微波組件生產(chǎn)線工藝布局設(shè)計(jì)

吳偉偉 童科娜 鄧迪 曹向榮 葛駿

摘要：針對(duì)上海航天電子技術(shù)研究所高效批量化微波組件生產(chǎn)線，采用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)法（system Layout P1anning，SLP）進(jìn)行工藝布局設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)物流、人流、信息流進(jìn)行分析，結(jié)合微波組件生產(chǎn)線場(chǎng)地特點(diǎn)對(duì)生產(chǎn)線各個(gè)工序設(shè)備的布局、物流的通道作出有機(jī)地組合和合理配置，使生產(chǎn)線內(nèi)部布置最優(yōu)化，有效提高空間利用率，最大限度地減少物料搬運(yùn)，縮短生產(chǎn)作業(yè)周期。

關(guān)鍵詞：航天;微波組件;系統(tǒng)布置設(shè)計(jì);布局設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：F426.82 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）12-0095-03

引言

微波組件廣泛運(yùn)用于軍民用電子系統(tǒng)中，相控陣?yán)走_(dá)的T/R組件就是這種微波組件的一個(gè)典型，一部相控陣?yán)走_(dá)包含成千上萬(wàn)只T/R組件。隨著多型號(hào)對(duì)微波組需求量越來(lái)越大，建設(shè)高效批量化微波組件生產(chǎn)線迫在眉睫。微波組件生產(chǎn)線工藝布局是高效批量化生產(chǎn)線建設(shè)的基礎(chǔ)，直接影響到整個(gè)產(chǎn)線的信息流、物流、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)成本和安全。

強(qiáng)化物流管理是提高生產(chǎn)效率有效途徑。在微波組件生產(chǎn)過(guò)程中，物料的搬運(yùn)、存儲(chǔ)等非加工環(huán)節(jié)花費(fèi)的費(fèi)用和占用時(shí)間的比例都很大，物流的合理性將直接影響生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。因此，上海航天電子技術(shù)研究所（以下簡(jiǎn)稱電子所）針對(duì)微波組件生產(chǎn)線的場(chǎng)地開展了工藝布局設(shè)計(jì)研究，采用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)法進(jìn)行分析，包括產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q、工藝R、作業(yè)單元S、物流、作業(yè)單元相互關(guān)系分析，通過(guò)圖分析，得出相關(guān)單元密切程度、作業(yè)單元位置相關(guān)圖，獲得最優(yōu)生產(chǎn)線布局方案，提升微波組件生產(chǎn)線的制造能力，實(shí)現(xiàn)設(shè)備產(chǎn)能的均衡性，滿足高效批量化的生產(chǎn)要求。

1產(chǎn)品P-產(chǎn)量Q分析

高效批量化微波組件生產(chǎn)線定位為年產(chǎn)6萬(wàn)通道微波組件，具備三種不同型號(hào)微波組件的生產(chǎn)能力。不同品種一產(chǎn)量水平下生產(chǎn)單位形式也不一樣，一般而言，隨著產(chǎn)量減小，單位產(chǎn)品成本和產(chǎn)品品種柔性都是不斷增加。

方案A，是單一品種的大量生產(chǎn)，在這種極端情況下，采用高效自動(dòng)化專用設(shè)備組成的流水線是最佳方案，它的生產(chǎn)效率最高、成本最低，但柔性最差。

方案B，隨著品種的增加及產(chǎn)量的下降，采用對(duì)象專業(yè)化形式的成批生產(chǎn)比較適宜。對(duì)象專業(yè)化是指按照不同的加工對(duì)象分別建立不同的生產(chǎn)單元。

方案C，表示多品種中小批量生產(chǎn)，采用成組生產(chǎn)單元和工藝專業(yè)化混合形式較好。

方案D，是單件生產(chǎn)情況，采用工藝專業(yè)化形式較為合適。工藝專業(yè)化是指按照不同的生產(chǎn)工藝特征，分別建立不同的生產(chǎn)單位，在這樣的生產(chǎn)單位可以對(duì)不同種類的產(chǎn)品進(jìn)行相同工藝方法的加工。

