基于雙邊裝配技術的柴油發動機裝配線優化研究

吳克紹 徐昭

摘 要：本文通過現場實地調查，分析了J公司B系列柴油發動機裝配線現狀，確定了該裝配線在生產過程中存在的瓶頸工序，運用雙邊裝配技術對其瓶頸工序進行分析改善，并通過計算改善前后的平衡率對實施的效果進行了評價。借助改善瓶頸工序，實現了柴油發動機裝配過程的優化。

關鍵詞：雙邊裝配技術 柴油發動機 裝配線優化

1 雙邊裝配線平衡技術

1.1 雙邊裝配線平衡技術概述

對于壓路機、柴油機等大型設備的裝配，它們左右兩側工位的銜接度要求較高，為了提高生產效率，一般采取雙邊裝配線平衡技術。

雙邊裝配線平衡技術裝配操作順序如圖1所示。左邊的裝配操作用L表示，右邊的裝配操作用R表示，兩邊都可以進行裝配的操作用E表示。圓圈內符號表示第i個工位，圓圈上方的數字和字母分別代表工位i的工作時間和工作位置。圓圈的工作順序依次用箭頭相連，裝配操作時必須先完成箭頭后的任務才能完成箭頭前的任務。

1.2 雙邊裝配線平衡技術的特點

雙邊裝配線是對傳統單邊裝配線的擴展，從它的流程圖來看，雙邊裝配線與單邊裝配線有著明顯的區別，由于其將原來單一的區域拆分為左右兩個獨立的區域，工人各自完成獨立的裝配作業，因此它具有以下特點：

（1）具有獨特的操作方位，雙邊裝配線上的工人都被限制在各自的工位上進行獨立的任務，保證了工人在工作時間內不會隨意走動，提高了工作效率。

（2）雙邊裝配線由于工位上分配到的任務受到優先關系順序的約束關聯，有時候工人在完成自己的任務后，需要等待前面的工人完成其任務才能繼續開始工作。如圖2所示，可以看出工序6的前一工序4在左邊位置完成任務的過程十分緩慢，使得右側的工人在完成工序2之后要等待兩個單位的時間才能開始工序6。

2 J廠B系列柴油發動機裝配線生產現狀

2.1 裝配線工序

柴油發動機的裝配對于裝配時作業的要求非常高，應嚴格要求員工要遵守裝配標準，一旦哪個環節沒做好，就會使后續的工作十分困難，嚴重時可能會影響整條裝配線的生產，所以制定一系列嚴格標準的操作規范和技術規范就顯得尤為重要。J廠B系列柴油發動機裝配線共25個工位，具體工位按工作順序依次為：

通過調研發現，J廠B系列柴油發動機裝配線共25個工位，具體工位按工作順序依次為：

（1）裝配開始，拆卸主軸承蓋放入托盤，裝配挺柱。設備工具：電動扳手、托盤、手動扳手;

（2）裝配曲軸，裝配凸輪軸，裝配安裝上、下止推墊片。所用工具：托盤，擰緊機;

（3）裝配機油冷卻器。工藝裝置：手動扳手、扭矩扳手;

（4）裝配噴油泵。工藝裝置：電動扳手;

（5）裝配噴油泵齒輪，裝配中間齒輪，工藝裝置：扳手;

（6）裝配活塞連桿、裝配活塞環。所需設備：油刷、擰緊機、手動扳手;

（7）調整供油提前角。所用工具：密封膠;

（8）裝配氣缸蓋。使用工具：扳手;

（9）裝配搖臂組件，調整氣門間隙。設備工具：密封膠、扭矩扳手;

（10）裝配前墻蓋。所用工具：扳手;

（11）裝配輪轂，裝配油底殼。所需工具：涂膠、扭矩扳手;

（12）裝配飛輪殼。設備工具：涂膠、扳手;

……

（25）裝配起動機，裝配機油濾清器、裝配油氣分離器。工藝裝置：潤滑液、記號筆、扳手。

2.2 裝配線瓶頸工序

該廠B系列柴油發動機生產100臺/天，平均12.5臺/小時，生產節拍為288s。通過調研發現，實際生產節拍遠大于這個數，為此需要對裝配線平衡問題進行改善。而要改善裝配線平衡問題，就必須先找出裝配線的瓶頸工序，并對其進行改善，以確保發動機裝配線的平衡率。

改善前裝配線的工位節拍時間圖如圖3所示。

由圖4可見，工位6和工位11的節拍時間遠大于正常值。以改善工位11時間節拍為例，該工位總計25個工序，通過A、B兩位工人來做，在實際測量的過程中，測得A工人的花費時間為395s，B工人為280s。所以，比較可知，B工人的生產時間與預定生產時間相差不大，符合生產節拍，所以我們主要是對對A工人做系統的優化。

3 J廠B系列柴油發動機裝配線的改善與評價

3.1 裝配線的改善

在螺栓放置到柴油發動機與在工具車中放入26個螺栓花費了大量的時間，對這兩個過程進行優化，改善前工位11的作業過程動作時間分析詳見表1。

由表1可見，TMU=56.16+2.16+56.16+2.16+56.16+56.16=228.96s，即改善前工位11所需的總時間為228.96s。

通過現場觀察得知，該工位工人是通過用一個小鑷子來夾取螺栓，耗費了很多不必要的時間，所以，我們的改善方案是將每次夾取一個螺栓改為同時夾取4個螺栓放入防錯工裝，并將該方法運用到將螺栓放置到機蓋上，最終得到工位11作業過程的動作時間見表2。

改善之后，工作時間由原來的228.96縮短成了TMU=42.12+42.12+2.16+42.12+

56.16=184.68s，縮短率為19.34%。

3.2 改善效果評價

現通過計算改善前后的平衡率來判斷實施的效果。

平衡率（即生產線負荷系數）計算公式為：

W=∑（ti×si）/（t0×s0）

式中W-生產線負荷系數

ti-某個工位上所需的時間

si-某個工位上所需的人員

t0-規定生產節拍

s0-規定需要的人員

改善前生產負荷系數W0和改善后的生產負荷系數W1得到的計算結果如下：

W0=10920/（342*38）=84.03%

W1=10977/（290*36）=95.1%

可見，改善后的生產負荷系數更高，即生產效率更高。

4 結語

通過對該廠B系列柴油發動機裝配線的分析，找出了其瓶頸工序，借助雙邊裝配技術對裝配線進行了改善，優化了瓶頸工序，提高了生產效率，降低了生產成本。

基金項目：本文系2019年度江西省教育廳科學技術研究項目“基于MTM-UAS主導的柴油發動機裝配線優化設計研究”（項目編號：GJJ191328）的階段性成果，項目主持人：吳克紹。

參考文獻：

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