A公司電梯液壓緩沖器裝配線平衡研究

胡攀攀，賓新鳳， 韋少作，許行良

（1.廣西壯族自治區特種設備檢驗研究院，廣西 桂林 541004；2.廣西城市建設學校，廣西 桂林 541003）

目前，我國的城鎮化在逐漸推進，電梯數量每年增長迅猛，液壓緩沖器安全性能良好，可以普遍適用所有速度的直梯，市場對液壓緩沖器的需要是巨大的。研究表明，電梯液壓緩沖器裝配線平衡率對企業至關重要，若企業試圖在市場中處于領先地位，優化裝配線平衡率是非常可行的路徑。本文通過研究A公司電梯液壓緩沖器裝配線上的平衡率，可以消除工作站出現作業負荷安排不合理的情況，減少企業員工的不滿，降低平滑系數，提高企業的核心競爭力。

1 A公司電梯液壓緩沖器裝配線現狀分析

據市場調研報告可知，A公司電梯液壓緩沖器的客戶群和年銷售量呈現逐年遞增，且增長迅猛。為了滿足現有訂單以及潛在市場需求，A公司擴建了幾條生產線，而且新增的生產線已經在使用當中，但是在實際使用的過程中，發現新增的生產線的產能并沒有達到預期的數值。而擴建生產線意味著要大大增加生產成本，降低利潤空間，從長遠來看并不是最優解。因此，該公司目前不得不采取加班的方式來彌補產能上的不足，但也是捉襟見肘，產能僅僅能滿足現有訂單需求。而加班加點雖然能提高產能，但會增加工人的疲勞，降低設備壽命，無形間也提高了生產投入。

目前我國電梯液壓緩沖器有巨大市場潛力，本文確定以電梯液壓緩沖器裝配線的平衡率為研究對象，就是希望研究成果可以能幫助企業使用相對較低的成本提高產能，滿足電梯液壓緩沖器的現有訂單以及潛在市場需求。

2 工作站作業分析與優化

2.1 工作站平衡前狀況分析

首先，測出線上5個工作站的標準時間。這里主要是運用秒表時間研究對電梯液壓緩沖器裝配線上的5個工作站進行分析，從而得到標準時間。以工作站A01“檢查底座并加入液壓油”為例。

（1）將作業單元進行劃分。工作站A01“檢查底座并加入液壓油”的作業要素包含4個，見表1。

（2）觀測次數的取值。首先可以試圖對工作站A01的首個作業要素觀測10次，觀測的結果為：1.8s，1.9s，1.8s，1.5s，1.6s，1.9s，2.2s，1.8s，1.5s，1.8s，假設置信水平取值為95%，可以存在小于5%的誤差，則：

從而可以確定觀測次數的取值為20，因此我們將研究對象分為兩組，每一組測10次，兩組共計20次，這20次的測定結果為：2.1s，2.2s，1.4s，2s，2s，1.8s，2.1s，2.1s，1.9s,2.2s，1.7s，1.9s，1.7s，2.1s，1.8s，1.5s，1.4s，2.1s，1.8s，2.2s。最后求出這20個數值的均值。按照以上方法，可以求得余下的3個作業要素的平均觀測值，見表1。

（3）異常值的去除。為了保證觀測值的有效性需要把個別不合理的觀測數值去掉。以首個作業要素“檢查底座固定情況”來舉例子，根據公式計算出以上20個數值的平均值和標準差：

（4）平均觀測時間的確定。以首個作業要素“檢查底座固定情況”的平均觀測時間的確定來舉例子：

按照以上方法，可以求得余下的作業要素的平均觀測時間。

（5）作業評定。本文采用100分法進行評比。舉例子，首個作業要素的評比系數取值為100%。

（6）正常作業時間的確定。以確定首個作業要素“檢查底座固定情況”的正常作業時間來舉例子。

按照以上方法，可以求得余下的作業要素的正常作業時間。

（7）寬放率的取值。這里可以將首個作業要素的寬放率取值為5%。

（8）各作業要素的標準時間的確定。以首個作業要素的標準時間來舉例子：

按照以上方法，可以求得余下的作業要素的標準作業時間。

（9）工作站標準時間的取值。工作站的標準時間等于各作業要素標準時間相加起來。工作站A01“檢查底座并加入液壓油”主要包括4個作業要素，工作站標準時間為30.9s，工作站作業標準時間表，見表1。按照以上方法，可以求得余下的工作站的標準時間。

