基于流水线平衡的装配生产流程重组

1、基于流水线平衡的装配生产流程重组工业工程企业生产组织过程中， 选择适合自身产品生产特点的生产组织方式， 对企业提高生 产效率、产品质量和降低生产成本起到至关重要的作用。 R 公司是一家集开发设计与制造于 一体的电子类小型出口型生产企业，主要生产两大类多种型号的手持式小型数字角度测量 仪。由于生产管理比较粗放，生产组织流程不尽合理，致使生产效率低、周期长、不能按期 交货等缺点十分突出， 因此企业对现行生产组织流程提出了改善的要求。 通过应用工业工程 的方法技术，采用 “多品种可变流水线 ”代替 “生产小组包干制 ”的生产组织方式对企业生产流 程进行重组， 使整个生产组织过程的不利局面发生了根本性

2、改变，生产效率获得成倍的提高。本文主要以 R 公司总装配生产最具代表性的两种产品分析其生产流程改善过程。1 R 公司总装配生产组织概况R 公司是比较典型的小批量多品种订货组装型生产企业，企业产品的零部件生产加工， 包括电子电路板制造、 零部件机械加工均为委外加工， 企业主要依据客户订单要求进行外购 件和外协件的备货组装。因此厂内总装配(电装 )生产组织管理存在的问题比较突出。主要表现在以下几个方面。(1) 生产小组包干制，总装配车间共有生产人员18 人，分为两个生产小组平行生产，分别完成全部装配工序。小组内生产作业随意性大，作业地点不定，车间现场秩序混乱。(2) 月批量制 +订单批量制顺序生产

3、，在制品占用时间长，生产周期长(绝大部分型号产品生产周期大约 1 个月)，缺乏临时小批量订单的处理能力，市场响应能力差。(3) 工序作业缺乏标准化，同道工序的作业方法、作业时间相差悬殊，产品质量、生产 进度控制困难。并且不能建立有效地工时考核标准，生产能力存在较大的不确定性。(4) 缺乏基本的市场预测机制，按订单生产。临时订单的插单生产，经常引起整体生产 过程的混乱，不能按时交货的情况经常发生。鉴于“生产小组包干制 ”的诸多弊端，公司应用工业工程相关技术对总装配(电装 )生产车间生产运作流程进行重新设计。2 生产组织改善方案设计及实施2.1 生产组织方式设计R 公司生产主要以客户订单作为生产驱

4、动 ( 各型产品客户一般订货都在 1000 件以上 )， 产品系列化， 同类产品结构极其相似， 核心部件通用性强， 各型产品总装使用的工具设备通 用，生产组织过程具有多品种小批量生产特点。生产组织方式具备由 “生产小组包干制 ”改为“多品种可变流水线 ”生产方式的有利条件，生产过程经重新组合为流水线生产方式后，其相 应生产组织管理的主要相关环节作如下调整。(1) 主生产计划：订单 +备货，主要解决：订单产量比例与备货产量比例 订单驱动，备货平衡。(2) 生产能力核定：所有工序操作标准化，采用秒表时间研究进行测时对流水线进行平 衡，按新方式运行一段时间后核定， 做出能力计划。确定新方式下生产周期

5、，做出生产周期 下的 “可用库存 +可用生产能力 ”计划。(3) 生产计划的执行干扰因素：临时订单处理。销售部门做出按时段的销售计划和历史 销售统计，做出按时段的销售预测，作为备货生产计划的依据。销售部门根据生产部 “可用 计划库存 +可用生产能力 ”接受订单。(4) 取消 “订单批量制 +月批量制 ”，流水线采用日批量制，减少在制品库存，消除现场混 乱。2.2 多品种可变生产流水线平衡设计R 公司产品主要有两类：倾角仪类、角度尺类。两类产品尽管有多种不同型号，但是同 类产品的组装工序差别很小， “多品种可变流水线 ”分别以同类型号产量最大的作为代表产品 分别进行流水线平衡设计。通过运用 5W

6、lH 提问技术以及 ECRS 优化技术，对各型号产品 整个生产工艺流程进行分析整理、标准化后绘制出工艺程序图;所有工序采用秒表时间研究进行测时，确定工序时间，作为流水线平衡设计的依据。2.2.1 倾角仪类流水线平衡倾角仪类以产量最大的倾角仪 (无水泡型 ) 作为倾角仪类代表产品。其工艺程序图如下图 1 所示，由于篇幅关系，仅列出倾角仪的工艺程序图) 。根据工艺程序图 1，图中最右边工艺程序作为生产线主工序， 左边各分支工序作为主工序的并行工序， 因此， 流水线设施布置为 “主工艺线 +辅助工艺线 ”交叉并行流水线布置方式，布置形式如图2 所示，采用这种方式可以获得几方面优势：物流流向单一，主装

