A公司機(jī)床墊鐵生產(chǎn)線平衡改善研究

摘 要：根據(jù)生產(chǎn)線平衡原理，以A公司機(jī)床墊鐵生產(chǎn)線為研究對象，以時(shí)間測定數(shù)值為依據(jù)，運(yùn)用“ECRS”改善四原則，結(jié)合生產(chǎn)線實(shí)際問題進(jìn)行系統(tǒng)分析，提出了可行的改進(jìn)方案，并對改進(jìn)前后的效果進(jìn)行對比，達(dá)到了提升產(chǎn)能、優(yōu)化生產(chǎn)線的目的。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線平衡 時(shí)間測定 時(shí)間測定 ECRS

一、引言

流水線是一種先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式，有利于提高生產(chǎn)率。流水線不平衡會(huì)出現(xiàn)阻塞、在制品過多和誤工誤時(shí)的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致生產(chǎn)率降低和生產(chǎn)組織失敗。A公司機(jī)床墊鐵加工生產(chǎn)線，多年未有實(shí)質(zhì)的優(yōu)化，生產(chǎn)效率低。本文通過對生產(chǎn)線的改善，達(dá)到提高產(chǎn)能的目的。對A公司提升行業(yè)內(nèi)知名度、穩(wěn)固行業(yè)內(nèi)地位具有重要的意義。

二、平衡原理與改善方法

生產(chǎn)過程中，若各工序的作業(yè)時(shí)間相差太大，就會(huì)造成作業(yè)工序短的工序出現(xiàn)等待現(xiàn)象，其間存在效率損失。當(dāng)工序之間的作業(yè)時(shí)間差距很小，生產(chǎn)中等待的時(shí)間較短，這時(shí)生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)線處于平衡狀態(tài)。

通過生產(chǎn)線平衡分析，以期達(dá)到以下目的：（1）縮短每一個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間，提高單位時(shí)間的產(chǎn)量；（2）減少工序之間的搬運(yùn)時(shí)間；（3）消除生產(chǎn)線中的瓶頸、阻滯和不勻等現(xiàn)象；（4）改善制造方法，使它適宜于新的流水作業(yè)。

在平衡生產(chǎn)線時(shí)，采用5W1H提問技術(shù)和ECRS分析原則進(jìn)行作業(yè)改善。對于耗時(shí)較長的工序，可采取措施：（1）分割作業(yè)，移動(dòng)一部分到耗時(shí)較短的工序；（2）利用工具或機(jī)械，改善作業(yè)縮短工時(shí)；（3）提高機(jī)械效率；（4）增加作業(yè)人員；（5）提高作業(yè)人員效率或機(jī)能。對于耗時(shí)較短的作業(yè)，可以采取的措施為：（1）分割作業(yè)，填充到其他耗時(shí)短的工序，取消本工序；（2）從耗時(shí)長的工序移一部分作業(yè)過來；（3）把耗時(shí)短的工序合并。

三、A公司機(jī)床墊鐵加工段生產(chǎn)線平衡分析

在A公司考察實(shí)習(xí)過程中，有目的觀察了A公司機(jī)床墊鐵生產(chǎn)線所在的車間，記錄下了A公司機(jī)床墊鐵的日生產(chǎn)數(shù)量、員工分配情況等相應(yīng)內(nèi)容，并通過時(shí)間測定，收集記錄了A公司機(jī)床墊鐵生產(chǎn)線的各工序的操作時(shí)間。

由于在此研究的是傳統(tǒng)機(jī)床加工車間的生產(chǎn)線，因此對于時(shí)間“瓶頸”的選擇，具體到某個(gè)詳細(xì)的作業(yè)元素并不是很恰當(dāng)，因此本文中，所有公式中涉及“瓶頸”時(shí)間的選項(xiàng)均是每個(gè)工作地點(diǎn)及為一個(gè)工位。在接下來的分析改善中，對工位中的工作元素進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到降低“瓶頸”時(shí)間的目的。

