基于生產(chǎn)線平衡的瓶頸改善

白冰冰 郭文強

摘要：經(jīng)濟的發(fā)展推動了制造業(yè)高速運行，當(dāng)前，在制造業(yè)競爭激烈的今天，如果企業(yè)擁有一套優(yōu)良的生產(chǎn)系統(tǒng)，這對于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)市場競爭力來說至關(guān)重要。然而幾乎每個企業(yè)都存在生產(chǎn)線不平衡的問題。因而為了提高生產(chǎn)線的產(chǎn)出率，提高產(chǎn)出品的品質(zhì)，必須要解決生產(chǎn)線平衡問題。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線;平衡;改善措施

引言

通過運用工業(yè)工程技術(shù)與方法，對生產(chǎn)流程進行設(shè)計和改造，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下提高生產(chǎn)能力尤為重要。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國傳統(tǒng)制造業(yè)中有85%的中小型企業(yè)作業(yè)方式粗獷，生產(chǎn)狀況不容樂觀，生產(chǎn)線效率低下，不平衡問題嚴重;10%的企業(yè)通過運用一定的IE技術(shù)進行改造，生產(chǎn)能力明顯提升;5%的企業(yè)大力推廣IE技術(shù)，具備強大的技術(shù)團隊，產(chǎn)能充足，效益可觀。因此，對數(shù)量龐大、產(chǎn)能不足、作業(yè)方式粗獷的中小型制造企業(yè)生產(chǎn)線進行合理改善，提升自身競爭力具有重要意義。

1標(biāo)準流程設(shè)計

對生產(chǎn)線進行設(shè)計與改善，首先掌握企業(yè)目前生產(chǎn)狀況，了解生產(chǎn)線加工工藝及工藝分布;然后采用“5W1H”提問技術(shù)：What、Why、When、Where、Who、How，與“ECRS”原則：取消、合并、重排、簡化，對生產(chǎn)系統(tǒng)中人、機、料、法、環(huán)進行分析，找到目前生產(chǎn)線的問題所在;最后針對問題，結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀，制定合適的改善方案。改善過程要求由大及小，由面及點，從生產(chǎn)線布局到勞動者動作分析過程，逐步實現(xiàn)精細化，直到取得良好的效果。

2生產(chǎn)線平衡及平衡率計算

生產(chǎn)線平衡率是指將產(chǎn)線所包含的必要作業(yè)工序分配至各個工位的平均程度，是用來衡量生產(chǎn)線平衡的優(yōu)劣標(biāo)準，生產(chǎn)線平衡率越高，說明生產(chǎn)線生產(chǎn)的越合理、高效，而提髙生產(chǎn)線平衡也是企業(yè)提升其生產(chǎn)能力及效率的重要方法之一。

3產(chǎn)線平衡優(yōu)化

3.1瓶頸工位改善

針對瓶頸工位，即氣缸閥蓋板組裝及上線工位，氣缸閥蓋板組裝及上線工位由兩個小工序組成，每個工序由一人操作，分別是氣缸閥蓋板支架螺釘裝配以及墊圈的裝配。第一個工序即操作員1取出工件并安裝四個螺釘，然后交至操作員二安裝四個墊圈完成第二道工序，并移至機器，最后上線。改善后將工序一安裝螺釘與工序二安裝墊圈合并，工位由1個人完成。雙手同時作業(yè)，安裝螺釘與安裝墊圈同時進行，分別循環(huán)四次，完成本工序。

3.2無刷伺服電動機生產(chǎn)線建設(shè)

