電動三輪車裝配流水線的平衡分析與改進

裴小兵+李歐陽+呂少平+譚林林

摘要： 在生產線平衡原理及改善方法的基礎上，以電動三輪車裝配流水線為研究對象，運用工作研究的方法分析工藝流程，測定流水線各工位的作業時間，找出瓶頸工位；運用“5W1H”提問技術和ECRS（取消、合并、重排、簡化）原則對流水線進行分析與改進。通過對比分析，改進后該流水線大大節省了空間和人力，工位減少6個，工人減少11個，與此同時，平衡率提高27.6%。

Abstract： Based on the balancing principle and improvement method of the production line， taking the electro-tricycle assembly line as the research object， this paper applies the method of work study to analyze process flow， determines operation time of every station， finds out bottle-neck stations， and analyzes and redesigns the assembly line by the 5W1H check-list and the principles of ECRS （Eliminate， Combine， Rearrange， Simplify）. In comparison with the former line， the production line redesigned greatly saved space and human， reducing six stations and 11 workers， while the balance rate increased 27.6%.

關鍵詞： 裝配流水線；工作研究；平衡；改進

Key words： assembly line；work study；balancing；redesign

中圖分類號：TB491 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）29-0039-02

0 引言

天津一家電動車企業主要生產農用和代步電動三輪車。通過對該企業的總裝生產線調研，發現生產線的工位布置和任務分配主要依賴管理人員的經驗安排，生產線上存在明顯的作業負荷不均、在制品堆積、作業現場混亂、停線頻繁、不能滿足生產要求的問題，運用工作研究的原理和方法對裝配線進行一系列分析和改進迫在眉睫[1-2]。

1 裝配流水線的現狀調查及平衡分析

電動三輪車主要由車架、車頭、座桶、輪輞和附件五大部分構成。電動車裝配是以車架為載體，將電動車的各零部件安裝到車架的相應部位，整車檢驗，并封裝包箱。整個裝配生產分為21個工作單元，如表1所示，以砸碗工序開始，以包裝入庫工序結束。8小時工作制，上午、下午各休息10分鐘。流水線采用雙邊作業形式，配有工人42名。

采用歸零測時法多次測定各工序的實際作業時間，經三倍標準差法剔出異常數據后，得到各個作業單元的平均值，考慮各工序的評比和寬放后，匯總得到各個工位作業時間[3]，如表1所示，同時記錄現有的人員配比。其中平衡率是用于衡量流程中各工作單元節拍符合度的一個綜合比值，計算公式為：平衡時間=標準時間/人數；生產平衡率=平衡時間/瓶頸時間×100%[4]。

對獲取的作業時間進行平衡分析。經診斷，順線接線1所用時間最長，為瓶頸工位，故瓶頸時間為67.9s。平衡率可表示為？孜=■×100%

式中，ti為第i個工位的作業時間；R為瓶頸工位的作業時間；s為流水線工位總數[5]。

結合表 1，對作業時間較長的工位進行現場觀察和分析，存在以下問題：

①由表1各工序的平衡時間可以看出，各工序之間的負荷有較大的差異，如工序1、3、16生產能力過剩，而工序7和8生產能力則不足。經計算，此時裝配線的平衡率ξ=807.6/67.9/21=56.6%，平衡損失率β=1-ξ=43.4%，平衡能力嚴重不足，存在較大的改進空間。

②上料架及各工位的布置距離較遠，造成搬運距離過長，走動時間浪費。如工序3，差速后橋的預裝工位與其上線位置距離較遠，造成無效的搬運浪費。工序17與工序18的工位布置在線下，與前后工位銜接不緊密，在制品數量較多。

③上車廂、釘銘牌等工序為手動操作，作業時間長，速度慢，且易造成疲勞。

2 改善方案設計實施

針對裝配流水線的現狀，運用5W1H提問技術和ECRS原則分別從以下四方面對生產線做改善。

2.1 優化生產線布局 針對上料位置不合理、走動路線長、多余動作多等問題，對生產線布局進行了調整。考慮到差速半軸、弓子板的安裝工位與流水線距離遠，且工位之間不連續，搬運次數多，搬運距離長，故把差速半軸、弓子板安裝的工作臺重新布置設計，如圖1所示，放到流水線旁邊，縮短走動搬運路線和時間，降低作業人員的勞動強度。另外，考慮到裝前擋風和釘銘牌工位位于線下，運輸距離長，工作節奏性不強，故將裝前擋風工位和釘銘牌工位安排到流水線上，充分利用流水線。

2.2 重新分配工作內容，調整作業人員，降低過剩的生產能力[6-8] 工作內容的重新分配必須遵循生產線平衡的順序約束原則。順序約束原則是指組裝件由若干工件按一定的加工組裝順序裝配而成，在加工過程中存在邏輯優先順序約束[9]。

