倍標(biāo)準(zhǔn)差法、5W 1H和ECRS改善原則等方法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理理論的相關(guān)知識(shí)，對(duì)包裝線進(jìn)行產(chǎn)線平衡研究。研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)管理能力的增強(qiáng)，人員工作素質(zhì)的提高，以及生產(chǎn)線工序的改善，使得產(chǎn)線平衡率從57.51%提高到86.44%，達(dá)到了精益生產(chǎn)目標(biāo)。

生產(chǎn)線平衡；現(xiàn)場(chǎng)管理；瓶頸工序；生產(chǎn)效率

一、前言

制造企業(yè)采用精益生產(chǎn)方式組織生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)周期，壓縮在制品庫(kù)存，提高效率，降低成本，進(jìn)而滿足顧客個(gè)性化和多樣化需求。生產(chǎn)線平衡是精益生產(chǎn)管理的重要內(nèi)容，企業(yè)若想實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)，生產(chǎn)線均衡運(yùn)行至關(guān)重要。本文的研究對(duì)象為一家電器制造公司的包裝線，針對(duì)于該包裝線工序繁多、生產(chǎn)節(jié)拍不穩(wěn)定、停線率較高等問題，運(yùn)用工業(yè)工程的相關(guān)方法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行分析及改善。區(qū)別于簡(jiǎn)單的平衡生產(chǎn)線方法，本文將生產(chǎn)線平衡與現(xiàn)場(chǎng)管理相結(jié)合，主要采用5S管理和看板管理等現(xiàn)場(chǎng)管理的知識(shí)，在此基礎(chǔ)上通過作業(yè)時(shí)間測(cè)定、三倍標(biāo)準(zhǔn)差法、5W1H和ECRS改善原則等方法，在提高產(chǎn)線平衡率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的同步改善，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)。

二、生產(chǎn)線平衡分析及優(yōu)化

（一）冰箱包裝線車間生產(chǎn)現(xiàn)狀

索伊電器制造公司是一家普通的冰箱制造公司。該公司的冰箱裝配流程中涉及四條生產(chǎn)線，其中鈑金線、門體預(yù)裝線和箱體預(yù)裝線主要是人機(jī)配合生產(chǎn)線，節(jié)奏相對(duì)較為穩(wěn)定，而包裝線是單一的人工操作流水線，線上人員密集，工序繁多，停線率較高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，包裝線為整個(gè)車間的瓶頸生產(chǎn)線，對(duì)包裝線進(jìn)行研究改善可以大幅度提高整個(gè)車間的生產(chǎn)效率，達(dá)到企業(yè)精益生產(chǎn)的目標(biāo)。

冰箱包裝是一個(gè)典型的流水線傳送過程，主要通過冰箱的移動(dòng)對(duì)冰箱進(jìn)行一系列的包裝。其主要工序?yàn)椋嘿N銘牌，打門封條；放冷凍室抽屜；放冷藏室抽屜；抽屜固定；放說明書；箱內(nèi)防護(hù)；貼標(biāo)簽；抽屜門、外觀檢查；放擱架泡沫、門體防護(hù)泡沫；套內(nèi)袋；套紙箱；箱內(nèi)防護(hù)及封箱；打封條。

該車間的員工每天工作8小時(shí)，經(jīng)常需要加班，同時(shí)因?yàn)槎喾矫娴囊蛩亟?jīng)常停線，很多時(shí)候不能完成每天的額定目標(biāo)，產(chǎn)量并不可觀。通過工作抽樣及作業(yè)時(shí)間測(cè)定等方法，發(fā)現(xiàn)各個(gè)工序之間的時(shí)間極其不平衡，耗時(shí)長(zhǎng)的工序嚴(yán)重阻礙了整體的進(jìn)度。為此，需要通過計(jì)算各工序工作時(shí)間，平衡生產(chǎn)線，消除瓶頸工序，從而提高生產(chǎn)能力，增加產(chǎn)量，進(jìn)而提高經(jīng)濟(jì)效益。

（二）確定包裝線生產(chǎn)線平衡率

對(duì)每個(gè)工序進(jìn)行工作抽樣，每天抽取4個(gè)工作時(shí)間點(diǎn)，連續(xù)抽樣三天，最終得到各個(gè)工序的12個(gè)觀測(cè)數(shù)據(jù)。利用三倍標(biāo)準(zhǔn)差法剔除各個(gè)工序的異常值，如工序1的觀測(cè)數(shù)據(jù)為18.6 18.5 17.7 17.4 20.8 19.3 18.3 20.8 17.9 20.1 20.5 28.8， 得出因此28.8為異常值，應(yīng)剔除。同理剔除其他工序的異常值：49.7（工序5）66.8，69.1（工序9）43.6（工序12），根據(jù)有效數(shù)據(jù)計(jì)算出各個(gè)工序的平均時(shí)間，通過Excel繪制出改善前的包裝線的生產(chǎn)節(jié)拍。