表1 工作站A01作業標準時間表

工作站：A02用機器安裝液位檢查口。這個工作站由5個作業要素構成，工作站的作業標準時間共計60.0s，工作站A02“用機器安裝液位檢查口”的標準時間表，見表2。

表2 工作站A02作業標準時間表

工作站：A03安裝電氣復位檢查開關。這個工作站由8個作業要素構成，工作站的標準時間共計30.2s，工作站A03“安裝電氣復位檢查開關”的標準時間表，見表3。

表3 工作站A03作業標準時間表

工作站：A04整體檢查。這個工作站由6個作業要素構成，工作站標準時間共計20.7s，工作站A04“整體檢查”的作業標準時間表，見表4。

表4 工作站A04作業標準時間表

工作站：A05整件包裝。這個工作站由5個作業要素構成，工作站標準時間共計34.8s，工作站A05“整件包裝”的作業標準時間表，見表5。

表5 工作站A05作業標準時間表

該裝配線上的5個工作站的增值時間(V)、非增值時間(N)、步行時間(W)以及等待時間(I)，見表6。

由表6可以看出，該線上5個工作站的非增值時間相對較多，共計63.5s，標準時間共計176.6s，其中，標準時間最多的是工作站A02用機器安裝液位檢查口，共計60s，標準時間最小的是工作站A04整體檢查，共計20.7s。據此可以求得極差達到139.3s，極差比較大，表明該線上的布局是非常不合理的，迫切的需要對其分析研究和改善。根據以下公式，可以確定出目前的平衡率P：

表6 電梯液壓緩沖器裝配線平衡前時間參數匯總表

裝配線的平滑系數：

式中，CT=60；Tj為第j個工作站的工作站時間；m=5。

從以上的計算可知，該裝配線目前的平衡率為58.9%，很明顯可以得知：該線上的平衡率是屬于非常不理想的狀態，故改進空間非常大。根據表6，可以畫出電梯液壓緩沖器裝配線的平衡前狀態圖，如圖1所示。

2.2 工作站作業分析與改善

從圖1可看出，工作站A02的作業標準時間較長，是導致該條裝配線生產節拍相對較長的主要因素，可能會影響產品的質量。由計算可知，A02站工作人員最多能夠同時控制的機器的臺數為：

由計算結果可知，可以讓工人同時使用2臺機器，經優化改善之后的人機操作分析圖，如圖2（b）所示。由圖2可知，作業由1臺機器增加到2臺機器之后，其時間利用率得到大幅度提升，從48%提高到97%，在一個作業周期內（60s），工人的產出由之前的1件增加到2件，故優化后的生產節拍為原來的60s降低為30s。

綜上所述，經人機操作程序分析優化改善后，工作站A02“用機器安裝液位檢查口”的作業時由60s降低至30s。

根據表6電梯液壓緩沖器裝配線平衡前時間參數匯總表，可以得到優化后的工作站時間，見表7。

表7 改善后電梯液壓緩沖器裝配線工作站時間匯總表

從表7可知，經優化，此時裝配時間之和等于146.6s，工作站A05的標準時間為34.8s，是最費時的，而其中花費時間最少的工作站時間是工作站A04，所用時間為20.7s。標準時間的極差大幅度降低，由39.3s降低為14.1s。

改良后的裝配線平衡率P為：

改良后的裝配線的平滑系數為：

式中，CT=34.8；Tj為工作站j的作業標準時間；m=5。

經改善后，平衡率由58.9%提升至84.3%，平滑系數由27.98降低至7.19。基于表7可知，改良之后線上5個工作站的增值時間(V)、非增值時間(N)、步行時間(W)以及等待時間(I)，見表8。

根據表8，可描繪出改良后的平衡狀態圖，見圖3。

表8 電梯液壓緩沖器裝配線優化后時間參數匯總表

2.3 電梯液壓緩沖器裝配線平衡效果評估

由圖3可知，此時的瓶頸工作站是A02工作站，將它改良后，各工作站的作業負荷相對比較均勻。將優化前后的結果進行對比，見表9。

根據表9可知，經優化，裝配線的平衡率較之前大大提升，由58.9%提升至84.3%，平滑系數較之前大大降低，由27.98降低至7.19，這表明各員工的作業強度相差不大，避免了裝配線上作業強度相差過大。生產節拍由60.0s降低至34.8s，產品單件工時減少了25.2s，生產效率大大提高。

表9 平衡前后指標對比

3 結語

針對A公司產能不足的問題，深入研究了裝配線流程，首先通過平衡狀態圖找到瓶頸工作站，然后使用人機操作分析方法，對找出的瓶頸工作站進行改良，最終使平衡率和生產效率大大提高。