針對工位1生產能力過剩的狀況，可減少一名人工，同時負責工位2處的裝減震皮和過線圈。

針對工位3生產能力過剩、差速后橋上線在先、裝拉桿在后、搬差速后橋動作重復的狀況，結合二者的作業時間，可將兩者的工作內容重新分配：由差速后橋預裝工人將成品差速后橋直接搬運上線，由車架倒裝的兩名工人搬車架上線并裝拉桿，這樣可以省去兩名人工。endprint

針對工位10與工位11生產能力過剩的狀況，將這兩工位合并，一人負責裝手剎、上座桶、緊固座桶，另一人負責緊固控制器盒、上控制器盒蓋、緊固接線盒、壓線板和座桶。關于驗電工序，由于線下有成車檢驗且此工序檢測出問題后仍要到后面解決，完全沒有存在的必要性，故將此工序取消。

關于12、13工位，可將兩工位合并。引進數控吊車后，一人負責接液壓拉桿A端、上車廂、掛車廂、緊固車廂，另一人負責上座桶線、緊固車廂、接液壓拉桿B端，這樣可節省1名人工。

針對工位16生產能力過剩的狀況，可將工位16、17、18合并安排到線上，一名工人負責釘銘牌、裝左擋風，另一名工人負責放配件和裝右擋風，最后由驗車工人推車下線并驗車。

2.3 分析作業方法，改進工裝夾具 為了降低操作者的勞動強度、減少動作浪費，主要從改進和完善工裝工具方面進行改進。

①人工上車廂這一作業采用小型吊車裝置，不但可以縮短作業時間，而且可以節省1名人工。

②引進快速鉚釘槍代替釘銘牌工位傳統的錘子。

2.4 與供應商協商，將部分工作轉移給供應商 通過觀察工人作業可以發現大量的擰螺絲工作，很多是螺絲、螺母配套供貨的，工人需要將螺母擰下來再上螺絲、套螺母，故可以要求供貨商供貨時螺絲、螺母分開供應。表頭預裝處的線束供貨商都是帶塑料包裝的，工人需要先把包裝去掉才能使用線束，故可以要求供貨商把線束每五個或十個一起包裝，既可以減少工人拆包裝工作，也可以減少供應商包裝工作，從而實現雙贏。

綜上所述，改善后的裝配線將原來的裝手剎與裝座桶工位合并，將裝前擋風、釘銘牌、放配件工位合并，減少了6個工位，11名工人，此時節拍降為56s，裝配線的平衡率為ξ=707s/56s/15=84.2%，平衡損失率β=15.8%。

3 結束語

通過對電動車總裝流水線整體布局、作業路線、作業動作、工裝夾具等方面的改善，生產線平衡率提高27.6%，裝配效率也得到了有效提升。

參考文獻：

[1]汪應洛.工業工程基礎[M].北京：中國科學技術出版社，2005.

[2]曾敏剛，李雙.電源適配器生產現場改善與裝配線平衡[J].工業工程，2010，13（4）：117-123.

[3]何善平，奚立峰.發動機裝配線平衡方法研究[J].工業工程，2005，8（3）：84-85.

[4]蘭秀菊，陳勇，湯洪濤.SMT生產線平衡的持續改善分析[J].工業工程與管理，2006（2）：109-111.

[5]李青，周炳海.工序分析法在投影儀裝配線改善過程中的應用[J].工業工程與管理，2007，12（1）：108-109.

[6]郭伏，張國民，溫婕.工作研究在轎車裝配流水線能力平整中的應用[J].工業工程與管理，2006（2）：119-126.

[7]陳勇，湯科峰，林飛龍，等.企業CD段流水線的瓶頸分析與平衡改善[J].工業工程與管理，2008（1）：112-115.

[8]張學龍.基于工序分析方法的企業生產流程優化研究[J].工業工程與管理，2012，17（1）：40-45.

[9]李軍，張勇.方法研究在G公司作業標準制定中的應用[J].工業工程與管理，2010，15（6）：137-142.endprint

針對工位10與工位11生產能力過剩的狀況，將這兩工位合并，一人負責裝手剎、上座桶、緊固座桶，另一人負責緊固控制器盒、上控制器盒蓋、緊固接線盒、壓線板和座桶。關于驗電工序，由于線下有成車檢驗且此工序檢測出問題后仍要到后面解決，完全沒有存在的必要性，故將此工序取消。

關于12、13工位，可將兩工位合并。引進數控吊車后，一人負責接液壓拉桿A端、上車廂、掛車廂、緊固車廂，另一人負責上座桶線、緊固車廂、接液壓拉桿B端，這樣可節省1名人工。

針對工位16生產能力過剩的狀況，可將工位16、17、18合并安排到線上，一名工人負責釘銘牌、裝左擋風，另一名工人負責放配件和裝右擋風，最后由驗車工人推車下線并驗車。