圖1 原包裝線各工序工作時(shí)間

通常用生產(chǎn)線平衡率衡量生產(chǎn)線平衡狀態(tài)的效果,其計(jì)算公式如下:

生產(chǎn)線平衡率=各工序的時(shí)間總和/（人或機(jī)器的數(shù)目*C.T）

C.T表示生產(chǎn)線中作業(yè)時(shí)間最長(zhǎng)工序的作業(yè)周期,即通常所說的瓶頸工序的時(shí)間。

改善前的生產(chǎn)線平衡率為生產(chǎn)線平衡率=386.63÷（51.71× 13）=57.51%。由此說明包裝線生產(chǎn)平衡率過低，人力物力財(cái)力浪費(fèi)嚴(yán)重，企業(yè)想要提高競(jìng)爭(zhēng)力，生產(chǎn)線平衡率須達(dá)到85%以上。由此可見對(duì)包裝線進(jìn)行整體改善是必不可少的。

（三）冰箱包裝線的優(yōu)化過程

1.結(jié)合5S管理的包裝線產(chǎn)線平衡分析

（1）包裝線分析改善過程

首先，利用5W1H的方法對(duì)瓶頸工序——放擱架泡沫、門體防護(hù)泡沫進(jìn)行提問。

What：防護(hù)措施，很有必要，可以在一定程度上保護(hù)冰箱，擱置泡沫比較合適；

Why：保護(hù)冰箱在運(yùn)輸過程中避免由于各種客觀原因造成的碰撞等造成的損壞；

When：待包裝基本完成，準(zhǔn)備套袋封箱之前完成，也可放在抽屜門、外觀檢查之前，有助于整體的檢查；

Where：在流水線上進(jìn)行，通過傳送帶將產(chǎn)品進(jìn)行工序間的移動(dòng)；

Who：線上人員完成，需要具備這方面的專業(yè)技能，盡可能專業(yè)化，專人專崗位；

How：由專業(yè)人士制定完成該工序的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作，對(duì)員工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，要求員工嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作進(jìn)行操作，同時(shí)借助合適方便的工器具。

任何作業(yè)或工序流程都可以運(yùn)用ECRS法來(lái)進(jìn)行分析和改善。對(duì)于該瓶頸工序采用合并（C）和重排（R）。通過之前的5W1H的提問結(jié)果，將工序8、9互換順序，將防護(hù)泡沫放置好再進(jìn)行整體的檢查可以更加完善的確保冰箱包裝的質(zhì)量。同時(shí)將箱內(nèi)防護(hù)和貼標(biāo)簽合成一個(gè)工序，由原本完成箱內(nèi)防護(hù)的兩個(gè)工人共同完成，將原本完成貼標(biāo)簽工序的工人用于放置防護(hù)泡沫，此時(shí)，放擱架泡沫、門體防護(hù)泡沫工序的時(shí)間下降到25.85s，不再是瓶頸工序，這樣既保證人員總數(shù)的不變，又減少放擱架泡沫、門體防護(hù)泡沫所花費(fèi)的時(shí)間。

解決瓶頸工序后，結(jié)合5S管理對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境做出整改，將包裝線上各工序進(jìn)行區(qū)域劃分，工器具放置在相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)；成立5S檢查小組，專門負(fù)責(zé)5S試行的監(jiān)督和檢查工作，設(shè)計(jì)5S檢查表；將每個(gè)工序的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作制成圖片置于看板之上，由工藝小組專門對(duì)員工進(jìn)行動(dòng)作及操作方法的培訓(xùn)，要求每個(gè)員工都嚴(yán)格按照規(guī)定動(dòng)作進(jìn)行操作，由5S檢查小組進(jìn)行監(jiān)督與檢查。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)管理后利用虛擬操作模擬的方法，測(cè)定工作時(shí)間，發(fā)現(xiàn)明顯改善，平均每個(gè)工序減少1～4s的工作時(shí)間，整體節(jié)奏逐漸穩(wěn)定，現(xiàn)場(chǎng)井然有序。

（2）包裝線初步改善后的結(jié)果

假設(shè)每個(gè)工人都為熟練工，完成每一個(gè)操作所花費(fèi)的時(shí)間基本一致，改善后放擱架泡沫、門體防護(hù)泡沫工序時(shí)間由51.71s降到25.85s，初步改善后的結(jié)果如圖2所示。經(jīng)過初步改善，生產(chǎn)線的平衡率已經(jīng)上升到71.89%，較之前的57.51%有了明顯上升，同時(shí)經(jīng)計(jì)算，總時(shí)間節(jié)約了約65.52s。

