生产线产能平衡改进研究

1、 62生产线产能平衡改进研究刘高坤 徐克林同济大学 机械工程学院 (200092摘 要 运用 ECRS 原则、 5W1H 技术和人 -机操作分析方法对 S 企业手机生产线中的关键工段 L/B生产工段 进行分析;并对关键工序、不合理布置以及不合理的工位分配进行优化改善。改进后的生产线生产能力提高了 12.1%,定员减少 8人,生产线平衡率提高了 13%。关键词 生产线平衡 人 -机操作分析 改进本文研究对象为从事手机组装的 S 制造企业。组装过程分为半制阶段 (SA 和成制阶段 (FA 。 半制阶段是完成 M/B和 L/B的组装, 成制阶段是将 M/B、 L/B以及其它零部件装配在一起。目前影响

2、 车间产能的主要工段为 L/B工段, 由于该工段工作 布置和工位分工不合理,降低了流水线的平衡率, 严重影响流水线的产能。在改善过程中对现有的或 拟议的加工、制造、装配、操作的方法进行系统的 记录和严格的考察,用作业测定技术来确定工人合 格的作业标准。1 L/ B生产工段现状调查车间内共有四条布置相同的流水线生产同一种 机型,每条流水线由 M/B工段、 L/B工段和 FA 工 段组成。总体布置可见图 1。 图 1 流水线总体布置图M/B工段和L /B工段的任务分别是将各种零 部件组成半成品,FA工段的任务是将两种半成品 M/B和 L/B再组装起来。 其中 M/B工段定员 30人, L/B工段定

3、员 24人, FA 生产工段定员 53人。 根据客户要求每天产能要达到 1600台,每天 工作 8 h,拟定生产线节拍为 16.5s 。FA和M /B的 生产节拍均能达到 16.5s ,但 L/B生产工段的平衡 时间为 18.5s ,影响整个生产线的产能。企业为了 完成任务常采用 L/B工段加班的方法来配合生产。 2 L/ B生产工段问题分析平衡生产线产能最重要的一项工作是收集各工 位的作业时间, 找出瓶颈。 L /B各工位的时间主要 采用秒表测时的办法来测定,对操作工人赋予5%的宽放。测定结果如表 1所示。表 1 L/ B 生产工段各工位作业时间表站点LB工位名称定员/人标准 时间 /s 0

4、1组装 Coaxial Cable,贴 Mylar02装 Speaker,预折 SPK03清洁 LCD TP FPC04目检 LCM05贴 2个导电泡棉于 LCM,并装 LCM module进 L/B06清洁灯上壳07装灯上壳磁铁和 BEZEL08装大 LCM 泡棉于灯上壳09组装 L/B Module进灯上壳10撕 SPK 背胶,贴 SPK 于灯上壳,组装灯上下壳11锁灯下壳螺丝12锁灯下壳自攻螺丝13放 Hinge 黑片,取装 Hinge 上下盖14上润滑油,穿 Coaxial Cable入 KEY 上壳15组装 Hinge16Hinge 转轴测试17漏油擦拭18Color LCM点亮测试

5、19外观检查,外观清洁20贴版本 Code 14.5利用表 1中的数据可计算出 L/B生产工段的生 产线平衡率为: 63式中: W 生产线平衡率; t 0 生产线节拍; t i 第 i 站的标准时间; s i 第 i 站的定员数; a 生产线总定员数。代入数值得生产线平衡率:W =345.1/(18. 5×24×100 %=77.7 %。 从计算结果可见生产线平衡率较低,有 22.3 % 的时间由于生产线不平衡而流失,另外瓶颈时间为 18.5s ,不能跟上 M/B工段和 FA 工段的生产节拍。从表 1可以看出, 站点 LB-03(18.5s 、 LB-08 (17.3s时间

6、都大于生产节拍, 与其他站点相差较大, 严重影响平衡率。如能将这两站点的时间降下来就 可以提高 L/B生产工段的产能,改善平衡率。对于标准时间较小的站点,在不影响产品质量 的情况下, 可以采用合并的原则。 如对 LB-18 Color LCM 点亮测试站点, 操作人员和测试仪器都有较大 的空闲时间。运用人机操作分析改善该站的作业, 可提高工人的工作效率。因半成品 M/B和 L/B要在 FA 工段进行组装, L/B经过最后一道工序后,经过人工搬运到 FA 工 段的第一个站点, 即从图 1中的 E 站点搬运到 F 站 点,搬运路线太长,布置明显不够合理。故M /B、 L /B、 FA 三个工段需重

