雙饋風力發電機節拍化生產線工位設計優化

張莉莉++張朝陽

摘 要：為優化雙饋風力發電機現有集群作業模式，通過合理的工位劃分，進行節拍化布局優化，從而實現生產效率提升、在制品數量降低、作業面積和作業人員數量減少的目的。

關鍵詞：集群作業 節拍化工位設計 發電機

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（c）-0056-02

作為制造企業，生產效率的提升最終要落實到制造技術的提升。一方面通過生產設備、工裝工具的更新來實現，另一方面是通過設計方法、生產工藝流程的優化來實現[1]。本文運用精益生產中工位制、節拍化生產線設計方法對雙饋風力發電機生產線原有的集群式作業模式進行優化，從而實現雙饋風力發電機生產線效率提升，制造現場在制品數量降低，作業占地面積和作業人員數量減少的目的。

1 節拍設計

節拍又稱生產節拍，是指在生產線上，連續生產兩個產品之間的時間[2]。對于雙饋風力發電機而言，則指連續生產2臺雙饋電機的間隔時間。

（1）日產量。根據公司近3年雙饋風力發電機年銷售量及營銷中心未來一年該電機銷售預測，經計算確定雙饋風力發電機未來一年的需求量約3臺/日。

（2）純工作時間。根據公司正常工作時間安排，考慮到人的自身需求，除去中午午飯和休息時間以及上、下午各30min的休息時間，現場作業人員每天的純工作時間為390min。

（3）根據日產量及純工作時間，計算出雙饋風力發電機的生產節拍：390min/3臺=130min/臺。

2 工藝寫實

雙饋風力發電機主要分轉子和定子兩大部分，生產過程均包含線圈制造、鐵心疊壓、鐵心嵌線、定轉子組裝四大工序（以下簡稱線圈、疊壓、嵌線和組裝工序）。工藝寫實重點對雙饋風力發電機定子和轉子的工藝順序、作業內容、物料明細及各工序使用的設備、工裝夾具進行詳細的梳理，為后續工位及布局優化設計做基礎性數據收集。

（1）工藝順序。結合公司原有的工藝流程圖，通過跟進現場雙饋風力發電機實際生產制造過程，進一步明確雙饋風力發電機定子和轉子的制造工藝流程，此項工作中要特別注意緊前、緊后工序，批處理工序及對應的作業批量等。

（2）作業內容。明確雙饋風力發電機定、轉子各工序的詳細作業步驟名稱及步驟描述，同時對實際作業地點進行記錄，特別是浸漆、烘潮等線外的特殊加工處理工序。

（3）物料明細。明確雙饋風力發電機定、轉子各作業項點消耗的物料種類、名稱、規格及數量。

（4）工裝夾具。明確雙饋風力發電機定、轉子各作業步驟使用的工裝夾具、量具、設備等。

3 工位設計

工位設計主要包含作業測時和工位劃分兩部分。

（1）作業測時要求測定定、轉子的每個作業步驟的實際作業時間，在滿足工藝要求前提下記錄可完成該生產制造環節的最少作業人數的純操作時間及設備運行時間。在測時過程中，要剔除尋找工具物料、等待天車等非增值時間。將各個作業項點的實際作業時間加和即為雙饋風力發電機的純制造周期。

（2）工位劃分首先要根據生產節拍確定雙饋風力發電機生產線的工位數量，其中工位數量=通過作業測時確定的雙饋電機的純制造周期/生產節拍；其次劃分工位，在作業測時基礎上，結合工藝寫實過程中確定的工藝順序，劃分各工位的作業內容，確定各工位的作業人員數量、使用設備、工裝夾具及物料消耗明細。同時運用山積圖等工具，對各工位員工的作業內容進行平衡。

經過作業測時及工位劃分，最終將雙饋電機生產線劃分為36個工位。其中線圈工區共劃分為10個工位，轉子線圈6個，定子線圈5個，因為“去砂”作業時間短，使用設備工具相同，故將轉子線圈去砂和定子線圈去砂工位進行合并；疊壓工區共劃分為6個工位，轉子疊壓3個，定子疊壓3個；嵌線工區共劃分13個工位，轉子嵌線6個，定子嵌線7個；組裝工區為7個工位。

4 布局優化及實施

根據工位劃分情況，結合目前公司雙饋風力發電機作業區域，優化設計原有的生產線布局圖，其中重點考慮流動方式、作業順序的緊前緊后、設備布局、空置工裝返回方式等。

最終經分析，線圈和疊壓兩大工序進行定、轉子分線設計，通過微調原有的繞線機及包扎臺位位置，定、轉子線圈制作均采用“一”字型流水線設計模式。疊壓工序因使用到油壓機、立式車床、動平衡機等大型加工設備，且該些設備均在同一棟廠房，因此為避免不必要的搬遷費用，以該些大型設備為中心在原有布局基礎上就近進行微調。嵌線工區同樣分別采取“一”字型生產線進行雙饋風力發電機定、轉子嵌線作業，最后在組裝工區進行合線，完成定、轉子合裝，安裝零部件等收尾工作。圖1為線圈工區布局示意圖。

根據優化后的生產布局方案，組織實施現場布局調整，之后在運營過程中，通過PDCA循環不斷改善。

5 管理支持

為保障雙饋電機生產線節拍化運轉，第一，事業部要有針對生產線運行的組織結構，并制定相應的管理制度，如停線制度、異常處理制度等，并嚴格執行；第二，做好工位管理，借助工位管理表單進行控制和點檢，主要包括安全、生產、工藝、設備、物料、人員、布局等，如設備工裝表、標準作業指導卡、工位物料消耗明細表、作業人員信息卡等；第三，一體化準時配送，通過設計專用配送、轉運工裝及編制物料配送明細表，實現物流的準時化配送；第四，做好現場目視化改善，通過現場“三定”管理，達到生產制造過程一目了然的效果；第五，將管理和現場的工作常態化，并通過宣貫及人員的培訓實現持續化改善。

6 方案總結

經工位制節拍化設計后，雙饋風力發電機生產線效果提升顯著，可以實現日產3臺的需求量，預計建設效果如表1所示。

參考文獻

[1] 汪凱.基于精益生產的“一個流”和生產線平衡的研究[D].天津大學，2007.

[2] 劉化龍，奚國華，王軍.精益管理之道[M].北京：清華大學出版社，2017：21-22.endprint