基于ED仿真的某裝配生產線布局優化研究

陳詩穎 張琪 潘濤 徐小嬌 林玉瑩

摘 要：通過對某接線板裝配生產線布局的分析，發現其工序安排不合理、空間分配不合理和設備擺放不符合人因等問題。運用5W1H和ECRS方法對該裝配生產線的工序流程，人員空間布局，作業工具及配件的空間布局進行了改善。運用ED仿真軟件針對此裝配生產線的布局進行仿真優化，可減少該流水線的作業人員，降低用工成本，縮短生產線長度及作業時間，提高作業效率。

關鍵詞：ED仿真；生產線；布局優化

中圖分類號： TH16 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-147-2

0 引言

生產線的合理布局能較好地響應精益化大批量生產、JIT、敏捷制造、成組技術等思想，同時消除由于建設時期對企業發展戰略和產能規劃預想不足，整體物流規劃、產線布局考慮不完善而導致的半成品、成品、配件等隨意擺放的現象。實現生產線合理布局，不僅有助于合理利用空間、人力、物力，降低企業成本，還能提高企業生產效率，保證產品質量與穩定性。某新型接線板裝配生產線是傳統的直線型流水線作業，通過程序分析、作業分析及作業空間分析，發現其在工藝流程、空間布局和物件擺放等方面存在問題，影響作業效率。運用基本改善方法，提出合理的優化方法并運用ED 仿真軟件進行可行性分析，從而達到合理利用空間，節約人力物力的改善目的。

1 裝配生產線布局現狀及存在問題

1.1 接線板裝配生產線布局現狀

本次研究的新型接線板共有三條流水式手工組裝生產線，每條生產線有18名作業員工，較其他生產線，它的生產能力較低。因此選擇該產品的新型接線板裝配生產線（JR）為研究對象并進行研究改善。

其裝配流程包括以下工序：①開關點焊電源線；②開關電源線組件銅片點焊；③銅片焊接LED燈；④底座裝銅片和開關；⑤上蓋裝保護門；⑥理線和盒蓋；⑦打螺絲（6個）；⑧檢查外觀并貼合格標簽；⑨裝下裝飾條；⑩耐壓測試；11接地電阻導通測試；12裝上裝飾條；13裝電源插座保護套；14最終檢查并貼標簽；15裝袋封口；16裝箱封箱。共由16道工序組成，作業人數需18人，共耗時290.90S。其中工序4需要附加件銅片和開關，工序7需要附件螺絲，工序9和12需要附件裝飾條，工序8和14需要合格標簽。每道工序間為傳統直線型流水線作業，通過采集每道工序的作業用時發現，在作業過程中存在等待空閑和緊張作業的工序，流水線存在不平衡。裝配生產線布局規劃現狀圖如圖1所示。

1.2 接線板裝配生產線布局存在問題分析

針對該裝配流水線的裝配流程、工位大小位置、工人作業方式等，結合裝配生產線布局現狀圖，運用程序分析、操作分析、動作分析、布局分析和模特分析等發現主要存在以下幾點問題：

①接線板裝配生產線工序安排存在不合理。

部分工序作業壓力大，部分作業空閑。裝下裝飾條和裝電源插座保護套這兩個工序的作業時間明顯短于平均作業時間。

由圖1可以看出工序2、3、4之間沒有遵循最短路徑原則，形成了工件的逆流。

②接線板裝配生產線空間分配存在不合理。

作業人員空間分配不均，個別工位距離間隔特別大，個別工位距離間隔特別小，沒有實現標準化。

配件工具的擺放位置占據空間過大，雖然不影響作業，但是形成浪費。

③接線板裝配生產線擺放沒有符合人因。

工序6作業過程中使用的插座蓋自帶包裝殼，出于回收思想，在作業人員的右側放置垃圾袋。但每次將包裝殼丟進垃圾袋中都需要一手將袋口打開，一手丟入，既浪費時間，也使作業人員易產生疲勞感。

2 裝配生產線布局的改善

2.1 裝配工序流程改善

運用5W1H和ECRS思想對該裝配生產線的工序流程進行改善。通過5W1H逐一對生產流程各個步驟進行分析，結合ECRS進行必要優化，改善后裝配生產線布局圖如下圖2。

工序9、10和工序12、13的作業時間較短，作業方式簡單不會互相產生干擾，可以合并為一個作業，既平衡生產線，又節約人力成本。

2.2 裝配生產線人員空間布局

運用模特分析法以及作業空間分析，將工位距離標準化，使作業空間既不會太狹小導致設備位置不好，流水線作業過程中作業不便，又不會浪費作業空間。

在合理分配流水線作業空間后，流水線上有足夠的空間將工序3的作業位置放于流水線上。這樣既避免了工序2、3、4形成的流水線逆流現象，也有效的減少工位3在流水線外側所占用的空間。

2.3 裝配生產線作業工具及配件的空間布局

在安排好作業人員位置以后，根據模特作業分析法，將作業動作分解。根據作業方式最輕松、作業距離最短、作業范圍最小的原則，合理擺放作業工具，并采用器具上掛的方式，方便作業也節約空間。

改進工序6中的垃圾袋，將其敞口設置改為固定開口，將雙手作業變成輕松的單手操作。

2.4 裝配生產線布局改善方案可行性分析

在確立改善方案以后，為確保方案的可行性與合理性，借助Enterprise Dynamics（ED）仿真軟件，對改善方案進行模擬仿真。仿真模型建立如下圖3所示。

通過ED仿真，減少人力、時間、資金的浪費，提高生產效率，節約運行周期以及縮短決策時間。仿真在企業設施規劃中扮演著越來越重要的角色，也正是用這種虛擬手段，更直觀地反應改善方案的可行性。

3 結語

通過對新型接線板裝配生產線（JR）布局的改善結合ED仿真軟件的可行性分析，可減少該流水線的作業人員2名，降低用工成本；將原長為18米的生產線縮短為16米并且解決生產線中存在的逆流；縮短流水線作業時間20秒，可提高該裝配生產線的作業效率。

參 考 文 獻

[1] 龔全勝，李世其.基于虛擬仿真的制造系統布局設計[J].機械科學與技術，2004，23（7）：857-859.

[2] 桑紅燕，潘全科，潘玉霞，等.求解批量流水線調度問題的離散差分進化算法[J].計算機仿真，2010，27（7）：292-295.

[3] 蔡臨寧.物流系統規劃—建模及實例分析[M].北京：機械工業出版社，2008.

[4] 盧海洋，栗繼祖.工業工程在F公司生產線平衡中的應用[J].物流技術，2014，12（03）：295-299.

[5] 胡佩佩，汪馮君，彭飛飛，等.基于Enterprise Dynamics軟件的浴霸裝配線平衡研究[J].科技視界，2014（1）：40-41.