后橋差主環(huán)裝配線動素分析及作業(yè)平衡

馮 樂，史金鑫，王曉君，周 帥，侯博棟

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 寶雞 722408）

1 背景分析

1.1 中后橋總成裝配線概況

1954年，Bryton第一次提出裝配線平衡問題，引起生產(chǎn)企業(yè)的高度重視，隨后廣大學(xué)者對裝配線平衡問題展開細致研究。在制造行業(yè)中，裝配環(huán)節(jié)使用約11%～40%的熟練勞動力，占用大量生產(chǎn)成本，分析裝配線現(xiàn)狀，并找出不合理之處，運用先進的管理、技術(shù)工具方法，提高裝配線效率和運轉(zhuǎn)率，進而降低成本，對增加企業(yè)的競爭力至關(guān)重要。本次研究的汽車中后橋總成裝配線主要裝配的是鑄造橋，這條裝配線主要包括清洗、差環(huán)線、主環(huán)線、合環(huán)線、支線、輪邊裝配線和涂裝線等七大部分，其設(shè)計產(chǎn)能為536根/天，設(shè)計的節(jié)拍為137 s，每天兩班倒。這條裝配線為近幾年新建，雖然考慮了部分精益生產(chǎn)內(nèi)容，但是其核心部分都是基于已有的裝配線，其中部分設(shè)計并不符合現(xiàn)有生產(chǎn)。本裝配線環(huán)線共四個功能區(qū)，具體如下：

1.差環(huán)線

差環(huán)線主要完成差殼的總成裝配，按照不同的速比，選取大殼和小殼兩種差殼。

2.主環(huán)線

主環(huán)線主要完成中橋的過橋箱、后橋的軸承座裝配，因為這兩者裝配過程基本相同，所以放在同一裝配單元。

3.合環(huán)線

合環(huán)線主要完成過橋箱、差殼、主減、過橋箱蓋或軸承座總裝。

4.支線

支線主要完成裝配中橋時，過程過橋箱蓋的裝配，主要用于中橋裝配過程使用。

1.2 裝配線現(xiàn)狀的平衡分析

一條穩(wěn)定平衡的生產(chǎn)線能夠使企業(yè)資源得到最優(yōu)化的配置和管理，減少浪費，降低成本，從而提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。造成裝配線不平衡的因素很多，經(jīng)過現(xiàn)場一段時間的具體調(diào)研發(fā)現(xiàn)裝配線在平衡方面存在以下幾方面問題。

1.裝配線的布局

本條裝配線是按產(chǎn)品生產(chǎn)分類，購進新式設(shè)備以減少工人勞動強度，新的設(shè)備卻仍然采用原來的裝配線布局形式，一些機器的布置位置沒有優(yōu)化，造成一些不必要的搬運浪費。

2.工藝工裝與動作

本條生產(chǎn)線現(xiàn)場仍然沿用舊裝配線的工藝，舊工藝的很多部分與新的裝配線現(xiàn)狀不符，導(dǎo)致部分裝配可能沒有參照的標準，裝配的工件可能存在很大的安全隱患。

3.配件的搬運及質(zhì)量

車橋裝配過程中需要大量零配件，這樣這些零配件及時配送以及質(zhì)量就成為整個裝配線節(jié)拍很重要的制約因素之一。

4.整體節(jié)拍

在裝配線上經(jīng)?？梢钥匆娨徊糠置Φ牟豢砷_交，而另一部分人則很是清閑，這些就是因為節(jié)拍不一致，工人分配的工作量不均衡，裝配線工位人員作業(yè)時間如圖1所示。

2 裝配線作業(yè)改善

2.1 必要性

作業(yè)改善主要解決標準工時以及生產(chǎn)線人員工作量的分配問題，而作業(yè)標準則是規(guī)范人的操作動作，兩相結(jié)合則可以順利解決上一節(jié)所提到的節(jié)拍不平衡及工藝動作問題，這樣能解決目前裝配線不平衡的現(xiàn)狀。故而本文選用標準作業(yè)與作業(yè)標準建立最優(yōu)作業(yè)動作，再運用物流與設(shè)施規(guī)劃知識改進生產(chǎn)線的局部布置及配件擺放位置與配送，使整線組合最優(yōu)。

2.2 識別與實施

1.現(xiàn)場動作改善

美國工程師Frank Bunker Gnlbreth（弗蘭克邦克·吉爾布雷斯）創(chuàng)立的動素分析，將人完成工作的動作劃分為17個基本動作，后美機械工程師學(xué)會增加“發(fā)現(xiàn)”（Find 這個動素，用F表示），這18個基本動作又稱為“18個動素”，動作研究是研究生產(chǎn)過程中的協(xié)調(diào)、省力、省時的作業(yè)方法。

