生产线平衡问题的实例研究.pdf

精密制造与 自动化 2 0 1 0 年第 1 期 生产线平衡问题的实例研究 董 娜刘 胧夏 天 同济大学机械学院工业工程系 2 0 1 8 0 4 摘要在企业实际生产中 生产线产能平衡率是评定生产线优劣的重要指标 本文运用E C R S 原则 5 W2 H 技 术和人 机操作分析方法对S 企业面膜生产线中的关键工段进行分析 并对瓶颈工序 不规则操作和不合理的动作 等问题提出了改进优化方案 对改进前后的方案进行了对比分析 改进后的生产线平衡率提高了1 7 8 定员减 少5 人 实践证明改进效果明显 关键词工作研究生产线优化设计 目前 国外化妆 品已经对 中国化妆品行业形成 了巨大的冲击 国内化妆品企业无论是从资金 产 品研发管理 还是从生产规模 市场份额等方面与 国际知名品牌相 比 都处于相对 的劣势 J J 受全球 金融海啸的影响 许多行业发展前景不容乐观 但 化妆品市场仍然 以正增长的速度 向前发展 充分证 明化妆品行业在 国民经济发展中的重要作用 因此 我们更应该关注化妆品企业的改善与发展 生产线平衡提高产能是一个持续 的过程 2 在 实际生产中 为达到提升产能 降低成本 保证 品 质的 目标 工业工程师们需要做出不断的改善 本 文针对 s企业面膜加工车间的生产线不平衡 生产 布局混乱的情况 应用工作研究中的作业测定 动 作分析 装配线平衡等理论 结合人 机操作分析法 解决了 s企业加工工序上的空闲时问过多 无法满 足客户需求节拍 完成订单量生产等 问题 得到了 明显的改善效果 1 工作研究理论 工作研究主要包括方法研究和作业测 训 方法研究主要是通过对现行工作方法 的过程和 动作进行分析 从 中发现不合理 的动作或过程并加 以改善 从而达到提高生产率和 降低成本 的目的 其主要分析手段有 程序分析 操作分析和动作分 析 分析技巧采用 5 W2 H 提问技术 5 W 指 Wh o 谁来做 Wh a t 做什么 Wh e r e 何处做 Wh e n 何时做 Wh y 为何做 2 H指 Ho w 怎 样做 以及 H o w mc u h 做到什么程度 作业测定把作业分成适当的作业单位 以时间 作为尺度进行测定 评价 设计及改善 作业测定 2 4 的主要用途是建立工作的时问标准 从而加强企业 经营管理 提高劳动生产率 提高经济效益 进行 工作测量的直接 目的是制订和贯彻先进合理的劳动 定额 即用科学方法制订先进合理的时间定额 其 主要方法有 直接测定法和 间接测定法 工 作研 究 中的方 法研 究 和 时 间研 究是 相互 关联 的 方法研 究是 时间研 究的基础 制定工作 标 准 的前提 而 工作测定 结果又是选择 和 比较工 作方法 的依据 2 生产线平衡分析睛 图1 为S 企业 面膜生产 的流程 主要分为M1 和 M2 二段 在M1 段中 L M为拉膜机 两名操作工将 原材料无纺布按一定生产标准拉成一份 Q M为切膜 机 将拉好的无纺布按生产要求切成相应脸型的面 膜纸 Z M为折膜工序 由员工手工操作 将面膜纸 折叠好后装入包装袋中 G Z 为灌装工序 操作工将 折叠好的干面膜纸灌满原液 D F 为封口打码机 将 灌装好 的面膜进行封 口处理 并在封 口处上生产 日 期喷码 Z H为装盒工序 由一名员工负责将单独包 装的面膜按订单要求的标准装入包装盒中 送至仓 库处暂存 以便集中消毒 然后送至M2 段处进行后 序加工 L 一 一 曼 图1 面膜生产流程 董娜等生产线平衡问题的实例研究 由于M1 的产 能决定 了整条生产线 的产能 