基于單件流思想的進(jìn)氣歧管產(chǎn)線優(yōu)化與設(shè)計(jì)

劉俊艷

摘要：“單件流”是企業(yè)推行精益生產(chǎn)時(shí)常采用的一種很重要的生產(chǎn)方式，單件流主旨是讓產(chǎn)品流動(dòng)起來，效果之一是可以減少在制品庫存堆積;某企業(yè)注塑產(chǎn)線生產(chǎn)中存在著大量制品庫存，文章基于單件流的思想從布局、工藝流程、標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)等方面圍繞生產(chǎn)過程的流動(dòng)性對(duì)該企業(yè)的進(jìn)氣歧管注塑車間進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);針對(duì)在制品問題，提出了基于單件流思想的整流化方案。數(shù)據(jù)表明，整流化后的生產(chǎn)線效率較原有產(chǎn)能和效率提升了17%。單件流思想的應(yīng)用對(duì)提升生產(chǎn)效率，減少生產(chǎn)中的停滯有著很好改善效果。

Abstract： As a major embodiment of Lean production， one-piece flow is one of advanced production methods. In this paper， the optimization analysis was carried out from the layout， the craft， the cycle，etc. for the Intake Manifold workspace and proposed the one-piece flow plan. Combined with simulation and the practice makes it perfect. By optimizing， It shows that the production line has a great improve on the productivity and efficiency than ever. The application of the one-piece production line can bring better benefits for the enterprise.

關(guān)鍵詞：?jiǎn)渭?產(chǎn)線優(yōu)化;Witness仿真

0? 引言

在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)背景下，傳統(tǒng)生產(chǎn)管理方式已不能滿足制造業(yè)企業(yè)降本增效、滿足供給側(cè)改革的要求。制造業(yè)企業(yè)如何去庫存、降成本、去過剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)是亟待解決的問題。精益生產(chǎn)的“單件流”以“流動(dòng)”的思想解決生產(chǎn)過程中的停滯、減少在制品庫存、消除產(chǎn)線浪費(fèi)，有良好的效果。國內(nèi)外，有不少學(xué)者對(duì)“單件流”的應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)踐與研究。崔琳琳[1]等研究分析認(rèn)為服裝行業(yè)實(shí)施單件流生產(chǎn)可以提高生產(chǎn)效率，但是推行會(huì)放大隱藏的問題，建議注意瓶頸工序，將所有潛在問題做可視化管理，從單件流深入研討發(fā)展同步流提升績(jī)效?；粞湃颷2]把單件流應(yīng)用在褲企行業(yè)，從推筐系統(tǒng)設(shè)備布局、設(shè)備配比、薪酬制度、人員配比、培訓(xùn)制度等方面深入分析單件流推行的條件，主張循序漸進(jìn)地推進(jìn)實(shí)施單件流。馬輝[3]等把單件流應(yīng)用在物流快件的自動(dòng)分揀過程中，取得了很好的優(yōu)化效果;葛常吉等[4-8]從精益生產(chǎn)的角度，基于單件流生產(chǎn)方式的及時(shí)化、自動(dòng)化的精益生產(chǎn)理念，綜合運(yùn)用流程程序分析、價(jià)值流圖析等工業(yè)工程相關(guān)方法和工具，通過重組班組作業(yè)、修改員工作業(yè)流程、細(xì)化員工工作任務(wù)、對(duì)產(chǎn)線員工進(jìn)行人員培訓(xùn)等方式，重新設(shè)計(jì)優(yōu)化物流配送方案和調(diào)整管理模式成功改善了機(jī)器零部件生產(chǎn)和車輛總裝產(chǎn)線，產(chǎn)生了較好的精益改善效果。本文針對(duì)單件流生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)和推行中存在的問題，提出基于單件流生產(chǎn)方式的及時(shí)化、自動(dòng)化的精益生產(chǎn)理念重新設(shè)計(jì)優(yōu)化生產(chǎn)。

H企業(yè)注塑車間生產(chǎn)中存在大量在制品庫存，并且冷卻工序時(shí)間過長(zhǎng)成為生產(chǎn)瓶頸，為使生產(chǎn)順暢，減少在制品庫存，提高生產(chǎn)效率，增加產(chǎn)能，文章基于“單件流”思想對(duì)布局、工藝流程、標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)進(jìn)行了分析，并提出改善方案。