7、新布局。3 L/ B生产工段优化设计和改善结果评价现根据 ECRS 原则、 5W1H 技术以及人 -机操作 分析对该工段进行优化改善。(1 合并站点 LB-03和 LB-04。 这一站点由 原来的两人做不同的工作改为两人一同做完清洁工 作后直接进行目检。改善前两站点作业时间分别为 18.5 s 和 12.5 s ,改善后为 16 s 与生产节拍接近。(2 LB-08站点工具改进。用 5W1H 技术分 析该站的动作,发现该站标准时间过长的原因在于 夹泡棉的镊子过大操作不方便影响了定位。改用另 一型号的塑料制成的镊子后定位准确率提高,作业 时间由原来的 17.3 s 改善为 16.3 s 。(3

8、将 LB-15、 LB-16和 LB-17三站合并为 两人操作。 合并前三站操作时间分别为:11 s 、 10 s 、 10 s ,合并后操作时间为 15 s 而且减少一名操作工。(4 改善站点 LB-18的操作方法 该站点有极大的闲置浪费,因为点亮测试有一个等待过程, 运用人 -机操作分析方法对该站点分析。 由原来的一 人操作一机改为一人操作两机,减少一个人力。改 进前的人机操作图见表 2。表 2 从表 2中可以看出,人的空闲时间为 16 s ,周期时间为 30 s 。人的负荷率 =14/30=46.7 %,机器空 闲时间为 4 s ,操作人员装卸共用时间 7 s 。一个操 作工人完全有能力

9、操作两台测试仪器。改进后一人 操作两机,人机操作图见表 3。改进后人的空闲时 间为 2 s , 总周期时间为 30 s 。 人的负荷率 =28/30=93.3 %,提高了一倍,测试仪器的利用率不变。(5 重新布局M /B、L /B和 FA 三个工段 改进后的流水线总体布置如图 2所示。图 2 改进后的流水线总体布置图M/B经过最后一道工序后放置于一小托盘内, 随着流水线的传送带移动。 L/B工段的最后一站为 贴版本 code , 操作人员贴完版本后将 L/B放到载有 M /B的小托盘内, 流至FA组装。 此项改进充分运 用了传送带的传输功能,提高了生产效率。0i it sW t = 64 表

10、3 改进后人机操作图 改善后其流程和标准作业时间如表 4所示。表 4 改进后 L/ B生产工段各工位作业时间表站点 LB 工位名称工位 定员 /人标准 时间 /s站点 LB工位名称工位 定员 /人标准 时间 /s01 组装 Coaxial Cable,贴 Mylar 锁灯下壳螺丝 02 装 Speaker, 预折 SPK 锁灯下壳自攻螺丝03 清洁 LCD TP FPC,目检 LCM 放 Hinge 黑片 , 取装 Hinge 上下盖 04 贴 2个导电泡棉于 LCM, 并装 LCM module进 L/B 05 清洁灯上壳13 上润滑油 ,穿 Coaxial Cable入 KEY 上壳 06

11、 装灯上壳磁铁和 BEZEL 07 装大 LCM 泡棉于灯上壳 14组装 Hinge, Hinge转轴测试 , 漏油擦拭08 组装 L/B Module进灯上壳 Color LCM点亮测试16外观检查 , 外观清洁 09撕 SPK 背胶 , 贴 SPK 于灯上壳 , 组装灯上下壳17贴版本 Code从表 4可知, 改进后L /B工段生产线平衡率:329.1/(16. 5×22×100 %=90.7 %,即由原来的 77.7 %提高为 90.7 %。L /B生产节拍由 18.5 s 减为 16.5 s , 生产能力提高了 12.1 %。 每条生产线减少 2人四条生产线共减少

12、8人。节约了人工成本。M /B、L /B和 FA 三个工段的重新优化布置, 使流程更加顺畅,更充分运用了设备和人力资源。 提高了效率,减低了成本。在企业中因为车间生产线设计不合理,导致了 生产效率低,严重影响了生产能力,并且增加了生产成本。用本工作研究的方法可以进行生产线的优 化设计,以达到利用有限的资源提高生产效率。参考文献1 范中志 , 张树武 , 孙义敏 . 基础工业工程 M. 北京:机械工业出版社 , 1994.2 郭伏 , 张国民 , 温婕 . 工作研究在轿车装配流水线能力平整中的应用 J. 工业工程与管理 , 2006.3 郭伏 , 张国民 . 工作研究在流水线平整中的应用 J. 工业工程与管理 , 2005. 生产线产能平衡改进研究作者:刘高坤 , 徐克林 , LIU Gaokun, XU Kelin作者单位:同济大学,机械工程学院,200092刊名:精密制造与自动化英文刊名:PRECISE MANUFACTURING & AUTOMATION年,卷(期:2009,""(1被引用次数:0次参考文献(3条1. 范中志 . 张