某白車身生產(chǎn)線節(jié)拍提升的研究

趙明均

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西 柳州 545007

前言

生產(chǎn)節(jié)拍是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件合格產(chǎn)品的時間間隔，是流水線最重要的工作參數(shù)，其表明流水線生產(chǎn)速度的快慢或者生產(chǎn)效率的高低。成熟產(chǎn)品即要滿足市場的增長需求又要控制投資成本，那么其生產(chǎn)線節(jié)拍提升的研究工作顯得尤為重要。當(dāng)然，當(dāng)市場需求下降時，在生產(chǎn)時間不變的情況下，則生產(chǎn)線節(jié)拍相應(yīng)下降。

白車身是指沒有上漆之前的車殼。它是沖壓型板經(jīng)過特定的工藝組裝而成的，在這個過程中同時需要一些輔助性的作業(yè)內(nèi)容才能按工藝標(biāo)準(zhǔn)完成所需要的白車身。并且每一次生產(chǎn)線節(jié)拍的變更，制造工藝在流水線上的布局都會發(fā)生調(diào)整，生產(chǎn)線的成本效率也會發(fā)生變化。

1 白車身生產(chǎn)工序概述

車身一般是由250多個空間曲面復(fù)雜的沖壓鈑金件拼焊而成，主要工藝有焊接、鉚接、機(jī)械連接以及粘接等方法；其中焊接主要為電阻點焊，焊點數(shù)為4000-5000個。

鈑金件采用工裝夾具進(jìn)行精確定位，然后機(jī)械手或人工進(jìn)行本工位工序操作，涉及電阻點焊、涂膠或者打螺栓（鉚釘）。在這個過程中，直接影響產(chǎn)品特性并增加了產(chǎn)品價值所做工作的耗時叫做增值時間；而一些輔助性的工作是不能改變產(chǎn)品特性，但目前又是不可或缺的，如：取放零件/工具、檢查等，這些工作所耗時間屬于非增值時間；等待機(jī)器運行或者其他工位作業(yè)的時間統(tǒng)稱為等待時間。

流水線上一個崗位的工作由多個操作步驟組成，執(zhí)行這些操作步驟的過程中有些需要步行取拿工具或者零件，那么步行所耗時間簡稱為步行時間。通過以不同顏色區(qū)別某一崗位的增值時間、非增值時間、步行時間和等待時間，并按照先后順序?qū)⑦@些步驟時間堆垛成柱圖，多個崗位的柱圖并排一起形成了這條生產(chǎn)線的平衡墻，簡稱線平衡墻。線平衡墻能反映出較多生產(chǎn)線的運行情況，比如最大輸出節(jié)拍、與目標(biāo)節(jié)拍的差距、瓶頸工位以及增值時間比例等。

2 提高焊裝白車身生產(chǎn)節(jié)拍的方法

對于已投產(chǎn)的生產(chǎn)線，提高節(jié)拍的方式主要從人、機(jī)、料、法四個方面考慮，同時分析消除生產(chǎn)線的五大浪費，即糾錯、過度物料移動、過度移動、等待、過度加工。

常用的分析工具是線平衡墻以及工位時序圖。利用線平衡墻識別瓶頸工位，分析工位時序圖，進(jìn)行工位間的要素互換和增減來減少瓶頸工位的工作量最終減少團(tuán)隊成員工作量的差距并提高了實際產(chǎn)出，一般地這種方法提高的節(jié)拍比例小于5%。另可通過增加工位，重新布局生產(chǎn)工序，將各個工位的周期時間均降到目標(biāo)范圍內(nèi)，實現(xiàn)節(jié)拍的提高，這種方法一般都能大幅提高生產(chǎn)線節(jié)拍以滿足旺季市場需求。無論節(jié)拍提高幅度如何，下面提出的一些方法均可參考使用，以提高生產(chǎn)線工藝效率。

第一、分析人員動作。隨著作業(yè)者動作的逐漸熟練，作業(yè)者對作業(yè)動作習(xí)以為常，完全在無意識中進(jìn)行操作。實際上，這樣的作法潛藏著極大的效率損失，比如等待、過度移動、次序不合理、不均衡（如：太忙碌、太清閑）等等。在動作分析時，可參考表1進(jìn)行。

