基于工業工程的滑塊裝配生產線的分析與改善

吳越強，陳 健

（揚州大學 機械工程學院，江蘇 揚州225127）

0 引言

某國內知名大型壓力機制造公司，中國機械500 強企業，其生產的壓力機用途廣泛，采用“多品種，少批量”生產方式。JZ21-45 型號的壓力機是該公司一款主打產品，市場份額穩定，需求量呈持續增長趨勢。為了提高產能，企業迫切需要對裝配線進行平衡優化。

在壓力機裝配車間中，滑塊部裝配是整個壓力機裝配過程中比較重要的部分。本文主要針對該公司滑塊裝配車間的生產線不平衡、生產設施布局規范化等方面，應用作業測定、“ECRS”原則、裝配線平衡和6S 活動等理論方法來解決搬運距離較長、空閑時間過多等問題。

1 裝配線生產現場現狀及問題分析

壓力機的滑塊裝配生產線主要負責油缸部裝與滑塊體的裝配。整個裝配線共有27 道工序，5 個工位完成，每一個工位安排一位工人負責，由5 個工人完成從油缸到滑塊體的所有裝配過程。由裝配工藝流程表1 可以看出：

（1）整條裝配線的平衡率=各工序時間總和/（最大工時工位數）=239.1/（18×27）=49.2%，裝配生產線的平衡率不到50%，平衡效果較差，存在大約51%的不平衡浪費的改善空間 。

（2）裝配生產線的實際生產節拍是18s，每天實際工作時間8 小時，設定工作利用系數為0.93，根據裝配線的理論產量計算公式：N=（T×η）/r=8×60×60×0.93÷18=1488（臺）。而客戶要求的日產量為1750臺[2]，明顯滿足不了需求。

（3）在改善前的工藝流程中，SA02、SA04、SA09、SA11、SA16、SA17、SA20 和SA22 均為搬運工序，顯而易見，搬運次數過多，既消耗了工人過多的體力，還降低了裝配線的運行效率。

另外，基于對滑塊裝配線的時間研究，利用柱狀圖的方式來分析每個工序的平衡狀況，由圖1 可見，除了搬運工序外，其他各個工序的裝配時間參差不齊，與最大工時之間的差距較大。

圖1 改善前裝配線平衡現狀柱狀圖

2 裝配生產線的改善措施

2.1 改善裝配線的平面布局

（1）油缸的擺放位置不太合理。在油缸上安裝起縫螺釘之前，需要用吹氣裝置對油缸表面進行去屑，但由于吹氣裝置是固定的，只能加長吹氣裝置的皮管，造成不必要的麻煩和浪費。改善方法：改變油缸的擺放位置，在油缸裝配前擺放在滑塊體與吹氣裝置的中間。這樣不僅可以減少浪費，還能縮短油缸到滑塊體的搬運距離。

（2）減少搬運次數。在工位S01 中，存在SA02和SA04 兩道搬運工序。根據觀察分析得出，改善方法：在油缸裝配前，密封圈、油缸、球頭座放置在同一處地方以減少搬運次數。改善后，不僅節省了時間，還能減輕工人的體力消耗、緩解疲勞。此種分析方法也適用于工位S02 中的SA16、SA17 以及工位S03的SA20、SA22。

表1 改善前裝配工藝流程

2.2 運用“ECRS”原則進行改善

通過對整個工藝流程進行研究分析，將改善重點集中在作業時間較短的工位上進行合并和重排。

重排：在工位S03 中，由于SA18 與SA19 不存在先后約束關系，以及作業順序調整后對其他工序的產品裝配沒有影響，所以可先將球頭軸銷與球形套安裝在球頭螺桿上，再將球頭螺桿安裝到滑塊體內。

合并：根據現場觀察發現O 形密封圈比較輕薄，安裝方便，所以其裝入油缸、連接套槽和端蓋所耗費的時間較少，與后一道工序合并后，既沒有影響其他工序的正常運行，也沒有成為瓶頸工序，所以可以合并工序SA06 與SA07，SA12 與SA13 以及SA21 與SA22。

同樣，由表1 可以分析出SA21 的工序時間為8s，SA23 的工序時間為7s。將其合并后總的工時為15s，沒有成為瓶頸工序，運行正常。

另外，SA15 和SA27 都是瓶頸工序，但發現這兩個工序都是為了檢查工位S02 與S03 是否符合裝配工藝要求，經過與員工的討論得知，檢查時間都可以縮短，由18s 減少至15s。

2.3 對現場車間進行6S管理

對于裝配車間的現場管理還存在一些問題：

（1）裝配車間沒有對物品進行分類，擺放地點不固定。在現場隨處可見輔助材料、半成品及工具等。

（2）地面上有許多廢棄的螺絲釘、屑料以及垃圾袋等，不僅影響地面整潔，還存在安全隱患。

針對以上情況，在車間實行6S管理活動，采取了下列措施：

（1）區分出車間里需要的與不需要的物品，確定所需物品數量。

（2）標明物品存放位置及存放數量。

（3）每天清掃工作環境，確保生產環境干凈、衛生。清掃過程中發現的問題要盡快解決。

（4）建立制度，并不定期對員工培訓，使員工養成每日清潔、清掃等工作習慣。

表2 改善后裝配工藝流程

3 改善后的效果評價

改善前后的數據比較如表3 所示。

表3 改善前后的數據對比

（1）由改善后的裝配線平衡線現狀柱形圖（圖2）可以看出，除搬運工序外，其他裝配工序都比較平衡，工藝安排時間比較合理。

（2）提高了裝配生產線的裝配效率。改善后裝配線平衡率[2]：

圖2 改善后裝配線平衡現狀柱形圖

與改善前的49.2%相比，提高了29.8%，降低了因工位不平衡所造成的浪費。

（3）縮短了裝配零部件的搬運距離和時間，通過對現場設施布局的改善，使裝配線流動更加流暢，運輸距離縮短了13m，時間節省了10.6s，降低了員工的勞動強度。

（4）增加了裝配生產過程的連續性和節奏性。重排了1 道工藝順序，將其中的8 道工序合并成4 道工序，讓工藝裝配線流程程序更加合理、科學。

（5）改善后整條裝配線的生產節拍由18s 減少到15s，由此滑塊部裝的裝配線產量為1786 臺，完全達到客戶要求，實現了改善目標。

4 結語

本文以滑塊部裝生產線為研究對象，針對所存在問題，運用方法研究、作業測定等進行分析、研究并改善，在少投入的前提下，達到了客戶目標需求，解決裝配線存在的瓶頸工位，提高了生產線的平衡率，提高了效率。

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