A公司實(shí)行8小時(shí)工作制，根據(jù)客戶需要，機(jī)床墊鐵生產(chǎn)線每天生產(chǎn)160件機(jī)床墊鐵，因此產(chǎn)距時(shí)間為：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出相應(yīng)的理論工位數(shù)：

畫優(yōu)先圖：通過實(shí)際觀察到，機(jī)床墊鐵生產(chǎn)中，幾乎所有的前一道作業(yè)元素就是后一元素的緊前元素，各作業(yè)元素之間相互聯(lián)系，不能獨(dú)立，因此優(yōu)先圖便是一個(gè)非網(wǎng)絡(luò)的流程圖：見圖3-1

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，依照生產(chǎn)線平衡的排程規(guī)則進(jìn)行排程。其規(guī)則為：

主規(guī)則：緊后工序數(shù)目最多的工作優(yōu)先安排。

附加規(guī)則：緊后工序數(shù)目相同的情況下，作業(yè)時(shí)間最長的任務(wù)優(yōu)先安排。

當(dāng)然，很多事情并不是絕對的，因此在排程過程中遵守的首要規(guī)則便是不能只依照上述的兩個(gè)規(guī)則，還需要注意生產(chǎn)線的先后流程順序，如果顛倒了流程順序，將造成搬運(yùn)路線的迂回，浪費(fèi)時(shí)間和資源，不僅不能達(dá)到預(yù)期的效果，還會(huì)適得其反，降低工作效率，產(chǎn)品生產(chǎn)周期增大。

因此，根據(jù)以上規(guī)則，我們將現(xiàn)行的A生產(chǎn)線排程如下

通過排程表，可以看出機(jī)床墊鐵生產(chǎn)線實(shí)際工作地點(diǎn)為4，即K=4，通過上述數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)線平衡率的計(jì)算

根據(jù)上述分析，我們可以得到圖3-2速度圖

通過速度圖，可以清楚的看到車床工位所用的時(shí)間最多，因此此工位為整個(gè)生產(chǎn)線的“時(shí)間瓶頸”工序。

四、改善方案

1.生產(chǎn)線平衡問題分析與改善。我們將遵從管理循環(huán)圖，具體有問題的發(fā)生、現(xiàn)狀分析、重點(diǎn)問題發(fā)現(xiàn)、改善方案的制作、改善方案的實(shí)施與評價(jià)、改善方案跟蹤和處置來進(jìn)行研究。

步驟一，問題的發(fā)生。經(jīng)歷數(shù)月的生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)車床工位時(shí)間一直維持在一個(gè)較高的位置。同時(shí)由于車床工位作為生產(chǎn)線中的第一個(gè)工位，它的進(jìn)度直接影響總的生產(chǎn)進(jìn)度。同時(shí)在車間實(shí)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)，車間有數(shù)量可觀的車床，可在生產(chǎn)機(jī)床墊鐵的時(shí)候，確總是只有一個(gè)人在工作，嚴(yán)重影響進(jìn)度。

步驟二，現(xiàn)狀分析與問題發(fā)現(xiàn)。通過步驟一的調(diào)查，找到了問題，為了進(jìn)一步說明現(xiàn)狀，對工位1進(jìn)行觀測，現(xiàn)制作車床工位的作業(yè)元素流程分析表（以人為核心），如下表4-1

根據(jù)上圖，運(yùn)用“5W1H”技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)待時(shí)間最長，能否降低等待時(shí)間是此次改善的關(guān)鍵。其次調(diào)整時(shí)間特別長，能否降低調(diào)整時(shí)間也是很重要的因素。

步驟三，改善方案。這9個(gè)工作元素是由1個(gè)操作者按照先后順序完成的，從現(xiàn)場實(shí)際情況可知，要從調(diào)高操作者的工時(shí)利用率達(dá)到改善的效果是非常有限的，因?yàn)?個(gè)工作元素都由人工完成，且短期內(nèi)熟練度不會(huì)得到太大的提升，同時(shí)這些操作很多都并不復(fù)雜，沒有必要通過增加昂貴的機(jī)械設(shè)備來減少工位工時(shí)。