1? 注塑車間工藝流程及工時(shí)測(cè)算

1.1 車間工藝

注塑車間屬于生產(chǎn)集中供料，生產(chǎn)A、B、C、D四種半成品，經(jīng)過室溫冷卻后分別將A與B，C與D進(jìn)行注塑并總成焊接，再經(jīng)過除塵、氣密初檢、冷插、熱插1、熱插2、熱插3、裝配1、裝配2、氣密終檢、包裝、成品入庫、發(fā)往客戶這12道后處理工序。

1.2 工時(shí)測(cè)算

對(duì)注塑和焊接機(jī)器工時(shí)觀測(cè)如表1所示;C#生產(chǎn)線的工序時(shí)間和人工操作時(shí)間如表2所示;C#生產(chǎn)線機(jī)器工時(shí)如表3。

由表1-表3可以發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)瓶頸為氣密終檢。氣密終檢的時(shí)間70s大于其他環(huán)節(jié)的時(shí)間，其次生產(chǎn)瓶頸為熱插3和氣密初檢，時(shí)間分別為：74s和68s。

2? 生產(chǎn)線的改善方案

由工序工時(shí)分析，氣密終檢為瓶頸工序;節(jié)拍不平衡會(huì)帶來的工序間的產(chǎn)品停滯，降低產(chǎn)品流動(dòng)性，基于單件流的思想，需要消除停滯，盡量讓產(chǎn)品流動(dòng)起來，盡量讓工序間節(jié)拍平衡是一個(gè)較為常見的改善方向;對(duì)于本產(chǎn)線，除了進(jìn)行節(jié)拍平衡改善外，還須先改善自然冷卻2h而存在的在制品庫存。從工藝、產(chǎn)線布局、工時(shí)等多方面考慮，提出了以下改善方案。

2.1 車間冷卻區(qū)的改進(jìn)

為降低2h冷卻時(shí)間，改進(jìn)車間冷卻區(qū)（B區(qū)）。去除所有的在制品存儲(chǔ)柜，替換為雙層滾軸式傳送帶，傳送帶充分利用空間資源，設(shè)計(jì)為立體式。其間設(shè)置兩個(gè)工位a，b。工位a負(fù)責(zé)分揀注塑件，將A，B，C，D分揀開來，并分別放到上下兩條傳送帶上;工位b負(fù)責(zé)安裝部分注塑件的零件，同時(shí)也負(fù)責(zé)檢查注塑件（如圖1所示）。

B區(qū)傳送帶長(zhǎng)約為17米，速度可調(diào)節(jié)，針對(duì)不同的需求調(diào)節(jié)生產(chǎn)速度，同時(shí)遠(yuǎn)距離的傳送時(shí)間也可作為注塑件冷卻時(shí)間的一部分。B區(qū)傳送帶為可操作式傳送帶，工人的檢驗(yàn)，加工，巡檢均可以在此區(qū)域進(jìn)行。

傳送帶選用鏈網(wǎng)式，可增大注塑件與空氣的接觸面積。上方傳送冷卻后的注塑件，下方返回不合格品（殘次品和溫度不合格件）。在整條線運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可以確保到達(dá)下一工序的注塑件為完全冷卻的合格品，也能夠?qū)⒉缓细衿肪奂趥魉蛶в叶耍阌诨厥绽谩?/p>

2.2 A區(qū)右側(cè)加工區(qū)的改進(jìn)

取消A區(qū)右側(cè)加工區(qū)，撤掉加工棚，改為主冷卻區(qū)域;引進(jìn)外力冷卻設(shè)備，合理放置在A區(qū)右側(cè)及其下區(qū)域;改善前后對(duì)比圖如圖2所示。冷卻傳送帶a3總長(zhǎng)約為14米，根據(jù)季節(jié)和產(chǎn)量要求的 變化而變化。傳送帶左側(cè)為兩個(gè)冷風(fēng)機(jī)，主要原理是利用空氣的對(duì)流和壓縮機(jī)的制冷功效。

工業(yè)冷風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管將冷氣吹入傳送帶的封閉段，而在傳送帶的下方給予通風(fēng)口，兩邊循環(huán)加快對(duì)流。出風(fēng)口的開啟和進(jìn)風(fēng)口有一定的時(shí)間差，保證冷風(fēng)在封閉區(qū)域內(nèi)充分利用。傳送帶采用鏈?zhǔn)綕L軸，加大注塑件與空氣的接觸面積，必要時(shí)可加轉(zhuǎn)動(dòng)盤給注塑件緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的空間。