2.結(jié)合看板管理的包裝線產(chǎn)線平衡分析

（1）包裝線再次分析改善過程

在初步改善的基礎(chǔ)上，瓶頸工序變?yōu)橄鋬?nèi)防護(hù)、貼標(biāo)簽。從圖中可以看出工序5、6花費(fèi)的時(shí)間都較長(zhǎng)，考慮引進(jìn)一個(gè)全能工，主要分擔(dān)工序5和工序6的任務(wù)，此時(shí)雖然多了一個(gè)全能工，但在整體上生產(chǎn)線更加平衡。

此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)存在的主要問題為線上員工信息不流通，員工的去向、出現(xiàn)停線的原因等不能及時(shí)獲知，導(dǎo)致工序出現(xiàn)混亂?？窗骞芾硎前l(fā)現(xiàn)問題、解決問題的非常有效且直觀的手段，尤其是優(yōu)秀的現(xiàn)場(chǎng)管理必不可少的工具之一。管理看板是管理可視化的一種表現(xiàn)形式，即對(duì)數(shù)據(jù)、情報(bào)等的狀況一目了然地表現(xiàn)，主要是對(duì)于管理項(xiàng)目、特別是情報(bào)進(jìn)行的透明化管理活動(dòng)。于研究車間而言，需將每天線上出現(xiàn)的問題、員工的去向和產(chǎn)量是否達(dá)標(biāo)等情況發(fā)布在看板上，以此簡(jiǎn)單明了的展現(xiàn)車間的實(shí)時(shí)狀況，并使現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到較為合理穩(wěn)定的狀態(tài)。

（2）包裝線再次改善后的結(jié)果

假設(shè)全能工與熟練工完成操作的時(shí)間一樣，經(jīng)過再次虛擬操作模擬，工序5、6的時(shí)間降到30s以內(nèi)，結(jié)果如圖2所示。此時(shí)生產(chǎn)線平衡率為86.44%?？倳r(shí)間比上一次改善后節(jié)約了19.26s。通過再一次的改善，可以發(fā)現(xiàn)雖然引進(jìn)了一個(gè)全能工，但是其生產(chǎn)線平衡率提高了將近一半。此時(shí)平衡率達(dá)到85%以上，基本達(dá)到了精益生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 改善后的包裝線各工序工作時(shí)間圖

三、總結(jié)

本文通過對(duì)冰箱包裝線生產(chǎn)線平衡率的分析研究，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)管理的相關(guān)知識(shí)，消除了生產(chǎn)線原有的瓶頸工序，并對(duì)車間現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改善，使整個(gè)包裝線的區(qū)域劃分更科學(xué)，流水線操作更專業(yè)。結(jié)合5S管理、看板管理等現(xiàn)場(chǎng)管理的知識(shí)及ECRS原則等改善方法，提高了包裝線的生產(chǎn)平衡率，使之從原來(lái)的57.51%提高到86.44%，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境、秩序、節(jié)奏及工作狀態(tài)均有了明顯改善，基本實(shí)現(xiàn)了精益生產(chǎn)。

對(duì)于勞動(dòng)力為主的制造企業(yè)，競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵在于生產(chǎn)線的平衡以及人員的管理，公司需要充分利用工業(yè)工程的相關(guān)知識(shí)建立健全管理制度，并嚴(yán)格按照制度執(zhí)行管理。生產(chǎn)線與現(xiàn)場(chǎng)的雙重優(yōu)化，才有可能使公司在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝。參考文獻(xiàn)：

[1]Ng David,Vail Gord,Thomas Sophia,Schmidt Nicki.Applying the Lean principles of the Toyota Production System to reduce wait times in the emergency department.[J].CJEM,2010,121（1）:50-57

[2]賈秋紅,肖燕,龔玉潔,周康渠,敖希琴.基于Witness的飛輪生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍平衡研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2011,（11）:122-124.

[3]葉曉素,蔡勇.精益生產(chǎn)方式下生產(chǎn)線平衡的研究[J].機(jī)電工程技術(shù),2009,（11）:58-59+94+105.

[4]楊宏強(qiáng).現(xiàn)場(chǎng)管理的常用方法及其特點(diǎn)[J].管理工程師,2012,（03）:4-11.

[5]易樹平，郭伏.基礎(chǔ)工業(yè)工程［M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

F062.4

A

1008-4428（2015）05-110-03

江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“冰箱裝配生產(chǎn)線優(yōu)化研究——以索伊電器六安公司為例”（1410307045x）；

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院SRT項(xiàng)目“冰箱裝配生產(chǎn)線優(yōu)化研究——以索伊電器六安公司為例”（1430A46）。

王吉穎，女，浙江杭州人，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工業(yè)工程學(xué)生，研究方向：工業(yè)工程。