而 M1 的产 能又是 由其瓶 颈工序 的节拍 时 间 C y c l e T i me C T 决定的 因此设法降低Ml瓶颈的C T 提高M1 段的平衡率 对整条生产线 的产能提升具有 重大意义 2 1 M 1 的作业测定 根据I E 工作人员在生产现场 的调查研 究和用秒 表测时法的测定 取各工序的实际作业时间的平均 值 见表1 并由此绘制 出作业负荷 图 如 图2 所示 表1 改进前各工序实际作业测定 s 工序 L M Q M Z M GZ D F Z H C T 21 6 4 l9 4 3 l8 2 5 3 0 21 2 4 8 6 2 2 8 5 L M Q M Z M GZ DF Z H 图2 改善前负荷分布 2 2生产线负荷分析 生产不平衡损失时间为 一 4 4 0 2 平衡率 各工序作业时间合计 最长作业时间X 总共序数 1 3 7 2 4 3 0 2 1 6 7 5 7 o 生产不平衡损失率 1 一平衡率 l一 7 5 7 2 4 3 生产 不 平 衡 损 失 时 间 为4 4 0 2 S 平 衡 率 为 7 5 7 生产不平衡损失率为2 4 3 可见 该生产 线存在较大的改进空间 2 3问题分析 运用工作研究中的程序分析 操作分析和动作 分析及E C RS 原则 5 W2 H技术 对面膜生产流程 的 M1 段进行详细的调查研究 分析其 问题的所在 1 通过对现有工序的排布情况分析并测定 从它的实际生产时间中发现 其工序 的安排 比 较合理 但工序间存在着快慢不一的现象 表1 中第 GZ DF 道工序所需时间长 生产压力 比较大 出现 生产瓶颈 而第Q M Z M道工序所需时间少 生产 能力严重过剩 2 操作不规范 效率低 对工人的双手操作进行 了分析后发现 动作的 随意性大 图3 所示是GZ 工序 的双手操作图 可以 看到会多次出现只有右手忙碌 而左手空闲的状态 左 手 序 右手 要素 符号 号 符号 要素 作业 作业 亡 D 口 0 D 口 等待 1 取小 白盒 持 住 2 打 开 盒子 盒盖 持住 3 取 出 盒子 面膜 面 膜 脚 踏 开 关 开关 移 至 接 袋 3 脚 踏 开关 开关 移至 4 移 至 滑道 滑道 1 4重复2 O次 图 5 改善后双手操作 改善后 双手的空闲率达到平衡 符合动作经 济原则 表 3为测量各工序的实际作业时间 如图 6 所示为第二次改善后的负荷分布 图 表 3 第二次改善后作业时间测定 s 工 序 I L M Q M Z M G Z D F Z H I C T l 2 1 5 2 1 9 8 7 2 0 8 6 2 0 8 6 2 4 2 2 2 2 7 9 2 5 2 0 l5 L M Q M Z M G Z DF Z H 图6 第二次改善后的负荷分布 改善后计算平衡率为 8 9 5 生产不平衡损失 率为 1 0 5 3 3第三次改善 降低了瓶颈工序 G Z的C T 瓶颈工序已经转移 至 D F DF工序与 GZ工序之间通过中转盒来连接 造成许多不必要的浪费 在生产现场不难发现 不 合格品主要集中在 DF这一工序 主要 问题是封 口 位置不正 条形码字迹模糊等 有时也会出现面膜 袋表面污损以及原液泄露等状况 增加了许多生产 外时间 影响了下道工序的顺利进行 为提高生产 效率 保证产品质量 最大程度地节省人力成本 此处用 自动封口机来代替 目前的人工辅助封 口 表 4为改善后测量各工序的实际作业时间 图 7 所示为第三次改善后的负荷分布 表 4 第三次改善后作业时间测定 s 工序 L M Q M Z M G Z