U形生产线在装配生产中的优化.pdf

Va l u e En g i n e e r i n g 7 U形生产线在装配生产 中的优化 T h e Op t i mi z a t i o n o f P r o d u c tio n Ba s e d o n U s h a p e d Pr o d u c ti o n L i n e s i n t h e As s e mb l y 董心洁 D o n g X i n j i e 张仲鹏 Z h a n g Z h o n g p e n g 李明 L i Mi n g 董清华 D o n g Q i n g h u a 卢德鹏 L u D e p e n g 刘雨松 L i u Y u s o n g 西南交通大学机械工程学院 成都 6 1 1 7 5 6 S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g S o u t h w e s t J i a o t o n g U n i v e r s i t y C h e n g d u 6 1 1 7 5 6 C h i n a 摘要 本文针对制造厂及装配厂的个性化的批量产品订单 结合精益生产的理念 运用 u形生产线进行优化生产 提高生产效率 同时采用 多工位的布置方式 以满足不同时间不同批量的需求 减少库存 Abs t r a c t T hi s a r t i c l e f o c us e s o n f a c t o r y o r a s s e mb l y pl a n t h o w t o d e al wi t h pe r s o n a l i z e d b u l k p r o d uc t o r d e r s I t l i n k s wi t h t h e c o n c e p t of l e a n p r o du c t i o n a nd t h e u s e o f U s h a p e d pr o d uc t i o n l i n e t o o p t i mi z e p r o d u c t i o n S o t ha t i t c o u l d i n c r e ase s p r o d u c t i o n e ffic i e n c y I f we a r r a ng e a s u i t mu l t i s t a t i o n i n a s s e mb l y l i n e pr o d uc t i o n t o me e t t h e di f f e r e n t q uant i t i e s a t di f f e r e n t t i me s d e ma nd I t wi l l r e d uc e t h e i n v e n t o r y 关键词 u形生产线 精益生产 多工位 Ke y wor d s U s h a pe d pr oduc t i o n l i ne l e an p r o d uc t i o n mu l t i s t a tio n 中图分类号 T B 4 9 文献标识码 A 0 引言 如今许多名牌企业或者大型公司都有自己的代工厂或子公司 然而这些代工厂的订单和原料都是来 自总公司 所以自主性没那么 高 随着国民生活水平的提高 人性化观念深入人心 许多产品都追 求个性化 从而反应在订单上则是多品种少批量 而且由于灵活性 太强 很多时候代工厂都是临时腾出场地进行加工 这样造成很大 的浪费 一些装配型公司为了能更方便地应对变化的市场而选择一 定的库存 然而对于个性化的批量产品则无法预知 进而无法做库 存 那有没有更灵活 更高效的方式应对多变的市场呢 有 合理地 调整和 重组 生产 线 运用工业工程的有关方法 E C R S原则 对动 作进行 分析研究 以保 证生产线 的平衡度 结合 U型半 自动 化的生 产线 并运用精益生产的理念 能更好地应对多变的市场需求 精 益生产及其理念 中的 U形生产线 的概念 在一些大型企 业 已 经得到运用 而且获得明显的效益 经过一番调查 中小型装配厂或 者代工厂运用 U形生产线的还比较少 也许因为企业较小 习惯传 