生產線的平衡及優化研究

董雄報　程茜

摘要：文章描述了電腦顯示器裝配的整個過程，通過收集和分析A公司裝配生產線現場的詳細數據，發現該生產線存在著諸如瓶頸工位、人員配備不當、機器設備不合理等現象，導致生產線嚴重不平衡。文章運用雙手作業分析、現場機器設備改善、調整人員配備的工業工程的基本方法，對生產線進行優化，使生產線平衡率盡可能地提高，經過一系列的分析及優化，生產線平衡率由原來的59.55%提高到了71.43%。

Abstract： The whole process of computer display assembly is described in this paper. By collecting and analyzing the detailed data on the site of the assembly line of A company， it is found that the production line has such phenomena as bottlenecks， improper staffing， unreasonable machine equipment and so on， resulting in serious imbalance in production line. In order to optimize the production line， the balance rate of production line is improved as much as possible. After a series of analysis and optimization， the balance rate of production line has been increased from 59.55% to 71.43%.

關鍵詞：生產線平衡；生產線優化；瓶頸工序

Key words： production line balance；production line optimization；bottleneck procedure

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）32-0261-02

0 引言

生產線平衡即是對生產的全部工序進行平均化，調整作業負荷，以使各工序作業時間盡可能相近的技術手段與方法。以此來提高生產線的整體效率[1]。目的是消除作業間不平衡的效率損失以及生產過剩。

1 生產率平衡的參數

1.1 節拍與瓶頸工序

工序的“節拍”（Cycle time），是指連續完成相同的兩個產品（或兩次服務，或兩批產品）之間的間隔時間。換句話說，即指完成一個產品所需的平均時間[1]。

“瓶頸”是指整個流程中生產節最慢的環節。流水線的改善要針對瓶頸工序，只有針對瓶頸工序的改善，才能使整個流水線的速度提高，如果是針對其他，而不是瓶頸工序的改善，只會讓產品在瓶頸工序積壓得更多[2]，無法達到改善的目的。

1.2 生產線平衡率的計算

生產線平衡的一個很重要的評價指標是生產線平衡率。其計算公式如下：

生產線平衡率=[各工序時間總和/（C.T*工序總數）]*100%

其中C.T指生產線中耗時最長的工作工序的作業時間[3]。

2 顯示器裝配生產線分析

2.1 改進前的生產能力分析

A公司是一家顯示器裝配公司，其產品多樣：FIM315機種、FIM315機種、C350、LIF機種等等，在這里對LIF機種的裝配生產線進行優化研究。

2.2 改進前的生產能力分析

調查可知LIF機種由11種零部件組成，其中包括：前框、后殼、主板、LB固定板、LED燈條、背光線、反射片、導光板、cell。9個零部件分成7個工位進行組裝，組裝的11個工位如圖1 所示。

單人操作各工序的加工能力如表1。

改善前每個工位單人操作的情況下各個工位工時分布圖如圖2。

生產線平衡率= =59.55%

2.3 生產線平衡改進分析

生產線的改善要針對瓶頸工序，因為只有對瓶頸工序的改善，才能使整個流水線的速度得到提高[4]。根據上述分析，我們可知整個裝配生產線上，工序3、6、7為瓶頸工序，因此本文將采用動作改善、機器設備改善和調整人員配比三方面對生產線進行改善。

2.3.1 作業分析

現場觀察發現，在工序3操作工人的手一直保持持住的狀態，左右手明顯操作不協調，通過分析，改進效果如表2所示。

左手操作動作從40次降到了27次，總操作動作減少了67.5%，右手操作動作也由原來的38次降到了25次，減少了左手的持住無效動作，使左右手基本達到平衡，改善后工位3的操作時間從20s減少到13s。