2.3 工序熱插3優(yōu)化

熱插3過程中員工會(huì)停線取件，且線外操作時(shí)間過多，采取人機(jī)配合并行作業(yè)的方式縮短工時(shí)間。按照需要設(shè)置物流配送人員，同時(shí)線上員工裝零件的8s工作時(shí)間與機(jī)器加工并行，這樣便可以有效縮短該工位的工作周期時(shí)間。由于整條生產(chǎn)線工作時(shí)間最長(zhǎng)的工序便是熱插3，故可以提高整個(gè)流程的效率。由人機(jī)分析可得，此方法可行。

2.4 整體流程程序分析

對(duì)整體流程進(jìn)行改善前和改善后的分析，單個(gè)注塑件的生產(chǎn)周期降低了68.1%，達(dá)到了注塑件在車間內(nèi)無長(zhǎng)時(shí)間停留，為一條流的實(shí)現(xiàn)提供了進(jìn)一步的可行性支持。

3? 改善后車間生產(chǎn)線的布局

改善后的車間布局如圖3所示，留有原材料倉庫（O區(qū)），注塑加工區(qū)（A區(qū)），改變冷卻待加工區(qū)（B區(qū)）為長(zhǎng)距離操作運(yùn)輸區(qū)（B區(qū)），摩擦焊接區(qū)（C區(qū)），裝配檢測(cè)區(qū)（D區(qū)）。

新加A+區(qū)為主要冷卻區(qū)，原有的初加工棚拆除，初加工工序放到了冷卻區(qū)傳送帶上完成.面積約擴(kuò)展15平方米，放置一臺(tái)工業(yè)冷風(fēng)機(jī)，機(jī)械手（C區(qū)）保持現(xiàn)有生產(chǎn)模式不變，傳送帶末端的流向根據(jù)C13的具體排布（如圖4所示）進(jìn)行實(shí)用性導(dǎo)向排布。

為了驗(yàn)證方案的可行性，采用Witness進(jìn)行仿真分析。本文在仿真模型中按一班生產(chǎn)11.5h來進(jìn)行，模擬運(yùn)行的結(jié)果為682件。根據(jù)仿真報(bào)告數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（如表4所示）可以看出熱插1、熱插2、熱插3的效率得到明顯的提高，由于增加了機(jī)器的原因氣密初檢和氣密終檢的效率有所降低，但總體效率提高。據(jù)此可以得出以下結(jié)論，在優(yōu)化后的工位的空閑時(shí)間均得到了顯著降低，在保證工序銜接正常和一條流平穩(wěn)運(yùn)行的前提下也實(shí)現(xiàn)了車間產(chǎn)量的提升，達(dá)到了優(yōu)化的目的。

4? 改善前后生產(chǎn)線的產(chǎn)能和效率

C13生產(chǎn)線上各個(gè)機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)差距較大，最短的工時(shí)為34s，最長(zhǎng)的工時(shí)為78s。由注塑和焊接機(jī)器工作時(shí)間表（表1）可知，除熱插3外，各機(jī)器的注塑時(shí)間和焊接時(shí)間均低于78s，整個(gè)生產(chǎn)過程的瓶頸在熱插3上。根據(jù)瓶頸工序計(jì)算得出一個(gè)班次的產(chǎn)能約為583件（12h×60min×60s/74s=583.78）。通過調(diào)研，工廠的實(shí)際產(chǎn)能為一個(gè)班次（12h）500-600件。改善前后的產(chǎn)能及個(gè)機(jī)器的效率如表5-表6所示。

從改善后標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)表可看出C13生產(chǎn)線上的瓶頸工序均得到了相應(yīng)的改善，此時(shí)的工序熱插3的標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)為60s，為時(shí)間最長(zhǎng)工序。根據(jù)其工序時(shí)間計(jì)算得出一班的產(chǎn)能約為720件（12h×60min×60s/60s=720）。初步估計(jì)產(chǎn)能可達(dá)680件/班。實(shí)際投入生產(chǎn)后，產(chǎn)能為650-680件/班。

基于單件流的思想，改善后“流動(dòng)”式的生產(chǎn)方式，使得任何一個(gè)環(huán)節(jié)的耽擱都會(huì)放大影響;所以產(chǎn)線通過目視化管理反應(yīng)生產(chǎn)異常，以便管理者能夠快速有效進(jìn)行異常響應(yīng)。

5? 結(jié)語

引入“單件流”思想，以快速流動(dòng)為導(dǎo)向進(jìn)行改善，車間產(chǎn)能提高了17%。在導(dǎo)入“單件流”過程中，要堅(jiān)持產(chǎn)品的快速“流動(dòng)”的主旨，配合同步提高管理水平，使“單件流”更加順暢的落地，取得更好的效果。

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