D F Z H I C T 2 1 4 8 1 9 9 8 2 0 6 2 2 0 4 9 2 1 5 1 2 2 5 8 2 5 2 O 1 5 L M QM Z M G Z D F Z H 图 7 第三次改善后的负荷分布 此次改善后计算平衡率为9 3 5 生产不平衡损 失率为6 5 经过三次改善 M1 段改善前后C T 平衡率以及 产能有了很大的提高 对 比如图8 图9 所示 按节拍计算每天8 小时不问断的作业 时间内 每 天M1 段可增产 f 8 6 0 6 0 2 2 5 8 8 6 0 6 0 3 0 2 1 3 2 2 盒 9 5 9 0 8 5 8 0 7 5 7 0 3 5 0 0 3 0 0 o 2 5 o o 2 0 0 0 1 5 0 o 改善前 改善后 图8 改善前后平衡率对比 改善前 改善后 图9 改善前后CT 对比图 4 结语 本文通过对生产线系统分析 针对生产线上节 拍较长 限制生产能力扩大的瓶颈工序展开改善 达到了提升产能 改善瓶颈工序的 目的 应用I E 方 法对生产车间进行现场管理 既可有效消除生产瓶 颈 降低生产节拍 又可最大限度的节约资金投入 董娜等生产线平衡问题的实例研究 上接第 4页 的发展 必须进一步加强政府正确坚强的领导和市 场经济的互相紧密结合 3 3 加强深入 系统的科研工作 学习先进与自 主创新相结合 局部与整体相结合 普及与提高相 结合 中国制造业的落后 关键是人 工具 资源三 者落后 其 中十分重要的原因是长期以来 缺乏深 入 系统的科学研究试验工作 如果没有科研 人的知识 文化 科学 技术 装备水平 难以创新 就不可能快速提高 没有科 研 就没有创新 中国过去长期处于封建社会 农 业时期 人们的思想 概念普遍 比较保守 闭塞 文化科技知识普遍不高 不能够适应新时代 的迅速 发展 更不懂得工业 制造业 机床业技术发展的 客观规律 因此 在工作中 往往重生产 轻科研 重主机 轻配件 重数量 轻质量 科研与生产特 点不同 需要的人才也不一样 生产相对 比较重复 更加注重经验 而科研相对更需要理论 不断变化 翻新 尤其需要有创新的思考力 想象力 制造业的各种装备都建立在理论与经验的基础 上 国外的先进产品 都是经过较长期的科研和生 产得来的 只有认真学习国外的先进经验 加上 自 己深入系统的研究 才能缩短时间 深入掌握原理 进行创新 因此 学习国外先进与 自主创新相结合 是非常必要的 加之 制造业 由机床 汽车 飞机 等许多部门组成 互相之间有技术上 生产上 供 销上密切联系 必须互相合作 局部与整体必须紧 密结合 还有 经过深入系统的科研 不断创新 出 高 精 尖的技术和产品 需要不断推广应用 产 生经济效益 在提高下普及 在普及上提高 是客 观发展规律 先进技术要通过使用和科研 才能普 及和不断提高 如此 方能不断螺旋式上升 因此 制造业 的发展 更需要普及与提高相结合 由此观之 中国需要认真吸取过去的经验教训 今后要加速发展制造业 必须切实加强深入系统的 科研工作 踏实进行学习先进与 自主创新相结合 局部与整体相结合 普及与提高相结合 3 4 贯彻始终 坚持人的高质量 产品的高质量 服务的高质量 在当今世界 质量是生命 质量是信誉 已经 家喻户晓 问题在于切切实实地去做到 中国今后要加速制造业发展 需要加强学习美 国 德国 日本的先进经验 他们的整个社会和企 业能加强平时的学习 教育 培训 考核 师徒相 传 建立学习型企业 处处坚持高质量 高水平 特别是 视质量为生命 把质量当信誉 对产品讲 究货真价实 处处讲究职