统的生产方式 同时需要投资 所以固守原有的模式 然而这种传统 的生产方式在竞争日益激烈 个性化逐步替代一体化的环境下越来 越站不住脚 采用 u形生产线 并不断应用精益生产理念 能从场地 节约 生产效率的提高 员工单位劳动时间的强度降低等方面看到明 显的效果 从长远来看 U形生产线在中小企业有很大的推广度 1 精 益生产 采用利润主义的经营思想 通过彻底消除浪费和提高效率来实 现降低成本的基本目标 从而实现利润最大化的最终目标 利润主 义是以利润为中心 当市场售价降低时 成本也必须降低 以维持 目 标利润的经营思想 精益生产的明显特征 1 1以 人 为中心 充分发挥一线员工的积极性和创造力 下放 部分权利 使员工积极为企业建设献计献策 1 2以 精简 为手段 实现组织机构精简化 在生产中 采用先 进的柔性加工设备 减少非直接生产工人的数量i 1 3准时供货 方式 准 时供 货 方式 可以保证最小 的库 存和最 少 的在制 品数 量 2 U形生产线 u形布置就是依逆时针方向按照加工顺序来排列生产线 使得 生产流程 的出 口和入 口尽 可能靠近 其形状类似于英文字母 U 因 此而得名 它还有凹形 圆形 M形等变化形式 U形生产线的工作 基金项目 中央高校基本科研 务费专项资金资助 s u p p o r t e d b v t h e F u n d a m e n t a 1 R e s e a r c h F u n d s f o r t h e C e n t r a l U n i v e r s i t y 项 目编号 2 0 1 0 Z T 0 3 o 作 者简介 董心洁 1 9 9 0 一 女 福建 龙岩 人 本科生 专业为 工业工程 张仲 鹏 1 9 5 5 一 男 辽宁沈 阳人 教授 获 奖情况 铁道部 有突 出贡献 专家 国家科技进步三等奖 李明 1 9 8 8 一 女 黑龙江双鸭山人 本科生 专业为工业工程 卢德鹏 1 9 9 1 一 男 河南三门峡人 本 科生 专业为工业工程 刘雨松 1 9 8 8 一 男 福建龙岩人 本科生 专 业为工业工程 文章编号 1 0 0 6 4 3 1 i 2 0 1 1 2 9 0 0 0 7 0 2 台的材料采用柔性线棒搭建 柔性线棒能根据工作场地的需要组装 成车间工作理想的工作界面 u形生产线是有弹性的生产线布置 2 1设计时一般其入 口和出口 即第一道工序和最后一道工序 由同一位作业人员操作 这样的目的是控制生产的节奏及数量 也 便于质量的检验与控制 2 2多工位 呈弧形并且工序 问相邻 有利于 员工 间相互协作 且 步行距离短 达到生产线的平衡 并提高生产效率 2 3 U形生产线是按照逆时针方向布置的 这样便于作业人员在 生产中移动部件或者取物料时使用右手 使动作更简单 更有效率 2 4依据需求量变化来增减作业人 员 不过对 员工 的要求高些 员工要多能工化 当产量增大时 增加作业人员 最大产量情况则每 个工位对应一位作业人员 当产量减小时 减少作业人员 即每个工 作人员负责多个工位 L B J 需要调整工位顺序 如果某一工序没有 紧前工序和紧后工序 则可 以安排 在 U形 的两臂的任意工位 而 当 某一工序有紧前工序 或紧后工序 则安排这两工序在 U形同臂的 相邻工位 如此便于工位随作业人员的数量变化而调整 此时生产 节拍随着作业人员的数量变化也会发生改变 生产节拍 有效工作 时间 计划产量采用 U形生产线 也可使得流水线在不同批量条件 下达到较高的平衡率 生产线平衡率 各工序时间总 工序数 C T 1 0 0 C T 表示生产线中作业时间最长工序作业周期 3 生产线 这里以深圳某装配型公司 以下简称 A公司 为例来进行生产 线的优化 从而提高生产的效率 A公司为某公司的代工厂 主要为总公司装配无线 传输 网络 产品 原料和订货量皆由总公司下达 完成生产任务后产品运回总 公司 同时有些产品装配完后将成为其他产品的配件 按照产品的 特点和客户需求 A公司的产品生产组织形式可以分为 备货型生 产和订 货型生产 如今订 货型产 品居 多 针对上述 A公司产品多样但产量不定 同时产品之间也存在联 系的特点 其生产方式很适合 u形生产线布置 这样能以最低的成 本和准时生产来满足客户的需要 使人员和生产弹性化 改变传统 的定员 定量生产线布置方式 下面介绍 