基于單件流思想的進氣歧管產線優化與設計

劉俊艷

摘要：“單件流”是企業推行精益生產時常采用的一種很重要的生產方式，單件流主旨是讓產品流動起來，效果之一是可以減少在制品庫存堆積;某企業注塑產線生產中存在著大量制品庫存，文章基于單件流的思想從布局、工藝流程、標準工時等方面圍繞生產過程的流動性對該企業的進氣歧管注塑車間進行了優化設計;針對在制品問題，提出了基于單件流思想的整流化方案。數據表明，整流化后的生產線效率較原有產能和效率提升了17%。單件流思想的應用對提升生產效率，減少生產中的停滯有著很好改善效果。

Abstract： As a major embodiment of Lean production， one-piece flow is one of advanced production methods. In this paper， the optimization analysis was carried out from the layout， the craft， the cycle，etc. for the Intake Manifold workspace and proposed the one-piece flow plan. Combined with simulation and the practice makes it perfect. By optimizing， It shows that the production line has a great improve on the productivity and efficiency than ever. The application of the one-piece production line can bring better benefits for the enterprise.

關鍵詞：單件流;產線優化;Witness仿真

0? 引言

在我國制造業轉型升級背景下，傳統生產管理方式已不能滿足制造業企業降本增效、滿足供給側改革的要求。制造業企業如何去庫存、降成本、去過剩產能實現高效生產是亟待解決的問題。精益生產的“單件流”以“流動”的思想解決生產過程中的停滯、減少在制品庫存、消除產線浪費，有良好的效果。國內外，有不少學者對“單件流”的應用進行了實踐與研究。崔琳琳[1]等研究分析認為服裝行業實施單件流生產可以提高生產效率，但是推行會放大隱藏的問題，建議注意瓶頸工序，將所有潛在問題做可視化管理，從單件流深入研討發展同步流提升績效。霍雅蕊[2]把單件流應用在褲企行業，從推筐系統設備布局、設備配比、薪酬制度、人員配比、培訓制度等方面深入分析單件流推行的條件，主張循序漸進地推進實施單件流。馬輝[3]等把單件流應用在物流快件的自動分揀過程中，取得了很好的優化效果;葛常吉等[4-8]從精益生產的角度，基于單件流生產方式的及時化、自動化的精益生產理念，綜合運用流程程序分析、價值流圖析等工業工程相關方法和工具，通過重組班組作業、修改員工作業流程、細化員工工作任務、對產線員工進行人員培訓等方式，重新設計優化物流配送方案和調整管理模式成功改善了機器零部件生產和車輛總裝產線，產生了較好的精益改善效果。本文針對單件流生產優勢和推行中存在的問題，提出基于單件流生產方式的及時化、自動化的精益生產理念重新設計優化生產。

H企業注塑車間生產中存在大量在制品庫存，并且冷卻工序時間過長成為生產瓶頸，為使生產順暢，減少在制品庫存，提高生產效率，增加產能，文章基于“單件流”思想對布局、工藝流程、標準工時進行了分析，并提出改善方案。

1? 注塑車間工藝流程及工時測算

1.1 車間工藝

注塑車間屬于生產集中供料，生產A、B、C、D四種半成品，經過室溫冷卻后分別將A與B，C與D進行注塑并總成焊接，再經過除塵、氣密初檢、冷插、熱插1、熱插2、熱插3、裝配1、裝配2、氣密終檢、包裝、成品入庫、發往客戶這12道后處理工序。

1.2 工時測算

對注塑和焊接機器工時觀測如表1所示;C#生產線的工序時間和人工操作時間如表2所示;C#生產線機器工時如表3。

由表1-表3可以發現，生產瓶頸為氣密終檢。氣密終檢的時間70s大于其他環節的時間，其次生產瓶頸為熱插3和氣密初檢，時間分別為：74s和68s。

2? 生產線的改善方案

由工序工時分析，氣密終檢為瓶頸工序;節拍不平衡會帶來的工序間的產品停滯，降低產品流動性，基于單件流的思想，需要消除停滯，盡量讓產品流動起來，盡量讓工序間節拍平衡是一個較為常見的改善方向;對于本產線，除了進行節拍平衡改善外，還須先改善自然冷卻2h而存在的在制品庫存。從工藝、產線布局、工時等多方面考慮，提出了以下改善方案。

2.1 車間冷卻區的改進

為降低2h冷卻時間，改進車間冷卻區（B區）。去除所有的在制品存儲柜，替換為雙層滾軸式傳送帶，傳送帶充分利用空間資源，設計為立體式。其間設置兩個工位a，b。工位a負責分揀注塑件，將A，B，C，D分揀開來，并分別放到上下兩條傳送帶上;工位b負責安裝部分注塑件的零件，同時也負責檢查注塑件（如圖1所示）。

