工業(yè)工程（IE）技術(shù)在企業(yè)裝配線平衡中的應(yīng)用

王紅 王麗玲

摘要：通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)工程（IE）相關(guān)技術(shù)在A企業(yè)裝配線的推行，利用秒表測(cè)量法確定生產(chǎn)線瓶頸工位、應(yīng)用生產(chǎn)線平衡相關(guān)理論對(duì)生產(chǎn)線平衡性進(jìn)行效果評(píng)價(jià)并尋找不平衡原因、采用ECRS原則進(jìn)行流程重組等，為企業(yè)提出生產(chǎn)線平衡的改善方案。最后通過(guò)對(duì)改善前后生產(chǎn)線平衡效益對(duì)比，確定打破生產(chǎn)線不平衡所產(chǎn)生的效率損失，消除生產(chǎn)過(guò)程的浪費(fèi)現(xiàn)象，優(yōu)化成本。

關(guān)鍵詞：工業(yè)工程（IE）；ECRS；生產(chǎn)線平衡

引言

工業(yè)工程（Industrial Engineering，IE）是對(duì)人員、物料、設(shè)備、能源和信息組成集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的學(xué)科，是世界上公認(rèn)的能杜絕各種浪費(fèi)，有效提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益的工程學(xué)科。生產(chǎn)線平衡是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近的一種技術(shù)手段與方法，其目的是消除作業(yè)間不平衡的效率損失以及生產(chǎn)過(guò)剩。ECRS是工業(yè)工程學(xué)程序分析4大原則，即利用取消（Eliminate）、合并（Combine）、調(diào)整順序（Rearrange）、簡(jiǎn)化（Simplify）對(duì)作業(yè)流程進(jìn)行優(yōu)化，減少作業(yè)過(guò)程中的浪費(fèi)以實(shí)現(xiàn)提高作業(yè)效率、降低生產(chǎn)成本。

本文以工業(yè)工程技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合精益生產(chǎn)與PDCA持續(xù)改進(jìn)理論對(duì)A企業(yè)裝配線平衡率進(jìn)行改善，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)裝配線生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本的優(yōu)化，增加企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

1裝配線平衡改善方法及流程

1.1作業(yè)測(cè)定

A企業(yè)以為某品牌代工運(yùn)動(dòng)手環(huán)為主營(yíng)業(yè)務(wù)，裝配線要完成的具體作業(yè)內(nèi)容有：左右表帶安裝、主體鐳射、手環(huán)上下表面保護(hù)膜貼裝、彩盒標(biāo)簽打印及貼裝、電量測(cè)試&功能測(cè)試、裝盒等。通過(guò)秒表測(cè)量法對(duì)各工站作業(yè)消耗時(shí)間測(cè)定，確定平均作業(yè)耗時(shí)及最小耗時(shí)（如表1所示）。

由表1可以看出，A企業(yè)裝配線共有10個(gè)工站，其中電量測(cè)試平均作業(yè)耗時(shí)為23.21s，此工站為裝配線瓶頸工站，即A企業(yè)裝配線生產(chǎn)效率由產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍CT（Cycle Time）（電量測(cè)試工站）確定。

1.2平衡率確定及評(píng)價(jià)

生產(chǎn)線平衡率計(jì)算公式為11=各工序時(shí)間總和/（CTx工序數(shù)）x100%。（1）由式（1）可以看出，平衡率的高低代表產(chǎn)線效能高低，平衡率較低表示生產(chǎn)線產(chǎn)能損失較大，具體平衡評(píng)價(jià)指標(biāo)用平衡延遲（Balance Delay，Bd）評(píng)價(jià)，亦可以稱時(shí)間損失系數(shù)，Bd的計(jì)算公式為

Bd=（NC-t）/（NC）x100%，式中：N為工位數(shù)；C為生產(chǎn)節(jié)拍；t為生產(chǎn)線總耗時(shí)，具體平衡延遲率評(píng)價(jià)指標(biāo)如表2所示。

（1）根據(jù)A企業(yè)裝配線CT時(shí)間可以看出，裝配線瓶頸工站為電量測(cè)試，其作業(yè)耗時(shí)均值為23.21s。

（2）生產(chǎn)線平衡率

n=各工序時(shí)間總和/（CTx工序數(shù)）x100%=

201.15/（23.21x10）x100%=

86.66%。

（3）裝配線平衡損失率

Bd=1-生產(chǎn)線平衡率=1-86.66%=13.33%。

（4）裝配線平衡效果判斷。根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷，A企業(yè)裝配線平衡率為86.66%，平衡損失率為13.33%，較同行業(yè)相比，A企業(yè)生產(chǎn)平衡率屬中上水平，但電子制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，想要保持行業(yè)領(lǐng)先水平，提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本必須成為企業(yè)永不停歇的目標(biāo)。

2問(wèn)題分析

利用基礎(chǔ)工業(yè)工程技術(shù)對(duì)A企業(yè)裝配線平衡存在問(wèn)題進(jìn)行分析，A企業(yè)在人、機(jī)、料、法、環(huán)方面存在問(wèn)題表現(xiàn)如圖1所示。

根據(jù)圖1對(duì)裝配線存在問(wèn)題分析匯總，裝配線具體存在問(wèn)題表現(xiàn)為：

（1）人：人員由于經(jīng)驗(yàn)欠缺導(dǎo)致作業(yè)手順不熟練。同時(shí)，其中右手操作動(dòng)作較多，左手閑置，不符合人體動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則。