因此對作業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)事求是的觀察、分析是十分必要的。如果不進(jìn)行深入的了解，就不能找到改善的辦法。在收集資料的時(shí)候不對現(xiàn)狀做任何評價(jià)。而在改善優(yōu)化的時(shí)候，運(yùn)用“ECRS原則”及“改善四原則”對現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查。

1.1取消。在車床加工過程中，涉及到移動(dòng)的作業(yè)元素有兩個(gè)，即作業(yè)元素1和9，通過實(shí)際觀察和同師傅的共同探討，可以去掉其中一個(gè)作業(yè)元素。在實(shí)際操作過程中，一頭一尾的搬運(yùn)完全可以同時(shí)進(jìn)行，因此只保留其中一個(gè)作業(yè)元素。

1.2合并。按需要同樣工具和機(jī)器的作業(yè)要素可分配在同一專用設(shè)備工序內(nèi)的原則與按作業(yè)要素相同或前后相近的應(yīng)盡量分配在同一工序的原則，可以將工序中的工作進(jìn)行科學(xué)合理的合并。

將作業(yè)元素8的工作地點(diǎn)轉(zhuǎn)移到臨時(shí)存放臺(tái)，和原有工序9同步進(jìn)行。這樣做的好處表面上無法縮短時(shí)間，但卻有效保證設(shè)備和安全和對后續(xù)的重排工序做了有力保證。因?yàn)樽鳂I(yè)元素8是對機(jī)床墊鐵的底邊通過銼子進(jìn)行平整，在對墊鐵銼的過程中，按原來的步驟，在卸下墊鐵立馬進(jìn)行的話，容易將銼下來的鐵屑無意中掉入車床中，況且鐵屑是導(dǎo)體，雖然每次掉入的不多，但積少成多，難以保證在長時(shí)間的使用過程，不對車床造成短路或者阻塞等影響，因此與后續(xù)作業(yè)元素合并，有效的避免的這一情況的發(fā)生。

1.3重排。“合并”也是為了重排做準(zhǔn)備，將作業(yè)元素8和9合并后的新作業(yè)元素（稱作作業(yè)元素8）移動(dòng)到作業(yè)元素5后進(jìn)行。原因是在整個(gè)車床工序過程中，機(jī)器運(yùn)行的時(shí)間占到整個(gè)作業(yè)時(shí)間的37.98%，況且這部分時(shí)間很難再進(jìn)行變動(dòng)，因此能在設(shè)備運(yùn)行的這段時(shí)間，將作業(yè)元素8同步進(jìn)行，不失為一個(gè)好的辦法。改善后的流程變?yōu)橄聢D4-1：

1.4簡化。其實(shí)在整個(gè)作業(yè)運(yùn)行中，在作業(yè)元素、操作中可以簡化的步驟并不是很多。但通過和師傅的共同探討，從原材料和基礎(chǔ)設(shè)備中解決。通過作業(yè)元素流程圖可以看到，調(diào)整所用時(shí)間非常長，通過詢問了解到，調(diào)整是要將原材料的放置在合適的位置，車出的機(jī)床墊鐵才符合要求。因此原材料顯得很重要，通過挑選，選出幾塊質(zhì)優(yōu)的機(jī)床墊鐵原材料，經(jīng)過測試后調(diào)整時(shí)間明顯減少，從62.24s降到54.75s。其次是臨時(shí)存放臺(tái)的高度問題，如下圖，過去的存放臺(tái)太低，工人師傅在搬運(yùn)過程中，雖然時(shí)間損失不多，但卻需要耗費(fèi)更多的體力，時(shí)間久后工作熱情必然降低，因此可改為1m高可移動(dòng)存放臺(tái)，同時(shí)由于是可移動(dòng)平臺(tái)，因此師傅在工作過程中移動(dòng)墊鐵的總體距離降低1m。如下圖4-2和4-3：

步驟四，改善方案的評價(jià)。根據(jù)優(yōu)化方案，得出下表結(jié)論。優(yōu)化前作業(yè)元素和優(yōu)化后作業(yè)元素相比，減少2個(gè)；作業(yè)時(shí)間則由原來246.13秒的將為218.36秒，降幅為百分之11.28%；搬運(yùn)距離由2.8m降低為1.8m，降幅為為百分之35.71%。操作人員，因?yàn)樵揪褪侵挥幸粋€(gè)人，在此沒有變動(dòng)。