2.3 分析作業方法，改進工裝夾具 為了降低操作者的勞動強度、減少動作浪費，主要從改進和完善工裝工具方面進行改進。

①人工上車廂這一作業采用小型吊車裝置，不但可以縮短作業時間，而且可以節省1名人工。

②引進快速鉚釘槍代替釘銘牌工位傳統的錘子。

2.4 與供應商協商，將部分工作轉移給供應商 通過觀察工人作業可以發現大量的擰螺絲工作，很多是螺絲、螺母配套供貨的，工人需要將螺母擰下來再上螺絲、套螺母，故可以要求供貨商供貨時螺絲、螺母分開供應。表頭預裝處的線束供貨商都是帶塑料包裝的，工人需要先把包裝去掉才能使用線束，故可以要求供貨商把線束每五個或十個一起包裝，既可以減少工人拆包裝工作，也可以減少供應商包裝工作，從而實現雙贏。

綜上所述，改善后的裝配線將原來的裝手剎與裝座桶工位合并，將裝前擋風、釘銘牌、放配件工位合并，減少了6個工位，11名工人，此時節拍降為56s，裝配線的平衡率為ξ=707s/56s/15=84.2%，平衡損失率β=15.8%。

3 結束語

通過對電動車總裝流水線整體布局、作業路線、作業動作、工裝夾具等方面的改善，生產線平衡率提高27.6%，裝配效率也得到了有效提升。

參考文獻：

[1]汪應洛.工業工程基礎[M].北京：中國科學技術出版社，2005.

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[5]李青，周炳海.工序分析法在投影儀裝配線改善過程中的應用[J].工業工程與管理，2007，12（1）：108-109.

[6]郭伏，張國民，溫婕.工作研究在轎車裝配流水線能力平整中的應用[J].工業工程與管理，2006（2）：119-126.

[7]陳勇，湯科峰，林飛龍，等.企業CD段流水線的瓶頸分析與平衡改善[J].工業工程與管理，2008（1）：112-115.

[8]張學龍.基于工序分析方法的企業生產流程優化研究[J].工業工程與管理，2012，17（1）：40-45.

[9]李軍，張勇.方法研究在G公司作業標準制定中的應用[J].工業工程與管理，2010，15（6）：137-142.endprint

針對工位10與工位11生產能力過剩的狀況，將這兩工位合并，一人負責裝手剎、上座桶、緊固座桶，另一人負責緊固控制器盒、上控制器盒蓋、緊固接線盒、壓線板和座桶。關于驗電工序，由于線下有成車檢驗且此工序檢測出問題后仍要到后面解決，完全沒有存在的必要性，故將此工序取消。

關于12、13工位，可將兩工位合并。引進數控吊車后，一人負責接液壓拉桿A端、上車廂、掛車廂、緊固車廂，另一人負責上座桶線、緊固車廂、接液壓拉桿B端，這樣可節省1名人工。

針對工位16生產能力過剩的狀況，可將工位16、17、18合并安排到線上，一名工人負責釘銘牌、裝左擋風，另一名工人負責放配件和裝右擋風，最后由驗車工人推車下線并驗車。

2.3 分析作業方法，改進工裝夾具 為了降低操作者的勞動強度、減少動作浪費，主要從改進和完善工裝工具方面進行改進。

①人工上車廂這一作業采用小型吊車裝置，不但可以縮短作業時間，而且可以節省1名人工。

②引進快速鉚釘槍代替釘銘牌工位傳統的錘子。

2.4 與供應商協商，將部分工作轉移給供應商 通過觀察工人作業可以發現大量的擰螺絲工作，很多是螺絲、螺母配套供貨的，工人需要將螺母擰下來再上螺絲、套螺母，故可以要求供貨商供貨時螺絲、螺母分開供應。表頭預裝處的線束供貨商都是帶塑料包裝的，工人需要先把包裝去掉才能使用線束，故可以要求供貨商把線束每五個或十個一起包裝，既可以減少工人拆包裝工作，也可以減少供應商包裝工作，從而實現雙贏。

綜上所述，改善后的裝配線將原來的裝手剎與裝座桶工位合并，將裝前擋風、釘銘牌、放配件工位合并，減少了6個工位，11名工人，此時節拍降為56s，裝配線的平衡率為ξ=707s/56s/15=84.2%，平衡損失率β=15.8%。

3 結束語

通過對電動車總裝流水線整體布局、作業路線、作業動作、工裝夾具等方面的改善，生產線平衡率提高27.6%，裝配效率也得到了有效提升。

參考文獻：

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[6]郭伏，張國民，溫婕.工作研究在轎車裝配流水線能力平整中的應用[J].工業工程與管理，2006（2）：119-126.

[7]陳勇，湯科峰，林飛龍，等.企業CD段流水線的瓶頸分析與平衡改善[J].工業工程與管理，2008（1）：112-115.

[8]張學龍.基于工序分析方法的企業生產流程優化研究[J].工業工程與管理，2012，17（1）：40-45.

[9]李軍，張勇.方法研究在G公司作業標準制定中的應用[J].工業工程與管理，2010，15（6）：137-142.endprint