（2）機(jī)：機(jī)器設(shè)備擺放不符合人機(jī)工程學(xué)原理。其中工作臺(tái)及座椅高度沒(méi)有達(dá)到使操作者舒適的感受，且部分設(shè)備布局沒(méi)有按照最佳順序排列。

（3）料：物料擺放距操作者取、拿移動(dòng)距離遠(yuǎn)：左右兩邊物料擺放位置不固定。

（4）法：電量測(cè)試和功能測(cè)試為瓶頸工站，與上下工位比較耗時(shí)分別長(zhǎng)5.23 s和2.04 s。此工站由于與上下工站作業(yè)時(shí)間相差較多導(dǎo)致彩盒折疊和保壓工站會(huì)出現(xiàn)半成品庫(kù)存積壓，彩盒貼標(biāo)簽工站出現(xiàn)等待、停滯。

（5）環(huán)：沒(méi)有根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)5S管理要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)有針對(duì)性開(kāi)展“整理、整頓、清掃、清潔、素養(yǎng)”管理，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)比較混亂。

3裝配線平衡改善方案

（1）應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)原理對(duì)控制作業(yè)區(qū)、水平作業(yè)區(qū)、作業(yè)空間等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，保證作業(yè)人員工作舒適度，提升作業(yè)安全穩(wěn)定性及工作效率。在進(jìn)行此步驟改善時(shí)應(yīng)遵循原則為：能同時(shí)展開(kāi)雙手完成的操作應(yīng)通過(guò)技術(shù)培訓(xùn)達(dá)到雙手協(xié)同完成操作、能依靠物料慣性、重力等條件完成的物體移動(dòng)避免使用人力取拿完成、操作動(dòng)作應(yīng)符合操作者最省力、最舒適、最簡(jiǎn)潔、自然方式完成。

（2）其次，運(yùn)用ECRS原則對(duì)A企業(yè)裝配線問(wèn)題進(jìn)行分析，尋找是否存在可取消、可合并、可重組、可簡(jiǎn)化作業(yè)環(huán)節(jié)并提出改善方案。A企業(yè)電量測(cè)試&功能測(cè)試工站具體分解動(dòng)作包括：取出周轉(zhuǎn)、掃描充電底座條碼、掃碼放入測(cè)試工裝、RF測(cè)試、Sensor測(cè)試，因此工站為生產(chǎn)線瓶頸工站，經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，將此工站分解動(dòng)作進(jìn)行上下工站劃分可有效改善產(chǎn)線平衡率。

（3）第三，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)5S管理對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改善。5S活動(dòng)起源于日本，并在日本企業(yè)中得到快速推廣。5S活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中，“環(huán)境”是主要對(duì)象，其需要從全局發(fā)展角度綜合考慮問(wèn)題，有針對(duì)性制定相應(yīng)整改方案，并對(duì)改善進(jìn)行規(guī)范化，達(dá)到管理現(xiàn)場(chǎng)的目的，具體改善方案如表3所示。

（4）改善效果評(píng)估。由于企業(yè)加強(qiáng)對(duì)作業(yè)人員技能培訓(xùn)，作業(yè)員工作熟練度穩(wěn)步提升，工位操作平均時(shí)間縮短，且工作質(zhì)量也穩(wěn)步提高，改善前后各個(gè)工位作業(yè)平均時(shí)間對(duì)比如表4所示。

通過(guò)對(duì)上表數(shù)據(jù)計(jì)算可得：

生產(chǎn)線平衡率

n=各工序時(shí)間總和/（CTx工序數(shù)）x100%=

193.63/（21.35x10）=90.69%；

平衡損失率=1-90.69%=9.31%。

由此可見(jiàn)：改善后裝配線生產(chǎn)平衡率提升4.03%，平衡損失率減低4.02%，瓶頸工位平均時(shí)間也縮短了1.86 s，單小時(shí)產(chǎn)量提升12件，日均產(chǎn)量提升96件（8h工作量）顯著。

（5）PDCA持續(xù)循環(huán)改善。生產(chǎn)線改善不是一勞永逸的事情，在現(xiàn)有的技術(shù)條件下通過(guò)對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)的改善可達(dá)到的效果亦不是最優(yōu)的效果，持續(xù)不斷對(duì)其進(jìn)行改善才能使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中立于不敗之地。同時(shí)，在P階段要注意對(duì)預(yù)期想要達(dá)到的效果進(jìn)行量化、細(xì)化，這樣才能保證在D階段可操作。方案提出后在改善過(guò)程中要積極修正，并隨后要對(duì)改善效果進(jìn)行一段時(shí)間的監(jiān)控，尋找進(jìn)一步可改善的空間。

4結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)A企業(yè)裝配線現(xiàn)狀描述確定企業(yè)裝配線平衡率及損失平衡率，根據(jù)對(duì)現(xiàn)狀分析尋找到企業(yè)存在的問(wèn)題，隨后利用基礎(chǔ)工業(yè)工程技術(shù)對(duì)問(wèn)題提出改善意見(jiàn)并進(jìn)行改善效果評(píng)估。需要說(shuō)明的是：企業(yè)利用工業(yè)工程技術(shù)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改善時(shí)應(yīng)注意從人員對(duì)工業(yè)工程的認(rèn)識(shí)著手，即加強(qiáng)對(duì)工業(yè)工程技術(shù)的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，讓高層、中層及底層作業(yè)人員都能從思想上接受工業(yè)工程：其次要從企業(yè)內(nèi)外部環(huán)境綜合考量，為企業(yè)提出較為完善的解決方案。