2.3.2 人員配比

在裝配生產線上，對于手工和半自動操作工序，作業者的操作技能決定了裝配生產線的生產能力。因此為了提高生產線的生產能力，必須提高生產線上所有工人的操作技能，只有操作技能熟練的工人才能提高生產線的整體生產能力[5]。工序6操作人員的主要工作內容是卡前框和鎖前框螺絲，鎖螺絲需要工人有熟練的操作技能。從現場觀測的情況來看，工序6常采用新舊人員結合的方式進行人員配備，這樣勢必會在這一工序中增加操作時間，影響這條生產線的進度。為了保證工序生產節拍的均衡，針對工人技術水平不同的情況，將技術熟練的操作人員，調配到操作復雜，生產節拍低的工序。同時，為了減少在固定操作崗位的單調感，可以對員工進行多崗位培訓，在不影響產品質量、產品生產效率及工人的正常作業的前提下不斷培養員工的多崗位技能。不僅可以員工在固定崗位的單調感，而且還可以根據產量的需求，對各工位崗位人員進行較大的彈性調整。綜合上述分析，各工序調整前后的人員如表3所示。

將技術熟練程度高的操作人員，調配到操作復雜，生產節拍低的工序6，通過秒表測時法可得出，雖然減少了在工序6的操作人員，但是人均操作時間由原來的20s減低到14s。不僅減少了操作時間，而且降低了企業的用人成本，擴大了企業的利益。

2.3.3 機器設備改善

現場觀察發現，在瓶頸工序7，工人的在進行畫質檢測時，每檢測一個產品就需要員工站立起來將電源線與顯示器進行連接，以此檢測顯示器是否符合出廠標準。多次反復坐立起身，不僅會使工人產生過度的疲勞而且也會增加工人的操作時間，從而影響整條生產線的進程。改進前工廠內的座椅都是采用統一標準，沒用考慮到各個工序實際操作環節的具體需求，因此，適當增加座椅高度減少工人起身的動作。由原來的21s減低到18s。在工人檢測過程中工人需要雙手一直保持持物狀態，左手需要一直持住顯示器進行觀測，右手需要控住鼠標對顯示器進行初步的檢測，因此在整個畫質檢測階段，雙手一直保持工作狀態，容易造成雙手疲勞，長時間工作也會降低工作效率，因此可以設計一個可以擺放顯示器的三腳架，放松左手，使左手的疲勞進行緩解[6]。同時也降低了工人的操作時間，由原來的21s降低到16s。

3 改善效果分析

經過上手作業分析改善后，工序3的操作時間從20s減少到13s，減少了30%的時間。工序6由原來的20s減少到14s，并且減少兩名操作人員來減少公司的用人成本，擴大企業利益。對工序7機器設備的改善，使工序7由原來的21s降低到13s。綜上，組裝顯示器的生產周期由原來的131s減少到110s，改善后的生產線平衡率如下：

生產線平衡率= =71.43%

4 結論

針對A公司顯示器裝配生產線存在的問題，本文通過整體分析，從作業分析、人員配備、設備改善三個方面，定量的分析了產線的問題，并提出改進方案。自此過程中，使我們知道，生產線平衡的問題關系到整條生產線的運行效率，只有不斷的去調整生產線工序的均衡，才能使生產線的生產效率到達最大化，使每件產品得到最大利益。使生產過程中的浪費降到最少，使A公司得到最大的利益，不斷增加其在行業中的競爭力。因此生產線平衡是值得我們不斷去探索的問題。

參考文獻：

[1]曹偉華，梁艷.工業工程技術在縱梁鉆孔生產線平衡改善中的應用[J].汽車工藝與材料，2009（1）：7-13.

[2]顧萍萍，杜敏.基礎IE在生產線平衡中的應用研究[J].物流科技，2013（10）.

[3]杜運普，楊月新.裝配生產線的平衡問題研究[J].機械設計與制造，2003（2）：35-46.

[4]楊潔丹，李偉榮.生產線平衡的手段與方法研究[J].綠色科技，2011（03）：180-183.

[5]易樹平，郭伏.基礎工業工程[M].北京：機械工業出版社，2006.

[6]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）：122.