工位排布与生产线效率关系.doc

工位排布与生产线效率关系浅析【摘要】本文以平板电视流水线体为例，从生产线工位排布距离、线体节拍及工位关系以及线体流速和长度等硬件方面对影响生产线效率因素进行了分析，并结合生产实际，总结了最优的工位排布方法、以及线体长度及流速设计等。【关键词】3;工站距离;“1+”模式;“0+”模式0.前言现代电子工业生产中，流水生产线是最普遍采用的。高效率的生产线是企业低投入、高产出的强力保障，也是企业竞争力的体现。目前国内外对整个生产系统的生产效率研究也较多，人、设备、环境、能源、信息系统的有效优化等都达到一个较高研究水平。但针对生产线工位排布、工位与生产线长度的相关文献很少。本文拟在通过ie的方法，针对平板电视生产流水线工位排布关系，以及线体节拍与工位关系及线体长度的需求进行分析，使生产线的人员及设备达到最高优化，从而使资源达到最高利用率，最大产出比。1.工站排布最优距离分析1.1刚性线体如果生产线上工站距离很短，造成工装板（在制品）都是一个挨着一个，那么，提前完成作业的工站，只有等待下一工站完成后，工装板才能流出工站。如果完成作业时间高于标准作业时间，那么前面工站只有等待。形成一人忙碌不停，其余人均处于等待状态的局面。1.2柔性线体生产线的工装板之间留下适当空挡距离，让每一个工站完成后不必等待其他工站完成作业。即工站之间存在一定距离的缓冲，在工站之间预留工装板，使得本工站作业时间提前完成后不需要过多等待，图中空挡a的距离为了在本工站作业时间未按标准时间完成不影响上道工位。那么工站之间应该预留多少工装板和多长距离的空挡最为合适呢？我们研究发现过长导致产品生产时间长且线体投入成本过高，过短会造成线体刚度太大。距离是由时间及传输速度构成，要弄清多少距离最优之前，首先来看看生产线工位时间构成：工站作业时间=作业时间+等待下一工装板到位时间+其他等待时间由于现场影响生产的因素太多，生产线的产量往往达不到设计值。其中涉及到生产线的因素就有设备运转的影响、工位排布、工位距离等。而设备运转、工位排布不合理均易于发现，工位之间的距离引起的生产效率损失则比较隐性，不容易被发现。如何将这些隐性的等待时间降为0呢？需要根据ie在动作研究及工作时间测定中的剔除异常值原理及概率定理，取3值，可达99.73%，2，可达95.45%：也即，一般正常作业中，有99.73%的作业时间在平均值3之内；有95.94%的作业时间在平均值2之内。如果我们设计线体或者排布工位时，在结构或者距离上将这些偏差值所需的空间给作业员预留，那么此工位的作业员作业时间的波动将不会影响其他工位作业。美国机械工程协会（sam）对异常值定义为：“某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影响，而使其超出正常范围的数值”。剔除异常值的方法有多种，此处介绍最常用的方法-三倍标准差法，其根据就是依照概率定理而来。具体的算法如下：设对某一操作单元观测n次，所得时间为：x1，x2，x3，xn，则平均值为：标准差为：正常值为x3内的数值，超过者即为异常值。由此可以知道，员工在进行作业时，作业时间一般在标准作业时间x3内。为了提高生产效率，根据“一个流”生产特性，工站之间需有一个且仅一个在制品备份。由此得出：最高效率工站距离为：2*工装板长度+3*工装板速度，此方式由于工站间多出一在制品，以下简称：“1+”模式。最少在制品工站距离为：1*工装板长度+3*工装板速度，此方式工站间无在制品，以下简称：“0+”模式。3*工装板速度 代表的距离能够确保本工站超出标准时间上一工站不需等待；“1+”模式中备份的在制品作用在于本工站低于标准时时间，无需等待。2.工位排布原则实际生产中，生产线生产节拍固定后，生产线的设备能力随即固定，在此生产线上生产的产品工位数量及工位内容基本就确定下来了（因为某产品的总作业时间是基本确定的）。要使生产线的利用率最大化，单位时间产出最高，则需使设备利用率最高，此时工位的合理排布就显得非常重要。工位的合理排布有以下一些原则，“四合理、三尽量”总结如下：（1）合理排布工位内容：使线体各工位的作业时间基本一致，且在生产节拍之内。避免某一工位时间过长造成线体瓶颈。如确实难以拆分的作业，可采用2人合作或者隔台加工的办法。（2）合理排布工位顺序：合理排布工位顺序，可以使后续工位的作业员加工更方便快捷；也可以使前后工位作业动作更为符合人体工程学；场地零部件摆放更整洁合理；也可以给更多工位合并为一个工站提供条件。（3）合理的合并工位为工站：运用ecrs方法，将能够同时作业的工位安排在一个工站完成，尽量减少产品在制时间；且同一工站内各工位互不影响作业，甚至能相互帮助共同完成作业。（4）合理排布工站距离：合理排布工站间作业距离，可将作业弹性时间在空间上给予消除。（5）尽量使能在线体下加工的零部件在线体下作业。这样可减少产品在线时间，提高效率。（6）尽量提高作业员熟练度：对于不能在标准时间完成的人员加以培训，提高作业质量及缩短作业时间。（7）尽量不使设备闲置，设备如需要等待，则永远让其在上一工位处等待。3.此方法扩展运用3.1设备前后在制品数量及与工位之间距离设备也可作为一个工站或工位来计算其前后距离，只是与作业员的差异在于其工作时间是固定的，没有时间起伏波动。但由于其前后工站均为作业员操作，因此为了使设备利用率最大化，其前后距离也能按照上述计算工站距离方法计算。3.2生产线合理长度在新建生产线的时候，计算出合理的生产线长度可以为公司有效的规范，设备成本的降低提供依据。利用标准工时库进行模拟核算工位排布、工站排布，采用相似线体的3值，计算出工站之间距离，加上设备、辅助线体、老化线、包装线等。即可计算出相关线体的长度。3.3生产线长度已定情况，确定工装板移动速度生产线长度/工站数-2*工装板长度=3*工装板传输速度3.4相同生产节拍产品，可用同一生产线工位排布距离。3.5对于部件生产线，上述计算方式需要调整由于部件生产线采用链条或者皮带传输，无工装板，那么运用此法时工装板的长度需用在制品长度计算，并且工位间的在制品中数量适当增加以使得工位之间距离大于或者等于人的有效活动范围，防止相邻工位作业人员互不影响作业。动作经济研究中，其参考值为人手臂长度向前方伸直向外45度2手