M公司進氣歧管裝配線平衡優(yōu)化研究

張曉峰 王仕玉

摘要：以進氣歧管裝配線為研究對象，通過使用ECRSI的方法，以精益高效為準則，由局部到整體，通過作業(yè)優(yōu)化，工藝程序優(yōu)化，以及整體布局優(yōu)化，逐步有層次的完成生產(chǎn)制造裝配線的線平衡率提升，降低了生產(chǎn)節(jié)拍時間，從而提高裝配線的效率，釋放生產(chǎn)力。

Abstract： This paper is based on the research of intake manifold assembly line， through using of ECRSI methods， which in principle of lean and efficient， to improve line balance rate from part to the whole. The ECRSI methods were applied in sequence from operation optimization， process steps optimization and integrity layout optimization. Production capacity increased as far as line balance rate improved and cycle time reduced.

關(guān)鍵詞：ECRSI；生產(chǎn)線平衡率；生產(chǎn)節(jié)拍時間；進氣歧管裝配線

Key words： ECRSI；line balance rate；cycle time；intake manifold assembly line

中圖分類號：U46 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2019）03-0185-03

0 引言

裝配線是一種通過人們借助機器工具等，將不同的零部件逐漸組合成一個整體部件的生產(chǎn)制造場所[1]。在成本競爭激烈的今天，高效的裝配線往往意味著在使用最少的操作者的情況下，單位時間能有更高的產(chǎn)出，從而使企業(yè)更加具有競爭力。而生產(chǎn)線平衡就是裝配線效率的一個重要表征要素，通常用生產(chǎn)線平衡率（Line balance rate）來形容生產(chǎn)線的平衡程度[2]。

生產(chǎn)線平衡率可以按照如下公式表示：

其中LBR為生產(chǎn)線平衡率；Ti表示每一操作工位所用的時間；CT表示瓶頸工位時間；n是工位數(shù)。

當前改善生產(chǎn)線平衡率的方法有工業(yè)工程法、數(shù)學模型法、模擬仿真等方法。而企業(yè)生產(chǎn)通常會選擇工業(yè)工程的方法，因為其更高效、簡化，方便企業(yè)操作。

本文結(jié)合工業(yè)工程中的精益的思想，通過使用ECRSI（Eliminate， Cancel， Rearrange， Simplify， Increase）的方法，從作業(yè)優(yōu)化，到工藝程序分析優(yōu)化，再到布局優(yōu)化等多個方面，針對M公司進氣歧管裝配線的生產(chǎn)線平衡進行改善研究[3-5]。

1 M公司進氣歧管裝配線現(xiàn)狀

M公司是一家源自德國的家族企業(yè)，從事汽車進氣歧管的裝配生產(chǎn)。在裝配線試運行一段時間后暴露出一些問題如，產(chǎn)能吃緊、生產(chǎn)線不均衡、工人加班等問題。為滿足客戶要求，節(jié)省企業(yè)成本，裝配線的生產(chǎn)效率亟需提升。

M公司的生產(chǎn)工藝布局如圖1所示，7個操作工位通過U型排布，每工位1名操作工人。

通過時間研究，各工序的時間Ti如柱狀圖2所示。

觀測結(jié)果顯示，此進氣歧管裝配線的瓶頸工位為第一工位，歧管殼體刻印二維碼并裝配冷插襯套，其節(jié)拍時間CT=T1為62.7秒。裝配線的LBR為73.5%，小于一般裝配線所要求的85%以上，生產(chǎn)裝配線的平衡率存在提升的空間。

2 M公司進氣歧管裝配線效率優(yōu)化

2.1 作業(yè)優(yōu)化

為達到消除瓶頸工位、平衡各工序，以提升生產(chǎn)效率的目的，首先通過對裝配線員工作業(yè)著手進行優(yōu)化。

在此優(yōu)化的過程中，運用5W1H的提問技巧，思考通過ECRSI的方法進行優(yōu)化改善。對作業(yè)中的不合理動作及操作進行整體的優(yōu)化，以消除所有產(chǎn)生浪費的作業(yè)動作和步驟，使作業(yè)精簡高效。人機作業(yè)研究及動作研究等都屬于作業(yè)研究的范疇。

其中，第一工序，歧管殼體刻印二維碼，并裝配熱插襯套工序是整個裝配過程的瓶頸工序，節(jié)拍時間T1為62.7秒。對此工序作業(yè)過程進行人機作業(yè)分析發(fā)現(xiàn)，操作者時間利用率rp為52.0%，機器1的時間利用率rm1為34.3%，機器2的時間利用率rm2為63.3%，人機利用率都很低，導致很大的效率浪費。如表1所示。

