裝配流水線平衡的工作測定與作業(yè)分析

裝配流水線平衡的工作測定與作業(yè)分析

在金融危機的影響下，玩具公司面臨著相對困難的環(huán)境和激烈的競爭形勢。由于缺少工業(yè)工程相關(guān)專業(yè)人才,目前我國大部分玩具制造企業(yè)普遍存在現(xiàn)場管理水平低下、浪費嚴重、成本過高、效率低下的狀況,應(yīng)用基礎(chǔ)工業(yè)工程的理論和方法挖掘潛力、降低成本、提高效率是企業(yè)走出困境的有效途徑。本文運用基礎(chǔ)工業(yè)工程的方法和逐差法數(shù)據(jù)處理技術(shù),對某玩具企業(yè)的裝配流水線進行了瓶頸分析和平衡改善研究,實現(xiàn)了預(yù)期的裝配流水線平衡的目標。作為大批量生產(chǎn)的一種高效組織方式,流水線設(shè)計的一個中心問題就是平衡生產(chǎn)線上各工作單元的產(chǎn)出,使得每個操作者或工作單元在工作周期內(nèi)都處于繁忙狀態(tài),以完成最多的工作量并使每個操作者或工作單元的空閑時間最少,實現(xiàn)裝配流水線工序同期化,使生產(chǎn)過程能保持較高的連續(xù)性、均衡性,從而得到所期望的產(chǎn)出。瓶頸是實際生產(chǎn)能力小于或等于生產(chǎn)負荷的資源,即流水線中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)。它是系統(tǒng)內(nèi)部制約生產(chǎn)效率的約束因素,是制造過程中流量最小的地方。對于流水線而言,因為單位產(chǎn)品的生產(chǎn)時間是由流水線上的瓶頸時間所決定,所以,降低瓶頸時間和各工位生產(chǎn)同期化是提高流水線平衡率的關(guān)鍵。1u3000利用逐差法進行測量由于該企業(yè)的產(chǎn)品很多,裝配數(shù)量也不相同,故以生產(chǎn)批量比較大的產(chǎn)品特種坦克(產(chǎn)品代碼為8504)為研究對象,對其裝配流水線做了瓶頸分析與平衡改善。該產(chǎn)品的主要工序有:①折內(nèi)卡→②放置說明書、建議卡→③放置3張膠貼、組裝槍→④組裝坦克履帶、底板→⑤組裝坦克左、右側(cè)板和炮臺→⑥組裝2個小人→⑦放置PE袋3個→⑧放置PE袋2個→⑨檢驗→⑩裝入彩盒→(11)封盒→(12)裝提手→(13)裝箱。每道工序用時不多,但是整個裝配線比較長。這樣一來,某道工序的停滯都會導(dǎo)致整個流水線的停滯,從而影響生產(chǎn)效率。整個裝配流水線工藝流程如圖1所示。使用逐差法處理數(shù)據(jù)一方面可以充分利用數(shù)據(jù),具有求平均的效果;另一方面,它可以繞過一些未知量的測量,直接得到實驗結(jié)果。由于在一段時間內(nèi)裝配流水線上每個工位的工人是固定的,工位劃分好之后,其工作量也是固定的,所以工作時間與工人的工作成一定的比例,而且同一個工位上相鄰2件產(chǎn)品的工作時間是相差無幾的,故可以抽象為相鄰兩件產(chǎn)品的時間是等間距變化的。這些符合逐差法處理數(shù)據(jù)的條件。基礎(chǔ)工業(yè)工程方法是要求對每一個工序都同時測量,然后多次測量求其平均值。在企業(yè)實際中,由于裝配流水線是連續(xù)進行的,很難同時對13道工序同時進行測量,故通過連續(xù)測時法對各工作單元進行測量記錄,秒表在整個過程中連續(xù)不斷走動,觀測每個工位工作并依次紀錄這個工位連續(xù)完成10件裝配動作所需要的時間,接著運用逐差法進行數(shù)據(jù)處理,得到這個工位所用時間。這樣得出的時間是整個過程的平均值,大大減小了測量的誤差。最后經(jīng)過評比和寬放,最終得到正常時間和標準時間。按照現(xiàn)有的流水線配置,可以得到流水線生產(chǎn)平衡表,如表1。其中,負荷率=工作地作業(yè)標準時間/瓶頸時間(生產(chǎn)節(jié)拍);流水線負荷率=產(chǎn)品裝配總作業(yè)時間/(裝配流水線工作地數(shù)×生產(chǎn)節(jié)拍)。表1中,負荷率是各工作單元的作業(yè)標準時間占瓶頸時間的百分比,體現(xiàn)了各工作單元之間工作負荷的差異,可以明顯看出目前流水線中工作單元的負荷率較低,最低的負荷率只有26.7%,而且各個工作單元之間的負荷有比較大的差異,整個流水線負荷率也只有55.6%(一般以手工為主的裝配流水線的負荷率應(yīng)在0.8~0.90),存在較大的改進空間。造成這一結(jié)果的根源在于流水線各裝配工作的操作時間明顯存在不平衡,需要對工序步驟進行重新分配,降低瓶頸工序的操作時間,以使各工位操作時間均衡,改善流水線的平衡狀況,以提高裝配流水線的產(chǎn)能及生產(chǎn)效率。