企業(yè)瓶裝水生產線產能提升研究

鄧藝培　賈舒媛　王昆朋　高濤　段丹璐　劉鑫

【摘要】以某礦泉水生產企業(yè)瓶裝水生產線為研究對象，進行產能提升研究。對目前的瓶裝水生產線進行現(xiàn)狀分析，通過測時計算生產線節(jié)拍，計算當前產線平衡率及設備綜合效率，找到影響產能提升的瓶頸工序，對其分析與改善，設計出產能提升改善方案以期能提高生產線平衡率，達到提高產能以及生產效率的目的。

【關鍵詞】產線產能? 平衡率? 設備綜合效率

我市礦泉水生產企業(yè)主要以瓶裝水系列產品為主，在瓶裝水生產線的生產產品中最為重要的型號為550mL的瓶裝水，該產品需求量大，占用資源多，故本文以型號為550mL的瓶裝水作為該生產線的代表，對該生產線進行產能提升改善。

一、瓶裝水生產線產能分析

瓶裝水生產線劃分為吹瓶車間、水處理車間、灌裝車間、燈檢和貼標車間、裝箱車間。瓶裝水生產工藝流程如圖1所示。

（一）生產線平衡分析

對瓶裝水生產線進行平衡分析，首先進行各作業(yè)單位作業(yè)時間的測定。記錄十次循環(huán)周期，再結合對測時數(shù)據(jù)進行三倍標準差異常值的剔除與處理后，各工序作業(yè)時間分別為0.66s，? 0.72s，

0.2s，0.36s，0.2s，0.2s，共計2.34s，操作人員數(shù)量一共為6人。

接下來記錄瓶裝水生產線一小時的產能。通過在裝箱單元進行計量，以及向現(xiàn)場工作人員的咨詢，該瓶裝水生產線每小時產能Q為7200，根據(jù)生產線節(jié)拍計算公式得到瓶裝水生產線節(jié)拍時間為0.5，產線平衡率為78%，該生產線平衡效果差。究其原因發(fā)現(xiàn)，吹瓶單元和灌裝封蓋單元作業(yè)時間太長，造成瓶裝水生產線平衡率損失率過高，影響整條生產線生產效率，導致訂單需求量大的時候產能跟不上，經常會出現(xiàn)加班的現(xiàn)象。

（二）設備綜合效率計算

接下來計算吹瓶設備和灌裝設備的設備綜合效率。目前該企業(yè)瓶裝水生產現(xiàn)狀如表1所示。

由此可以計算出吹瓶設備的設備綜合效率如下：

（1）計劃運行時間：10.5*3600-30*60=36000秒。

（2）實際運行時間：36000-1.5*3600=30600秒。

（3）可用率=操作時間/計劃工作時間=30600/36000=0.850。

（4）表現(xiàn)指數(shù)=理想周期時間/實際周期時間=0.5/0.67=0.746。

（5）質量指數(shù)=良品/總產量=（32000-2500）/32000=0.922。

于是得到，吹瓶設備綜合效率：OEE=可用率*表現(xiàn)指數(shù)*質量指數(shù)=0.850*0.746*0.922=0.585

按照同樣方法計算灌裝機的設備綜合效率OEE=0.885*0.627*0.973=0.54。

通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出瓶裝水生產線灌裝機和吹瓶機OEE數(shù)值較低，雖然調研期間看到車間里一派繁忙，但是設備綜合效率運行效率低下，需要改善。

二、瓶裝水生產線產能提升措施

根據(jù)上述內容，發(fā)現(xiàn)吹瓶單元和灌裝封蓋單元是影響產線產能的關鍵工序，所以考慮從這兩道工序入手對產線進行改善，以提高生線產能。

（一）吹瓶單元改善

吹瓶單元經常由于設備故障導致吹瓶暫停，導致吹瓶暫停的主要原因是：①胚管傳送過程出現(xiàn)卡胚，導致吹瓶設備空載運行;②胚管質量要求不合格，會出現(xiàn)將胚管吹壞的情況，吹壞的胚管會黏在吹瓶模具上，影響接下來的吹瓶工作，需停機清理。

針對胚管卡胚的情況，發(fā)現(xiàn)是因為胚管從傳送帶輸送到理胚機的過程中數(shù)量時多時少，理胚機內兩條滾筒在進行理胚時會出現(xiàn)卡胚的情況，導致胚管不能傳送到吹瓶設備。通過與現(xiàn)場技術人員交流以及查閱資料對卡胚現(xiàn)象進行改善。在傳送帶與儲存胚管的箱體之間增加感應器，監(jiān)測傳送帶上的胚管數(shù)量，達到一定數(shù)量便發(fā)出信號使漏斗狀儲胚箱關閉下端閥門，停止往傳送帶輸送胚管，使傳輸?shù)呐吖軘?shù)量能得到量化并實時監(jiān)控。

針對吹壞胚的情況，一方面通過調整設備參數(shù)來保證吹出的空瓶滿足質量要求，另一方面在與技術人員討論之后決定在吹瓶模具上方加入一個剔除裝置，由感應器連接，當檢測到模具內殘留吹壞的胚管，感應器發(fā)送信號給剔除裝置，迅速將模具內殘留的壞瓶清除掉，維持吹瓶設備繼續(xù)運行，減少設備停機清理的情況發(fā)生。經過上述改善后，軟件仿真得出吹瓶單元平均作業(yè)時間降低到0.55秒/瓶。

（二）灌裝封蓋單元改善

前面計算得出灌裝封蓋單元是耗時最長的生產單元，為了降低作業(yè)時間，對灌裝壓蓋單元進行改善分析。

吹瓶單元加工完成的空瓶經過氣流傳送帶輸送到灌裝封蓋單元，由于車間布局的原因，兩個單元之間距離較遠，傳送帶傳送的連續(xù)性不好，傳送帶頂部較毛躁，經常出現(xiàn)卡瓶的現(xiàn)象。改善方法是將傳送帶頂部材料更換為光環(huán)的橡膠材質，即可使傳送帶平衡傳輸。

除了將傳送帶卡瓶導致的延遲問題改善外，還需改善灌裝頭出現(xiàn)空載的情況。在灌裝機入口處增加一個光電感應裝置，使得灌裝頭空載情況得到消除，保障灌裝機灌裝頭能達到滿載效果。軟件仿真得出改善后灌裝封蓋單元的平均作業(yè)時間為0.64秒/瓶。

（三）企業(yè)瓶裝水改善后產能分析

改善之后瓶裝水生產線一小時可以生產8640瓶瓶裝水，產線平衡率為85.32%，較之前的78%，有較大的提高。對吹瓶設備和灌裝機分別進行設備綜合效率計算為0.693和0.669，設備OEE的提升，也將帶動產線產能的提升。改善永無止境，課題小組將不懈努力繼續(xù)改善，使得產線產能進一步提升。

參考文獻：

[1]劉荷. 桶裝純凈水灌裝生產線節(jié)拍平衡研究及控制系統(tǒng)改進[D].燕山大學，2017.

[2]陳榮秋，馬士華.生產與運作管理[M].4版.北京：高等教育出版社，2016.

[3]楊少君.基于精益生產的氣缸體生產線線平衡率提升方法及標準化流程研究[D].廣西大學.2018

[4]王梓華.W公司機加工車間設備綜合效率改善研究[D].吉林大學，2018.

基金項目：本項研究成果受攀枝花學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目資助。