基于生產線平衡的瓶頸改善

白冰冰 郭文強

摘要：經濟的發展推動了制造業高速運行，當前，在制造業競爭激烈的今天，如果企業擁有一套優良的生產系統，這對于降低企業的生產成本，提高企業市場競爭力來說至關重要。然而幾乎每個企業都存在生產線不平衡的問題。因而為了提高生產線的產出率，提高產出品的品質，必須要解決生產線平衡問題。

關鍵詞：生產線;平衡;改善措施

引言

通過運用工業工程技術與方法，對生產流程進行設計和改造，在保證產品質量的前提下提高生產能力尤為重要。調研發現，我國傳統制造業中有85%的中小型企業作業方式粗獷，生產狀況不容樂觀，生產線效率低下，不平衡問題嚴重;10%的企業通過運用一定的IE技術進行改造，生產能力明顯提升;5%的企業大力推廣IE技術，具備強大的技術團隊，產能充足，效益可觀。因此，對數量龐大、產能不足、作業方式粗獷的中小型制造企業生產線進行合理改善，提升自身競爭力具有重要意義。

1標準流程設計

對生產線進行設計與改善，首先掌握企業目前生產狀況，了解生產線加工工藝及工藝分布;然后采用“5W1H”提問技術：What、Why、When、Where、Who、How，與“ECRS”原則：取消、合并、重排、簡化，對生產系統中人、機、料、法、環進行分析，找到目前生產線的問題所在;最后針對問題，結合企業現狀，制定合適的改善方案。改善過程要求由大及小，由面及點，從生產線布局到勞動者動作分析過程，逐步實現精細化，直到取得良好的效果。

2生產線平衡及平衡率計算

生產線平衡率是指將產線所包含的必要作業工序分配至各個工位的平均程度，是用來衡量生產線平衡的優劣標準，生產線平衡率越高，說明生產線生產的越合理、高效，而提髙生產線平衡也是企業提升其生產能力及效率的重要方法之一。

3產線平衡優化

3.1瓶頸工位改善

針對瓶頸工位，即氣缸閥蓋板組裝及上線工位，氣缸閥蓋板組裝及上線工位由兩個小工序組成，每個工序由一人操作，分別是氣缸閥蓋板支架螺釘裝配以及墊圈的裝配。第一個工序即操作員1取出工件并安裝四個螺釘，然后交至操作員二安裝四個墊圈完成第二道工序，并移至機器，最后上線。改善后將工序一安裝螺釘與工序二安裝墊圈合并，工位由1個人完成。雙手同時作業，安裝螺釘與安裝墊圈同時進行，分別循環四次，完成本工序。

3.2無刷伺服電動機生產線建設

無刷伺服電動機生產的主要問題為：絕大部分工序采用手工操作，質量一致性和穩定性不易保證;測試過程數據量大，自動化程度低，人工處理數據效率低;電動機裝調生產現場未嚴格進行合理的工藝布局，生產現場各工藝裝備主要針對單一產品裝調要求進行配置，整體分布比較離散，不便于有序合理安排生產，整體生產效率不高。根據無刷伺服電動機制造工藝流程和工作內容，結合伺服電動機類產品裝調特點，配備相應的自動化設備，利用信息化手段進行過程控制，同時貫徹數字化制造理念，實現生產單元的優化配置、裝調過程管理的數字化、生產現場的可視化及質量數據的電子化，解決該類無刷伺服電動機制造水平低、生產效率低與質量不穩定的問題，形成無刷伺服電動機生產的數字化生產線。1）通過項目建設，優化工藝流程，定子生產單元所有輔助環節均放置在配套庫房中，包括零件清洗、外觀檢查及配套均在該庫房配套操作崗位上進行，將配套的零件發放至各生產模塊的相應操作崗位上，生產模塊中的各工位只進行生產操作。2）利用自動化設備代替部分手工操作，提高生產質量和效率。如自動化繞線設備、槽絕緣成形設備、激光去漆設備、自動剝線機、自動焊接機、自動浸漆設備、伺服電動機綜合測試系統。3）原焊接工序中，包含去漆包線絕緣漆層、剝引線和焊接3個工步，其中去漆包線絕緣漆層為手工操作，耗時較長，缺少過程質量的把控，現將去漆層單獨作為一道工序，采用自動化去漆設備進行生產加工。4）定子包扎、整形難度大，目前沒有成熟的設備可以替代手工操作，開發專用的包扎、整形設備投入大，性價比不高，經過項目組討論，采用設計專用的整形工裝和檢測工裝提高生產效率。

3.3針對防護安全人因的改進策略

在防護安全方面，不規范的動作會增加人體的疲勞程度從而增加安全隱患。依據帕累托原則挑選重點關注產品，選定齒輪箱組件生產線為研究對象，并針對組裝區各工位進行分析。接下來采用JACK仿真姿勢變更數據和RULA方法對齒輪箱組件生產線操作者作業情況進行仿真分析。其中，RULA方法用于評估操作者相關身體部位在作業時的不同角度和力度所產生的風險，且分值越高表明風險越高。

3.4基于遺傳算法的凸輪軸生產線設備布局優化

隨著國民經濟不斷提升，汽車越來越普及，國內汽車發動機生產商面臨巨大的挑戰，而凸輪軸作為汽車主要零部件，其生產線狀況對國民經濟至關重要。傳統的生產線依據工藝順序排布，車間設備布局混亂，成為制約凸輪軸生產效率的重要因素。車間的設備布局直接影響著工藝流程、車間物流、空間利用率及生產效率，改變車間內設備的布局，使設備盡可能科學、合理的布置，可有效減少搬運時間和降低物流成本。傳統的布局設計采用系統布局規劃（SLP）法，針對車間內各作業單位間的物流和非物流關系密切程度進行定量化，并計算出評分值，借助圖解為平面布局提供依據。由于該方法人工判斷各設備之間的邏輯關聯，對車間布局進行模糊規劃，受主觀經驗、自身知識及能力限制較大。遺傳算法用于求解設備布局優化，具有解集性能優、計算速度快等優點。合理的設備布局可以減少運輸環節，縮短物料運送時間和生產周期。

結語

隨著市場的不斷變化與外部競爭的日益加劇，生產效率越發成為企業的賴以生存的根本，如何提升效益減少成本成為每個企業日思夜想的難題。在質量為先前提，最少的投入獲取最大的效益是每個企業苦苦摸索追求的。企業在實行精益生產時不光要運用其中的一些工具和方法，更要重視精益生產理念本身，需要結合各部門、生產車間面臨的實際問題，切實開展精益文化宣導與培訓，建立完善的精益系統，并徹底貫徹執行、跟進、堅持。

參考文獻：

[1]李成洋.精益生產在單件小批量生產企業中的應用研究[D].吉林大學，2015.

[2]劉利吉.加快發展我國SMT產業[J].世界電子元器件，2002.

[3]張晨威.某裝配車間生產線平衡問題研究[D].沈陽工業大學，2017.

河南工學院 河南 新鄉 453003