無刷伺服電動機生產(chǎn)的主要問題為：絕大部分工序采用手工操作，質(zhì)量一致性和穩(wěn)定性不易保證;測試過程數(shù)據(jù)量大，自動化程度低，人工處理數(shù)據(jù)效率低;電動機裝調(diào)生產(chǎn)現(xiàn)場未嚴格進行合理的工藝布局，生產(chǎn)現(xiàn)場各工藝裝備主要針對單一產(chǎn)品裝調(diào)要求進行配置，整體分布比較離散，不便于有序合理安排生產(chǎn)，整體生產(chǎn)效率不高。根據(jù)無刷伺服電動機制造工藝流程和工作內(nèi)容，結(jié)合伺服電動機類產(chǎn)品裝調(diào)特點，配備相應(yīng)的自動化設(shè)備，利用信息化手段進行過程控制，同時貫徹數(shù)字化制造理念，實現(xiàn)生產(chǎn)單元的優(yōu)化配置、裝調(diào)過程管理的數(shù)字化、生產(chǎn)現(xiàn)場的可視化及質(zhì)量數(shù)據(jù)的電子化，解決該類無刷伺服電動機制造水平低、生產(chǎn)效率低與質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，形成無刷伺服電動機生產(chǎn)的數(shù)字化生產(chǎn)線。1）通過項目建設(shè)，優(yōu)化工藝流程，定子生產(chǎn)單元所有輔助環(huán)節(jié)均放置在配套庫房中，包括零件清洗、外觀檢查及配套均在該庫房配套操作崗位上進行，將配套的零件發(fā)放至各生產(chǎn)模塊的相應(yīng)操作崗位上，生產(chǎn)模塊中的各工位只進行生產(chǎn)操作。2）利用自動化設(shè)備代替部分手工操作，提高生產(chǎn)質(zhì)量和效率。如自動化繞線設(shè)備、槽絕緣成形設(shè)備、激光去漆設(shè)備、自動剝線機、自動焊接機、自動浸漆設(shè)備、伺服電動機綜合測試系統(tǒng)。3）原焊接工序中，包含去漆包線絕緣漆層、剝引線和焊接3個工步，其中去漆包線絕緣漆層為手工操作，耗時較長，缺少過程質(zhì)量的把控，現(xiàn)將去漆層單獨作為一道工序，采用自動化去漆設(shè)備進行生產(chǎn)加工。4）定子包扎、整形難度大，目前沒有成熟的設(shè)備可以替代手工操作，開發(fā)專用的包扎、整形設(shè)備投入大，性價比不高，經(jīng)過項目組討論，采用設(shè)計專用的整形工裝和檢測工裝提高生產(chǎn)效率。

3.3針對防護安全人因的改進策略

在防護安全方面，不規(guī)范的動作會增加人體的疲勞程度從而增加安全隱患。依據(jù)帕累托原則挑選重點關(guān)注產(chǎn)品，選定齒輪箱組件生產(chǎn)線為研究對象，并針對組裝區(qū)各工位進行分析。接下來采用JACK仿真姿勢變更數(shù)據(jù)和RULA方法對齒輪箱組件生產(chǎn)線操作者作業(yè)情況進行仿真分析。其中，RULA方法用于評估操作者相關(guān)身體部位在作業(yè)時的不同角度和力度所產(chǎn)生的風(fēng)險，且分值越高表明風(fēng)險越高。

3.4基于遺傳算法的凸輪軸生產(chǎn)線設(shè)備布局優(yōu)化

隨著國民經(jīng)濟不斷提升，汽車越來越普及，國內(nèi)汽車發(fā)動機生產(chǎn)商面臨巨大的挑戰(zhàn)，而凸輪軸作為汽車主要零部件，其生產(chǎn)線狀況對國民經(jīng)濟至關(guān)重要。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線依據(jù)工藝順序排布，車間設(shè)備布局混亂，成為制約凸輪軸生產(chǎn)效率的重要因素。車間的設(shè)備布局直接影響著工藝流程、車間物流、空間利用率及生產(chǎn)效率，改變車間內(nèi)設(shè)備的布局，使設(shè)備盡可能科學(xué)、合理的布置，可有效減少搬運時間和降低物流成本。傳統(tǒng)的布局設(shè)計采用系統(tǒng)布局規(guī)劃（SLP）法，針對車間內(nèi)各作業(yè)單位間的物流和非物流關(guān)系密切程度進行定量化，并計算出評分值，借助圖解為平面布局提供依據(jù)。由于該方法人工判斷各設(shè)備之間的邏輯關(guān)聯(lián)，對車間布局進行模糊規(guī)劃，受主觀經(jīng)驗、自身知識及能力限制較大。遺傳算法用于求解設(shè)備布局優(yōu)化，具有解集性能優(yōu)、計算速度快等優(yōu)點。合理的設(shè)備布局可以減少運輸環(huán)節(jié)，縮短物料運送時間和生產(chǎn)周期。

結(jié)語

隨著市場的不斷變化與外部競爭的日益加劇，生產(chǎn)效率越發(fā)成為企業(yè)的賴以生存的根本，如何提升效益減少成本成為每個企業(yè)日思夜想的難題。在質(zhì)量為先前提，最少的投入獲取最大的效益是每個企業(yè)苦苦摸索追求的。企業(yè)在實行精益生產(chǎn)時不光要運用其中的一些工具和方法，更要重視精益生產(chǎn)理念本身，需要結(jié)合各部門、生產(chǎn)車間面臨的實際問題，切實開展精益文化宣導(dǎo)與培訓(xùn)，建立完善的精益系統(tǒng)，并徹底貫徹執(zhí)行、跟進、堅持。

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