建設(shè)高效批量化微波組件生產(chǎn)線，滿足較少品種微波組件的較大批量的生產(chǎn)，既要具備批量化的生產(chǎn)條件，又要兼顧柔性化的生產(chǎn)特點(diǎn)，屬于對(duì)象專業(yè)化形式批量生產(chǎn)線。

2場(chǎng)地條件

電子所高效批量化微波組件生產(chǎn)線建設(shè)在電裝樓4層，場(chǎng)地總面積1800m²。場(chǎng)地分為四個(gè)區(qū)域，其中A區(qū)域490m²，B區(qū)域720m²，C區(qū)域520m²，D區(qū)域50m²。其中A區(qū)域和B區(qū)域之間是廠房的承重墻，因此A區(qū)域和B區(qū)域只能采用開門的連通方式。

3工藝R分析

工藝過(guò)程R是指產(chǎn)品生產(chǎn)的整個(gè)流程。圖1分析了高效批量化微波組件生產(chǎn)線的工藝流程，該工藝流程包括物料準(zhǔn)備、芯片模塊制備、元器件貼裝、一體化裝焊、貼片與互連、氣密封焊、測(cè)試調(diào)試等工藝流程。

4作業(yè)單元S的劃分

根據(jù)批量化微波組件的生產(chǎn)流程，高效批量化微波組件生產(chǎn)線的作業(yè)單元S劃分如下，分為7個(gè)單元，分別是物料單元、共晶焊單元、一體化裝焊單元、清洗單元、貼裝與互連單元、氣密封焊單元、測(cè)試與調(diào)試單元。

5物流、非物流與作業(yè)單元相互關(guān)系分析

由于直接分析大量物流數(shù)據(jù)比較困難，而且得到的物流數(shù)據(jù)也不能完全反應(yīng)生產(chǎn)實(shí)，因此在采用STJP法進(jìn)行工藝布局，通過(guò)劃分等級(jí)的方法，來(lái)研究物流狀況。在此基礎(chǔ)上，引入物流相關(guān)表，以簡(jiǎn)潔明了的形式表示工廠總體物流狀況。STJP中將物流強(qiáng)度轉(zhuǎn)化成五個(gè)等級(jí)，分別用A、E、I、O、u來(lái)表示，其物流強(qiáng)度逐漸減小，從超高物流強(qiáng)度（A）到可忽略搬運(yùn)（u）。

通過(guò)組織多位熟悉現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的相關(guān)工作人員進(jìn)行反復(fù)討論，一起探討和確定各作業(yè)單元之間的物流強(qiáng)度等級(jí)，得到的結(jié)果見表1。

同時(shí)尋找并確定了非物流關(guān)系密切的作業(yè)單元對(duì)及其關(guān)系密切理由，得到作業(yè)單元非物流相互關(guān)系。在STJP中，要將作業(yè)單元間物流的相互關(guān)系與非物流的相互關(guān)系進(jìn)行合并，求出合成的相互關(guān)系——綜合相互關(guān)系，見表2。

6布局方案

基于作業(yè)單元位置相關(guān)圖，結(jié)合各作業(yè)單元所需面積，并通過(guò)考慮多方面因素的影響與限制，包括現(xiàn)有廠區(qū)的面積、廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有條件、廠內(nèi)道路設(shè)置、共用管線布置，經(jīng)過(guò)多次修正和調(diào)整，得到改造后的工藝布局方案，如圖2所示。

7結(jié)束語(yǔ)

優(yōu)良的工藝布局是提高生產(chǎn)系統(tǒng)效益的重要源泉和手段，是改善生產(chǎn)系統(tǒng)整體功能、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理和先進(jìn)生產(chǎn)方式的前提和基礎(chǔ)。本文利用SLP法對(duì)微波組件生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)布局進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)，減少了物料的搬運(yùn)距離和時(shí)間，降低了搬運(yùn)費(fèi)用和運(yùn)輸成本，提高了企業(yè)的物流效率;同時(shí)提高了空間利用率。