動作的分析包括對動素、動作、操作三大方面的分析。首先進行動素分析，通過反復(fù)的觀察，以過橋箱的上線為例，繪制出動素分析，過橋箱上線動素分析及統(tǒng)計如表1所示，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。通過對動素的記錄、分析，可以提出初步的改進方案，使雙手作業(yè)均衡，提高效率，減少疲勞。

通過動素分析改進各個工位的操作時間，動素分析改進前后各工位操作時間對比如表3所示。

根據(jù)統(tǒng)計的結(jié)果，盡量消除第三類無效動素，比如移動過程中的保持動作和放置的動作，按照同樣的方法完成裝配線其他工序的動素分析、優(yōu) 化。

完成對動素的分析后可以進行動作分析，動作一般分為四類：有改變目的物形狀和裝配目的的動作——加工；有改變目的物位置的動作——移物；也有保持目的物狀態(tài)的動作——拿??；還有無作業(yè)時手空閑的動作——等待。結(jié)合“動作經(jīng)濟性原則、動作優(yōu)化，取消、合并、調(diào)整順序、簡化（Eliminate Combine Rearrange Simplify,ECRS）四大原則、5W1H（原因、對象、地點、時間、人員、方法）技術(shù)”的總體方法，逐工序開展動作分析，優(yōu)化動作，完成各工序的作業(yè)平衡率。

完成動作分析后，通過影像分析，完成整線作業(yè)的記錄，組織單位領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)、設(shè)備、精益以及班組長、直產(chǎn)人員按照瓶頸工序、次瓶頸工序等順序?qū)ψ鳂I(yè)進行進一步優(yōu)化，縮短各工序作業(yè)時間，尤其是瓶頸工序，再結(jié)合山積圖，完成整線作業(yè)的平衡，實現(xiàn)標準作業(yè)的固化。

2.物料的配送與擺放改善

裝配線現(xiàn)場物料的定置擺放以及按時配送非常必要，物料工具盡量接近使用點，是屬于進一步追求理想狀態(tài)而進行的改善。目前裝配環(huán)線的機器、貨架定置如圖2所示。差主環(huán)線配件數(shù)量及使用情況統(tǒng)計如表4、表5所示。

以上計算過主環(huán)線的節(jié)拍時間為120 s，其物料配送就是按照其生產(chǎn)線的節(jié)拍來計算各個工位用完一箱物料所用的時間。

根據(jù)時間及現(xiàn)場零件的大小安排送貨，因為從倉庫到主環(huán)線所用時間為4 min，所以提前4 min發(fā)貨，軸承座和主動齒輪體積較大，可一次各送一車。選取單位消耗時間相同或呈倍數(shù)關(guān)系、相距距離不遠的工位送貨，每次送貨兩人，每隔12 min送一次軸承座（裝配中橋則送過橋箱）、主被動齒輪，送完后在間隙時間再送大小差殼，送完第3次時送一次十字軸總成2箱、行星齒輪3箱、半軸齒輪6箱、軸承4箱、32313軸承3箱、32314B軸承6箱、六角螺栓各2箱、差速器被齒螺栓2箱、0349或0350軸間襯套2箱、十二角螺母一箱。

3 總結(jié)

文章根據(jù)現(xiàn)場及文獻得來的相關(guān)數(shù)據(jù)，針對裝配線原有的部分問題，通過對鑄造橋主差環(huán)線的分析做出改善方案。通過現(xiàn)場觀測、影像分析收集現(xiàn)場操作動作，根據(jù)動作經(jīng)濟性及動作分析ECRS四項基本原則，對現(xiàn)場的操作動作進行改進，解決了生產(chǎn)線的平衡問題?？紤]到裝配線的特殊性，本文對現(xiàn)場物料配送的問題也作了簡要分析，根據(jù)其搬運時間，計算其配送物料時間。

文章通過以上兩方面的工作，對裝配環(huán)線裝配現(xiàn)狀存在的問題進行分析，針對具體問題，通過動素分析和物流配送解決了其部分平衡問題，實現(xiàn)瓶頸工序時間從137 s降低到113 s，降低了17.5%，生產(chǎn)線平衡率從82.3%提升到96.9%，同時對以后裝配線的進一步改進奠定基礎(chǔ)。