第二、提高設(shè)備運行節(jié)拍。（1）盡可能減少夾具多余動作，以減少定位夾緊時間。（2）高節(jié)拍、多零件焊接時可考慮將上件工位和焊接工位分開，通過轉(zhuǎn)臺加雙夾具實現(xiàn)上件節(jié)拍和焊接節(jié)拍獨立，互不影響。 （3）優(yōu)化機(jī)器人、操作工及其他設(shè)備之間的互鎖條件，減少彼此之間的等待時間。（4）通過優(yōu)化機(jī)器人焊接順序、焊接路徑、焊接參數(shù)等減少焊接時間。（5）合理分配焊點可減少機(jī)器人之間干涉及等待時間。（6）機(jī)器人除焊點附近的其余移動過程均采用關(guān)節(jié)運動，并全速運行。最后，可選擇性能更好的輸送線電機(jī)、變頻器等來提高設(shè)備節(jié)拍，這也是最簡單有效的方法。

第三、優(yōu)化工位物料布局，提升來料質(zhì)量也是提高生產(chǎn)線節(jié)拍的方式之一。（1）合理布局工位的多種物料，減少過度搬運取拿物料。（2）對于較重的零件，人工手腕受力大于5kg，則可在工位上增加輔助吊具，提高取料速度。（3）合理包裝物料，實現(xiàn)最大量包裝，方便人員取拿且減少換框頻次。（4）將小的零件用料盒存放在夾具最近處，以減少工人走動取件時間。（5）合理分配零件上件順序、優(yōu)化夾具結(jié)構(gòu)，以減少上件后輔助夾緊時間。（6）分析現(xiàn)場前位可疑物料，提升產(chǎn)品質(zhì)量，減少無效拿取零件的動作。

第四、優(yōu)化工位要素，縮短工位周期時間。這是總結(jié)前三項的分析結(jié)果，對生產(chǎn)線各工位進(jìn)行要素調(diào)整。除此之外，還可進(jìn)一步分析工位的焊點、涂膠是否存在過度加工的情況，特別是一些非定位焊點，過度加工是生產(chǎn)過程中最大的浪費也是最隱性的浪費。減少過度加工，重新制定工藝，使得崗位的操作要素最優(yōu)，周期時間最短。

第五，制作輔助安裝工具，提高裝配效率。在門蓋裝調(diào)線上安裝白車身門蓋總成時，門蓋之間、門蓋與側(cè)圍、翼子板等模塊間的尺寸匹配尤為重要；通過增加輔助安裝工具，降低門蓋裝配難度，讓操作工能夠快速地完成裝配并使裝配尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1

4 瓶頸分析及對策實施

按照最新市場需求，需將某車型白車身生產(chǎn)線的節(jié)拍由40JPH提升至42.5JPH，即理論單件工時由90秒下降為85秒，實際單件工時由86秒下降為80秒，其中理論生產(chǎn)效率按95%計算。

通過測量生產(chǎn)線每個工位操作步驟的要素時間，繪制出該生產(chǎn)線的線平衡墻，下圖1為該生產(chǎn)線某區(qū)域的線平衡墻。其中，每一個柱圖有白色、紅色、黃色、綠色四種顏色，白色代表等待時間，紅色代表步行時間，黃色代表非增值時間，綠色代表增值時間。下圖的藍(lán)色線為節(jié)拍提升之前的實際單件工時，紅色線為即將要達(dá)成的實際單件工時。從這幅圖中，可以直接發(fā)現(xiàn)該區(qū)域?qū)嶋H單件工時大于80秒的瓶頸工位數(shù)為3個；類似地，利用線平衡墻工具，最終得出該白車身生產(chǎn)線實際單件工時大于80秒的瓶頸工位總數(shù)為9個。

利用上述的方法，回顧這9個工位的情況，分別找出這9個瓶頸工位的問題點并制定實施如下改進(jìn)措施，最終消除該生產(chǎn)線提升至42.5JPH的瓶頸。

圖1 線平衡圖

表2 瓶頸工位及其改進(jìn)措施

綜述，通過增加1名操作崗位分解了3個瓶頸崗位的操作要素，并且改進(jìn)了部分設(shè)備結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了現(xiàn)場物料布局，重調(diào)了部分夾具開關(guān)順序等，最終將該生產(chǎn)線的實際單件工時控制在80秒內(nèi)，實現(xiàn)了既定目標(biāo)。

5 結(jié)束語

隨著市場的變化，生產(chǎn)線的節(jié)拍會進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，本文從人、機(jī)、料、法四個方面總結(jié)了提高白車身生產(chǎn)節(jié)拍的方法并將某白車身生產(chǎn)線的節(jié)拍由35JPH提升至42.5JPH，效果顯著，可供各制造企業(yè)參考使用。