步驟五，跟蹤和處理改善方案。至于優(yōu)化后很有可能出現(xiàn)新的問題，將對新方案的實(shí)施進(jìn)行跟蹤調(diào)查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不妥之處要及時(shí)、積極地加以改善，當(dāng)優(yōu)化方案得以完善和徹底地執(zhí)行，并顯現(xiàn)出來其效果后，就要把該作業(yè)操作進(jìn)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，使之長期執(zhí)行下去，使得優(yōu)化成果得到加強(qiáng)。

2.“瓶頸”和時(shí)間較短工作的優(yōu)化。通過觀察，我們可以看到優(yōu)化后的車床工序的時(shí)間相當(dāng)于后三個(gè)工序時(shí)間的總和，因此必須“縮短時(shí)間”的辦法。在加工車間現(xiàn)場，我們可以看到有許多閑置的車床。增加一臺(tái)車床的使用，此工序時(shí)間則直降降低百分之50%變?yōu)?09.18秒，與后序工序時(shí)間相當(dāng)，平衡了生產(chǎn)線。

生產(chǎn)線平衡除了優(yōu)化“瓶頸”外，另一項(xiàng)便是優(yōu)化時(shí)間較短的工序。鉆孔和攻絲均屬于時(shí)間較短的工序。在車間后序生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)攻絲師傅們招了一位徒弟，有效的輔助師傅們完成工作。在先前的攻絲作業(yè)中，只有一人進(jìn)行搬運(yùn)，現(xiàn)在兩個(gè)人搬運(yùn)，降低作業(yè)時(shí)間的同時(shí)，也避免疲勞，作業(yè)時(shí)間也從29.55秒降低到27.36秒。改善后的實(shí)物圖和改善后的流程圖分別為圖4-4和圖4-5

對于鉆孔工序，可以觀察到，機(jī)器運(yùn)行時(shí)間也是最長的，因此后續(xù)的檢測可以在機(jī)器運(yùn)行過程中進(jìn)行，搬運(yùn)可以和移動(dòng)到工作臺(tái)同時(shí)進(jìn)行，故合并這兩個(gè)作業(yè)元素，工序時(shí)間由75.85降到68.10秒。流程圖為圖4-6

最后發(fā)現(xiàn)攻絲和鉆孔工序時(shí)間相加只有97.65秒，也就說對于攻絲車位來說，空閑時(shí)間太高。因此，按照分割作業(yè)原則，將工序3的作業(yè)任務(wù)，交給工序4組來做。通過這樣的改善，工序3退下的這位師傅就可以幫工位1的師傅共同完成車床加工的任務(wù)。這樣就使三個(gè)工位的時(shí)間差距很小。

3.改善效果初評。通過排程原則，進(jìn)行新的排程，排程表如下表4-3

由改善后的排程表可知，實(shí)際工位K=3，改善后的效率為：

改善后的效率較之前提高49%，使用每日最大產(chǎn)出這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量這個(gè)新的生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力：

依據(jù)新的日最大產(chǎn)出，較之前的生產(chǎn)能力有了很大的提高。

五、結(jié)語

本文是運(yùn)用生產(chǎn)線平衡知識(shí)對機(jī)床墊鐵加工生產(chǎn)線進(jìn)行改善。首先，分析機(jī)床墊鐵加工生產(chǎn)線的具體流程，測出各個(gè)工序的具體數(shù)據(jù)；其次通過“5W1H”分析問題，運(yùn)用“ECRS”進(jìn)行流程再造；然后對“瓶頸”和時(shí)間較短工序進(jìn)行再優(yōu)化改善；最后進(jìn)行改善分析比較。深入現(xiàn)場，獲得原始數(shù)據(jù)，解析事件細(xì)節(jié)，建立起有序解決問題的方法體系是本文所要表達(dá)的重點(diǎn)，也是解決問題的有效方法。

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