由表1可知，機器2加熱壓裝襯套的時間，操作者和機器1同時存在22.3秒的等待時間。利用機器2自動加熱壓裝襯套的時間，操作者可以完成殼體刻印二維碼的操作。因此對操作順序重排，得到改善后的人機作業(yè)圖如表2。

工序節(jié)拍時間T1減少17.3秒，同時操作者時間利用率rp提升到74.9%，機器1的時間利用率提升為68.7%，機器2的時間利用率提升為87.4%，生產(chǎn)效率有了大幅改善。

同樣，對其他各工序的人工作業(yè)進行5W1H的思考并使用ECRSI的方法進行改善如下。

對一工序的機器1增加自動識別二維碼的固定掃描槍，判定二維碼刻印質(zhì)量好壞，取消目視檢驗的動作。

替換二工序和四工序的手動夾緊卡鉗，使用雙手按鍵操作的氣動卡鉗，減輕操作者勞動負荷，同時使操作更高效。

原二工序的冷插襯套上料作業(yè)，工人需將10個冷插襯套分別裝入設(shè)備工裝上的預裝配孔內(nèi)。由于預裝配孔的定位需要，襯套只有很小的裝配間隙，操作十分不便。為簡化操作，為此上料作業(yè)制作額外專用工具，操作者可以提前預裝10個冷插襯套到專用工具內(nèi)，在下輪操作直接上料。消除了等待時間的同時，增加了作業(yè)操作效率。

五工序使用毛刷蘸取異丙醇均勻涂抹角度傳感器裝配孔的作業(yè)過程很不方便，手工作業(yè)存在蘸取量不一致的問題，以及毛刷異物遺留在裝配孔的質(zhì)量風險。因此，取消使用毛刷，制作專用的角度傳感器浸潤孔，操作者可在裝配前直接對傳感密封圈進行浸潤，操作更為精簡便捷。

2.2 工藝程序優(yōu)化

通過作業(yè)優(yōu)化，操作人員的作業(yè)動作和作業(yè)流程得到規(guī)范和精簡，此進氣歧管裝配線的線平衡有了明顯的提高，但仍不能達到85%以上的裝配線平衡率一般要求。因此繼續(xù)使用ECRSI的方法從整個工藝過程著手，思考工藝過程的必要性、可替代性和時序性等。

具體從如下方面進行思考檢查：①確認是否有工序可以被省略；②確認是否有工序可重排或與其它工序合并；③確認是否有工序可以被簡化；④確認是否有工序需要補充或增加以保證工藝過程的流暢。

最終，在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，對工藝過程做出如下調(diào)整。將二工序的裝配節(jié)氣門體密封圈重排到六工序；將五工序的EUV閥裝配調(diào)整到四工序進行；將七工序的測試合格品確認及取出環(huán)節(jié)放到六工序進行。

2.3 布局優(yōu)化

經(jīng)過工藝程序優(yōu)化之后，工藝布局也應(yīng)隨之做出相關(guān)調(diào)整，如圖3。同時，從人員走動角度思考，盡量避免過長的移動距離，減少零件搬動的距離，消除零件傳遞過程的障礙，以減輕操作者的勞動負荷，提高效率。

具體的一些布局優(yōu)化如：更改一工序兩設(shè)備之間料架的位置，縮短操作者走動距離；移除三工序棄置不用的壓塊壓裝設(shè)備；移除不必要的垃圾箱；將真空泵的單層料架改為多層，節(jié)省空間等措施。

3 優(yōu)化效果

經(jīng)過上述多個方面的優(yōu)化后，各工序的時間柱狀圖如圖4所示。最終得到優(yōu)化后的CT=T7為49.5秒，LBR為88.3%。

4 結(jié)束語

通過結(jié)合使用ECRSI的方法，從作業(yè)優(yōu)化，到工藝程序分析優(yōu)化，再到布局優(yōu)化，按順序逐步由局部到整體，將M公司進氣歧管裝配線的線平衡率由73.5%提升至88.3%，節(jié)拍時間由62.7秒降低到49.5秒，提升了生產(chǎn)效率。此套方法對于類似的生產(chǎn)裝配制造企業(yè)，提升效率、降低成本，有廣泛的參考借鑒意義。

參考文獻：

[1]薛偉，蔣祖華，梁德豐，等.工業(yè)工程概論[M].機械工業(yè)出版社，2015.

[2]吳振華，雷輝.S 公司減速器生產(chǎn)線平衡優(yōu)化研究[J].價值工程，2018：235-236.

[3]孫建華，高廣章，蔣志強.生產(chǎn)線平衡的手段與方法研究[J]. 成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2004（04）：34-36.

[4]宗方芳.生產(chǎn)線平衡方法在水泵轉(zhuǎn)子裝配線改善中的應(yīng)用研究[J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化，2017，34（2）：12-17.

[5]呂寧，周炳海.發(fā)動機裝配線平衡改善[J].精密制造與自動化，2017：54-57.