A公司的一个工艺实例 箱体打包工艺 传输产品 都有相应的配件 这些配件跟随产品一体 是必不可少的 很多中小 型公司往往不重视这些附件的组装 重点放在大的传输 网络产品 上 结果有时为了及时交货 不惜花费大量的人力 大片的场地进行 产 品附件 的赶工 两小组成员在大约 1 6 0 m 的空地上进行空箱体成型一一次性 整理排列 4 0 0多个空箱 场地除摆放空箱 还需留有四五条小过道 以供员工进行下一步操作 一投放物料一抽检一封箱一整理堆放箱 体一贴标签 条码一入库 由于每次订单的数量不相同 遇上少批量时 产地反而会出现 闲置的状况 这是不经济 效率低的做法 这样的装配方式 占用场 8 价值工程 地 大 需要的员工多 作业周期长 表 1 改进前的组件包装 流程程序 图 程 序图 人 员 物料 设备型 图号 统计 表 作 图表 的对象 组件包装 活动 次数 时间 s 距离 m 方法 现行方法 操作0 6 6 5 7 9 搬运 O 0 地点 等待D l 2 1 7 6 制表人 日期 2 0 1 0 年 8月 1 8日 检 查口 1 2 21 审定人 日期 年月 日 储存v 数量 距离 B e f 符号 说明 备注 P C S 0 D 口 V 1 箱体成 型 打开纸板 1 1 6 5 5 粘胶 带三 条 2 摆 空箱并 等待 2 4 7 6 3 放物 料 3 7 2 2 4 检查 2 2 1 f f f 5 封箱 1 3 8 7 6 整理 并有序堆 放组件 l 9 9 4 7 贴 标签 条码 2 8 2 1 8 入库 表 2 流水线化后的工序作业表 N O 工序 作 业时间 s 改进说明 空箱体成 型f 打 开纸 将封胶条的三个动作分解 后两个动作移到第二 1 l 5 5 板 粘横胶带一条 个工序 以平衡工序 粘 竖直两条胶带 放 任上 予 二 竺上J 予 文于 j F 一于 田 任人员 口 J 与碳 互人 2 9 2 2 物料 员重合 3 封箱 1 2 8 7 由于工序二与后进行 了抽检 故封箱后 可直接贴 4 贴标 签 条码 8 2 l 标签 5 整理搬运 平均 l 6 3 4 6 时间总计 5 8 1 9 由于 五个工序有先后 关系 不能随意调换 所 以五个工序 必须 依次成相邻 工序 采用 U形生产线后 根据每天 的产量调整作 业人 员的数量 当生产量最低时 五个工序完全可 以由一位作业人员完 成 此 时的生产 节拍 为五个工序 的时间总和 即 5 8 1 9 s 当生产 量最 高时 五个工序分别 由五位作 业人员完成 此时生产节拍 为五个工 序 中作业 时间最长的工序 或者说瓶颈工序 即第三工序 1 2 8 7 s 成品 T I i 成品 哆L 圈 图 2 材料 图 4 图 2 当产量 为 5 0 0时 的流水线 只需要一单位操作 员 生 产线平衡 率 1 0 0 图 3 当产量为 1 0 0 0时的流水线 需要两单位操作员 生产 线平衡率 3 0 3 2 8 2 9 2 x 3 0 3 x 1 0 0 9 6 0 图 4 当产量 为 1 5 0 0时的流水线 需要三单位操作 员 生产 线平衡率 2 0 7 7 2 1 0 8 1 6 3 4 3 x 2 1 0 8 x 1 0 0 图 5 小组 U形试线的部分截图 此图左倒放置 将原本无序的包装过程流水线化 运用 E C R S原则对各动作进 行分析 并结合 U形生产线 优化结果表现在 以下几 方面 3 1将箱体打包的各工序在 u形的流水线上完成 单条流水线 2 仅需 5 0 mz 左右的场地 包括成 品暂存 将 节约场地 1 60 m 1 00 6 8 8 3 2经过小组试线后 相 同的时间原来打包 9 0 0个 采用流水线 方式后打 包 1 2 0 0个 效率 为原来 的 1 5倍 操作人 员至少减 少 2 名 节约人力 1 0 0 1 6 6 l Z 3 3同时也减少了在空箱里投放物料 大部分为传输产品附近 重量 大 时弯腰 的动作 流水 线上工作台是员工作业 时 比较合理 的 高度 不需要弯腰 的动作 每天将减少 9 0 0多个弯腰的动作 每年减 少 2 7 0 0 0 0以上个弯腰动作 3 4采用 U形流 水线作 业后 该 小组操作人员不用在 5 0 mz 的 场地上来 回走 每人每天平均少走 9 0 m 一个月累积少走 2 7 0 0 m 一