B區傳送帶長約為17米，速度可調節，針對不同的需求調節生產速度，同時遠距離的傳送時間也可作為注塑件冷卻時間的一部分。B區傳送帶為可操作式傳送帶，工人的檢驗，加工，巡檢均可以在此區域進行。

傳送帶選用鏈網式，可增大注塑件與空氣的接觸面積。上方傳送冷卻后的注塑件，下方返回不合格品（殘次品和溫度不合格件）。在整條線運轉過程中可以確保到達下一工序的注塑件為完全冷卻的合格品，也能夠將不合格品聚集在傳送帶右端，便于回收利用。

2.2 A區右側加工區的改進

取消A區右側加工區，撤掉加工棚，改為主冷卻區域;引進外力冷卻設備，合理放置在A區右側及其下區域;改善前后對比圖如圖2所示。冷卻傳送帶a3總長約為14米，根據季節和產量要求的 變化而變化。傳送帶左側為兩個冷風機，主要原理是利用空氣的對流和壓縮機的制冷功效。

工業冷風機通過風管將冷氣吹入傳送帶的封閉段，而在傳送帶的下方給予通風口，兩邊循環加快對流。出風口的開啟和進風口有一定的時間差，保證冷風在封閉區域內充分利用。傳送帶采用鏈式滾軸，加大注塑件與空氣的接觸面積，必要時可加轉動盤給注塑件緩慢轉動的空間。

2.3 工序熱插3優化

熱插3過程中員工會停線取件，且線外操作時間過多，采取人機配合并行作業的方式縮短工時間。按照需要設置物流配送人員，同時線上員工裝零件的8s工作時間與機器加工并行，這樣便可以有效縮短該工位的工作周期時間。由于整條生產線工作時間最長的工序便是熱插3，故可以提高整個流程的效率。由人機分析可得，此方法可行。

2.4 整體流程程序分析

對整體流程進行改善前和改善后的分析，單個注塑件的生產周期降低了68.1%，達到了注塑件在車間內無長時間停留，為一條流的實現提供了進一步的可行性支持。

3? 改善后車間生產線的布局

改善后的車間布局如圖3所示，留有原材料倉庫（O區），注塑加工區（A區），改變冷卻待加工區（B區）為長距離操作運輸區（B區），摩擦焊接區（C區），裝配檢測區（D區）。

新加A+區為主要冷卻區，原有的初加工棚拆除，初加工工序放到了冷卻區傳送帶上完成.面積約擴展15平方米，放置一臺工業冷風機，機械手（C區）保持現有生產模式不變，傳送帶末端的流向根據C13的具體排布（如圖4所示）進行實用性導向排布。

為了驗證方案的可行性，采用Witness進行仿真分析。本文在仿真模型中按一班生產11.5h來進行，模擬運行的結果為682件。根據仿真報告數據統計（如表4所示）可以看出熱插1、熱插2、熱插3的效率得到明顯的提高，由于增加了機器的原因氣密初檢和氣密終檢的效率有所降低，但總體效率提高。據此可以得出以下結論，在優化后的工位的空閑時間均得到了顯著降低，在保證工序銜接正常和一條流平穩運行的前提下也實現了車間產量的提升，達到了優化的目的。

4? 改善前后生產線的產能和效率

C13生產線上各個機器的標準工時差距較大，最短的工時為34s，最長的工時為78s。由注塑和焊接機器工作時間表（表1）可知，除熱插3外，各機器的注塑時間和焊接時間均低于78s，整個生產過程的瓶頸在熱插3上。根據瓶頸工序計算得出一個班次的產能約為583件（12h×60min×60s/74s=583.78）。通過調研，工廠的實際產能為一個班次（12h）500-600件。改善前后的產能及個機器的效率如表5-表6所示。

從改善后標準工時表可看出C13生產線上的瓶頸工序均得到了相應的改善，此時的工序熱插3的標準工時為60s，為時間最長工序。根據其工序時間計算得出一班的產能約為720件（12h×60min×60s/60s=720）。初步估計產能可達680件/班。實際投入生產后，產能為650-680件/班。

基于單件流的思想，改善后“流動”式的生產方式，使得任何一個環節的耽擱都會放大影響;所以產線通過目視化管理反應生產異常，以便管理者能夠快速有效進行異常響應。

5? 結語

引入“單件流”思想，以快速流動為導向進行改善，車間產能提高了17%。在導入“單件流”過程中，要堅持產品的快速“流動”的主旨，配合同步提高管理水平，使“單件流”更加順暢的落地，取得更好的效果。

參考文獻：

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