基于DMAIC濾波器組裝流水線產(chǎn)能研究

吳少榮 楊宏兵

摘 要：在大型的組裝型企業(yè)中，由于工序間錯綜復雜關系及各工序節(jié)拍時間的差異，造成流水線部分工序出現(xiàn)產(chǎn)品堆積或待料現(xiàn)象，直接導致整個生產(chǎn)線效率下降。本文以濾波器生產(chǎn)廠組裝車間為研究對象，研究濾波器組裝流水線各工序間的平衡問題，利用6西格瑪?shù)腄MAIC流程對各工序進行現(xiàn)狀分析和改進，使得各工序節(jié)拍時間趨于最優(yōu)，以提升整個產(chǎn)線生產(chǎn)效率。

關鍵詞：精益生產(chǎn)；DMAIC；濾波器；節(jié)拍時間

1 概述

隨著企業(yè)對高效率、高質(zhì)量以及低成本要求的提高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式和理念已經(jīng)難以適應企業(yè)的發(fā)展，精益生產(chǎn)作為一個全新的企業(yè)生產(chǎn)管理理念，近些年已引起越來越多的關注。面對一種新的生產(chǎn)模式與理念，很多企業(yè)往往以偏概全，不能從全局進行考慮和策劃，很難獲得預期效果。對于精益生產(chǎn)來說，不僅需要企業(yè)要有全局觀念，更要能夠找準突破口，通過以點帶面的方式順利推動精益生產(chǎn)的導入和實施。而對于企業(yè)實際生產(chǎn)來說，工序平衡的好壞將會直接影響生產(chǎn)線效率，因此，如何利用精益生產(chǎn)中各種工具改進和完善工序平衡，是推進精益生產(chǎn)必須要面對和解決的問題，對企業(yè)生產(chǎn)效率的提高起著至關重要的作用。

2 濾波器組裝車間現(xiàn)狀分析

以某企業(yè)濾波器組裝車間為研究對象，在濾波器裝配過程中，由于工序安排及人力配置問題，造成生產(chǎn)效率沒有被完全釋放，導致嚴重的資源隱形浪費。因此，需要對整個濾波器組裝生產(chǎn)線各工序進行分析和研究，找出瓶頸及改善點。

按照現(xiàn)有的生產(chǎn)流程圖分別計算每個工序的節(jié)拍時間，再分別計算出組裝線各工序的標準產(chǎn)能。濾波器組裝流程如圖1所示，濾波器組裝過程主要包括兩個步驟：預制過程和組裝過程。部分材料需通過預先制作和裝配，然后作為原材料輸入到最終組裝線。因此，需要解決兩個問題：其一是預制材料必須能夠滿足組裝線的生產(chǎn)需要；其二是必須發(fā)現(xiàn)和消除總裝線的瓶頸工序，以提高產(chǎn)能從而滿足規(guī)定數(shù)量的成品產(chǎn)出。

濾波器總裝線和預制線節(jié)拍及產(chǎn)能分別如表1和表2所示，從濾波器生產(chǎn)節(jié)拍時間分析來看，瓶頸工序是“BMA壓塊裝配（g）”和“焊接（h）”，每臺產(chǎn)品的節(jié)拍時間都是75秒，以及“諧振桿裝配（c）”工序的節(jié)拍時間是60秒。因此，如果能夠降低上述工序的節(jié)拍時間便可提升生產(chǎn)線的整體效率。目前，該濾波器生產(chǎn)線的每天實際單班產(chǎn)出（P）為420臺左右，組裝線人員數(shù)為21人，預制線工人人數(shù)為10人。按照現(xiàn)有的工序安排，不難計算出生產(chǎn)線人員效率為79.5%。具體計算如下：

P/min（a，i）=420/528=79.5%

其中，P為單班產(chǎn)出；，a和i分別代表每個工序的代號。

3 DMAIC改善流程

DMAIC是指定義Define、測量Measure、分析Analyze、改進Improve、控制Control五個階段構(gòu)成的過程改進方法，一般用于對現(xiàn)有流程的改進，包括制造過程、服務過程以及工作過程等。

定義（D），我們將濾波器組裝流水線的效率提升作為此次改善的項目。測量（M），我們按照改善前的流程進行相關效率的統(tǒng)計和測算。分析（A），根據(jù)節(jié)拍時間和瓶頸工序統(tǒng)計分析，找出需要改進的工序和改善點。改進（I），根據(jù)分析后得出改進的項目，從而進行相應的改善。控制（C），對于改善的項目進行固化，確保改善的落實。

由統(tǒng)計的節(jié)拍時間，可以清晰地看到瓶頸工序為：焊接和BMA壓塊裝配，節(jié)拍時間為75秒。按照其余工序的節(jié)拍時間分析，工人在作業(yè)時負荷不是很重。因此我們需要對這兩個工序進行優(yōu)化改進，以提升整個流水線的生產(chǎn)效率。然后，通過分析預制線的節(jié)拍時間，可以看出，預制線中各工序的節(jié)拍時間較少，因此正常情況下，不會導致裝配線停料現(xiàn)象。

根據(jù)對工序?qū)嶋H操作情況分析和研究后發(fā)現(xiàn)，可以將焊接和清潔由一個工位完成，焊接完成之后直接進行清潔，然后此工位由4個人進行作業(yè)。并且可以將預制線“小壓塊放螺釘”工序合并到“BMA電纜固定”中，這樣便可節(jié)約一個操作人員。然而“BMA電纜固定”工序的節(jié)拍時間增加至65秒，而下個工序“BMA壓塊裝配”的節(jié)拍時間為75秒，因此可以將節(jié)省的操作人員安排到這兩個工序中間，用于承擔這兩個工位的部分工作。最終確定“BMA電纜固定”工序的人員數(shù)為1.5人，“BMA壓塊裝配”工序的人員數(shù)為1.5人。因此，最后可得到這兩個工序的節(jié)拍時間分別為44秒和50秒。優(yōu)化后的濾波器組裝流程如圖2所示，優(yōu)化后的總裝線生產(chǎn)節(jié)拍及產(chǎn)能如表3所示。不難看出，經(jīng)過DMAIC對濾波器組裝線流程進行改善和優(yōu)化后，整個裝配流水線標準產(chǎn)能從原來的520pcs提升至609pcs，在沒有增加流水線操作人員的前提下，標準產(chǎn)能提升約14.6%。

4總結(jié)

本文以某公司濾波器生產(chǎn)廠組裝車間為研究對象，針對公司濾波器組裝線的現(xiàn)狀和特點，以DMAIC為工具對濾波器整個生產(chǎn)流程進行分析和改進，發(fā)現(xiàn)濾波器裝配線瓶頸工序，并通過工序合并以及操作人員的重新配置，消除了濾波器組裝線的瓶頸工序，改善和平衡了各工序間的負荷，在沒有增加操作人員的前提下，較大幅度提升了整個裝配流水線的標準產(chǎn)能，有效地提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

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基金項目：國家自然科學基金項目51005160以及江蘇省高校自然科學研究項目13KJB460005。

作者簡介：吳少榮（1981-），男，江蘇吳江人，蘇州大學機電工程學院，機械工程在讀碩士，研究方向為精益生產(chǎn)；楊宏兵（1977-），男，蘇州大學機電工程學院，副教授，博士，研究領域為控制理論和控制工程。