7、配工序压缩;布置简洁，占用空间减少 ;产品变化时调整简单。-冊刨电林片*1>4 » 电住郭1« Q MttniD4>*】I戢胡"*(U引輛姗(2)用”tj创M御 轴 加®iwrQI4»图1倾角仪的流程图越粗r检6 二芒 ©占 N&5:图2生产线布置图生产线设计要求倾角仪月产量不低于18000件(约为原加班生产量的 2倍考虑客户要求，生产线不含包装工序，设计数据如下：(1) 生产节拍：根据R公司对生产流程改造后生产线产能以及不增加生产性人员的要求， 可变流水线采用运输批量等于1的流水线生产方式，节拍以下式确定。C=F

8、e/N (1)由于倾角仪流水线平衡表1所列时间已经宽放（宽放率15%），因此日有效生产时间按 7h计，依据式（1），生产节拍计算值：C 一 35 S，在不能增加人员的情况下，经过工序组合 和作业人员分配，可以进一步减小生产节拍提高产能，根据优先按作业时间最长规则”，优先确定瓶颈工序8并分配作业人员3名;工序12与15合并后分配作业人员 3名;其中工序1 7合并分配作业人员 3名;则 显示组件”工序（作业人员2名）成为新瓶颈工序时间为66.13 ,实际生产节拍：C-66/2=33.06 s。其他工序的组合与人员分配如表1所示。表1倾角仪流水线平衡表工 序 号工人工序Zs时闸T号1人Un isCM

9、#11. 152負楫传绝tt号6.931剪电池弹片2.酣43tO. 336瓯堺堡环.弟需IX 6$-79.79.731823沁2TS. 2显示组件-显朮期件1032制作昭1366” 1310显示组 件制件flA. S512机舸作&4.97T343电池M件地5电餓孫tfi甘1S机制作23. 1688. 1313电池盖 烦加工9.216总 1*8815人【合计1【3M or s式中，C 流水线节拍W全部工序时间时间Ti 工作地工序时间 ni 工作地工人数。流水线负荷率：卷於=5瑶壮6 "皿式中，C 流水线节拍5W全部工序时间时间 5S工作地数。综合平衡后平均日生产量为760件（正

10、常生产时间7 h），设计月产19000件（25 d/月）满足产量与流水线平衡要求。（3）生产线人数合计需求15人，目前人数18人，减少3人。经过工序的拆分、合并，倾角仪流水线平衡结果如表1所示。2.2.2角度尺类流水线平衡角度尺类以角度尺（A型）作为代表产品，改善设计后倾角仪计划月产量不低于12000件（不加班），角度尺流水线平衡设计的限制条件与倾角仪一致。（1）生产节拍：角度尺流工序时间如表2所示，由于表2列时间已经宽放（宽放率15%），因此日有效生产时间按7 h计，则依据式（1），生产节的计算值：C=52.5 s。经过工序重新组合平衡，其中工序 5与工序6合并成为新的瓶颈，作业时间为：10

11、1.41 s，作业人数2人，因此实际生产节拍为：C_-101.41/2=50.5 s ，工序的组合与人员分配如表2所示。表2角度尺流水线平衡表式中，C 流水线节拍 W全部工序时间时间 ti工作地工序时间； ni 工作地工人数。流水线负荷率：286. 656 X 50. 5T序号,r ft 电Att!SI® 时如:A&辙i工序用7191iA17. If1TI打龜廉HVgJ井制ft.剖L話14L12s i肌芯*冠也杵ir配-nS3刘2:t*1«缸芯显乐41仃虬6101.4110V杰尺$輛姐竹細1732ICO. 7l«.7统£«&nn

12、eW.JTS&0. G12T ff3 1!JC舉理经啊27.544dv試足1ft怜4TL4Un.s91.6I9L6不ifrttJE术锻胃出甜34电g畐悴2L74:览电肚应附氐些村ft 2JTKUVLtlas2D ；&Ktl.Sfl14人勵合廿2H Of式中， C 流水线节拍 5W 全部工序时间时间，S 工作地数。(2) 设计日生产量为 500 件(正常生产时间 7 h) ，设计月产 12500 件(25 a/ 月)。(3) 生产线人数合计需求 14 人，目前人数 18 人，减少 4 人。角度尺流水线平衡结果如 表 2 所示。2.4 改造方案生产能力分析生产流程经过重新设计运行后

13、， 产能指标完全达到设计要求。 同时也满足企业改造前提 出的不增加生产人员，产能翻倍的改善要求，通过生产流程重组获得了几个方面直接效益。(1)日批量流水生产极大地减少了在制品库存，改善现场管理秩序，工序作业标准化， 定编定岗，提高了产品质量 ;(2) 减少人工消耗：倾角仪生产减少 4 人，角度尺生产减少 2 人 ;(3) 不增加成本的情况下产能获得成倍提升;生产周期显著缩短，每天均有产品下线，合理安排轮番生产，可以随时满足市场对产品多样性的需求，提高了顾客满意度 ;(4) 采用日批量制，生产组织可以满足临时小订单的插单生产，生产组织比较灵活 ;(5) 扭转了经常出现的不能按时交货、长期加班加点的不利局面，降低了生产成本。3 结束语企业生产组织过程中根据企业自身产品结构、 产量等方面特点选择合理组织生产组织方 式对提高生产效率具有重要作用。 R 公司通过生产流程重组， 选择多品种可变流水生产