經(jīng)現(xiàn)場診斷分析,流水線主要存在如下問題:1)工序10是目前流水線的瓶頸,在其限制之下,生產(chǎn)節(jié)拍為18s;2)工序2、3、4、5、6、7、8并行工作,相比較其他獨立工作單元所需時間短,工作者有很多空閑時間用于等待前序工作的完成;3)工序2、3、4、5、6、7、8工作負荷有較大差異,工序2、3、4、6、7、8工作時間較短,在并行工序內(nèi)部也有很多空閑等待時間。2平衡改善方案設(shè)計針對上述問題,運用5W1H和ECRS原則進行分析之后,提出流水線平衡改善方案。根據(jù)該玩具廠目前裝配線為直線型循環(huán)式裝配線,只要使每個工位的操作循環(huán)時間同步化,各工位在生產(chǎn)節(jié)拍內(nèi)都處于繁忙狀態(tài),完成最多的操作量,就可改善流水線平衡,從而提高裝配線的效率和產(chǎn)能。2.1調(diào)整裝配臺工作流程,提前調(diào)整10號工序即裝箱工作是整個裝配流水線上的瓶頸工位,用時18s,其工作內(nèi)容是把折好的裝滿配件的內(nèi)卡裝入彩盒之中。在這個工位上需要2個工人配合,屬于工作內(nèi)容不多、工作難度不大的工位。首先,他們都是雙手作業(yè),在整個裝盒過程中,他們都必須要雙手作業(yè),否則工作完成不了。其次,影響整個工作的時間在于他們之間的配合。當操作人員1把檢驗過的內(nèi)卡拿起移動到裝配臺時,操作人員2把彩盒展開扶起,然后操作人員1將內(nèi)卡插入彩盒之中。如果內(nèi)卡中裝配件分布不均勻,導(dǎo)致裝不進彩盒,操作人員1會停下來整理,用時4s,此時操作員2在等待。最后兩人同時將兩邊的彩盒口折疊好。經(jīng)對裝箱工作進行聯(lián)合作業(yè)分析,操作人員1完全可以在拿起內(nèi)卡移動到裝配臺的過程中,將內(nèi)卡中裝配件整理均勻,以避免由于內(nèi)卡中裝配件分布不均勻?qū)е碌难b不進盒的情況發(fā)生。因此可以將拿起內(nèi)卡移動到裝配臺工作與整理工作合并,從而省去整理工作。調(diào)整后裝箱工作的時間為18-4=14s,節(jié)省時間22%。這樣流水線的瓶頸是耗時14s的裝箱工作,即生產(chǎn)節(jié)拍由18s降低到14s,裝配流水線的生產(chǎn)效率提高了15.9%。最少工作地數(shù)=裝配總時間/生產(chǎn)節(jié)拍=130.2/14=9.3約等于10個工位。2.2獨立工序的分解和合并根據(jù)產(chǎn)品8504的裝配工藝流程,折內(nèi)卡工作和裝提手工作不能再進行工序的分解而且他們分別是工序2、3、4、5、6、7、8和工序10的緊前工序。折內(nèi)卡工作和裝提手工作的作業(yè)時間都為13.2s,故把這兩道工序分別作為獨立工序。工序2、3、4、5、6、7、8處于平等的地位,且用時較短。運用ECRS原理將其進行分解和合并。以13.2s為標準,將放置說明書、建議卡工作與放置膠貼3張、組裝槍工作合并為一個新的工序,這個新工序的時間為6+7.2=13.2s;同樣,將組裝坦克履帶、底板工作與組裝2個小人工作合并為一個新工序,合并后的工作時間為10.8s;將放置2個PE袋工作與放置3個PE袋工作合并為放置5個PE袋工作,時間為7.2+4.8=12s;而組裝坦克左、右側(cè)板、炮臺單獨作為一個獨立工序;考慮封盒、裝提手、裝箱工作的時間及不可再分性,故封盒、裝提手、裝箱工作各作為一個獨立工序。通過改善調(diào)整后,雖然沒有提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率,但是平衡了工作單元之間的負荷,工作單元負荷率從26.7%提高到77.3%,同時減少了3個工作單元和3個操作者,進一步降低了人工成本。2.3減少瓶頸時間通過前面的改善,可以得到改善后的流水線生產(chǎn)平衡表,如表2所示。由表2可以看出經(jīng)過各工序的重新分配平衡后,瓶頸時間由原來的18s減少為現(xiàn)在的14s。與最初的裝配流水線相比,現(xiàn)在的裝配流水線工作單元減少了3個,操作工人減少了3個,各個工序的負荷率均達到了77%以上,裝配流水線負荷效率提高了34.7%,由55.6%提高到目前的90.2%,負荷效率大于90%,裝配流水線平衡改善取得了良好的效果。3裝配表面進行重新分配平衡運用工作測定與作業(yè)分析等基礎(chǔ)工業(yè)工程方法,對某玩具企業(yè)產(chǎn)品8504裝配流水線進行了瓶頸分析與平衡改善,并將產(chǎn)線平衡的結(jié)果應(yīng)用于生產(chǎn)實際,對裝配流水線的各操作工序進行了重新分