手電鉆裝配單一品種流水線的平衡設計

賈舒媛

摘要：在深入調研的基礎上，采用minitab對實測數據進行處理，發現手電鉆裝配線存在的不平衡問題，應用工業工程法對裝配線的流程程序進行優化重組，應用裝配線平衡法對該裝配線進行平衡設計，改變了此裝配線生產布局的不合理性，提高了裝配線平衡率和生產效率。

Abstract： On the basis of thorough investigation， this paper uses minitab to handle the measured data， and found out the unbalanced problem of the present situation of drill assembly line， then uses the application of industrial engineering methods to optimize the process procedure of assembly line， and the application of assembly line balancing method was used to design the balance of the assembly line， and then the unreasonable production layout of the assembly line has been changed， and the assembly line balancing rate and production efficiency have been improved.

關鍵詞：工業工程法；生產布局；裝配線平衡

Key words： industrial engineering；operating distribution；assembly-line balancing

中圖分類號：TH181 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）03-0230-02

1 背景介紹

浙江某機電有限公司生產各種電動工具銷往國內外，手電鉆是該部門的主打產品。本論文將以該企業TX109型號手電鉆的裝配作業線作為研究對象，對該裝配線進行平衡設計。該裝配線由一個U型排布的裝配工作臺和相應的工人組成，日生產計劃為400臺，一天工作8小時。裝配線共設有14個工位，每個工位上安排一位工人，完成相應裝配任務。通過實測發現，該裝配線的裝配工序共有57道，各工序基本由手工操作完成、只有兩個工序由機器操作，各工序的前后順序要求嚴格且已基本固定。為企業生產考慮，本文僅以代號表示各工位具體作業內容，但不影響本文研究。

2 現裝配線問題分析

手電鉆裝配線的現有裝配工位為14個，應用歸零測試法對每個工位的作業時間進行測量，每個工位測量30組數據，并用minitab進行數據分析[1]。下面以工位2為例，介紹分析過程。

剔除異常值：

將工位2的30組測時數據導入minitab軟件中進行處理，處理步驟為“統計〉控制圖〉單值的變量控制〉單值”，其輸出結果如圖1所示。從圖1可以清晰地看見該工位的測量時間的上下三倍標準差界限、均值，沒有超出界限的點表明本工序觀測時間無異常值。采用同樣方法對其他工位進行逐一分析，得出各工位作業時間的均值?？紤]到工人均是熟練工，故評定系數取1，寬放率取10%，計算得到各工位的標準時間[2]，結果如表1所示。

考慮到該裝配線上各裝配順序和具體操作已基本固定，通過對實測數據進行分析發現各工位間存在操作時間差異大、生產不平衡現象。表1可清晰地看出各工位之間的操作時間極不平衡。各工位分配的作業不均等，作業時間相差大，造成部分工位工人忙碌，部分工位卻存在等待的浪費[3]。

3 裝配線平衡設計與評價

3.1 裝配線平衡設計

①計算標準作業時間。運用5W1H提問技術、ECRS原則進行提問分析，對現有裝配線進行優化設計，對機器設備進行更換、重新布置，可消除一些移動、檢查、附加動作。經過對生產布局與流程優化前后對比，原裝配線裝配工序由57道減少至53道，運用歸零測試法對優化后的53道工序進行作業時間測量，并用minitab進行數據分析，得到各工序的標準作業時間如表2所示[1]。②繪制裝配網絡圖。裝配網絡圖是執行每個作業單元可能順序的一種直觀表示方式，它表達了裝配過程的可能步驟及各步驟之間的內在邏輯關系，網絡圖上作業單元間的先后順序關系可以看作為一種前接和后接關系。根據各作業單元次序優化表得出裝配網絡圖如圖2所示[4]。③計算節拍。節拍r=計劃期內有效工作時間/計劃期內應完成產品產量=8*60*60/400=72s/臺。④計算最少工作地數[5]。工作地數越少，工作地上的負荷越飽滿，生產線的利用效率或負荷率也就越高。最少工作地數的計算公式如下：S=[T/r]式中S為最少工作地數；T為裝配網絡圖上所有作業時間之和；r為生產節拍。S=[796.07/72]=12。⑤作業分配[6]。作業分配的規則如下：1）不違反作業的先后順序；2）各工作地的單件作業時間不大于生產節拍；3）先分配后續作業多的作業；4）先分配后續作業時間長的作業。分配結果如表3所示。根據裝配線平衡設計后的工位由原來的14個變為12個。

3.2 裝配線平衡設計評價

根據表3裝配線平衡過程，可得出各工位的操作時間與空閑時間，如表4所示。

裝配線平衡率K=裝配線上各作業時間之和/（實際工作地數N*節拍r）x100%=799/（12*72）x100%=92.48%。經過對手電鉆裝配線進行生產線平衡，配線上各工位大體達到平衡，達到了預定的提高生產率和資源利用率的效果。

4 總結

通過優化重組與平衡設計，平衡后裝配線取得良好的效果，在不增加工人的基礎上，提高的生產效率。裝配線的生產布局進行調整，改善后的生產布局消除了原裝配過程中的搬運、移動動作，使生產現場整潔有序。裝配線的工位數由原來的14個減少到12個，節省了生產線的占地面積，在不影響工藝流程的基礎上改變出油機的類型、調整某些裝配工序的順序，改善了裝配流程，使得裝配周期減短，改善后各工位的作業時間趨于一致，消除了改善前不平衡作業的現象。

參考文獻：

[1]齊二石等編著.現代工業工程與管理[M].天津：天津大學出版社，2007.

[2]易樹平，郭伏.基礎工業工程[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]張群，李鐵克，等.生產運作與管理[M].北京：機械工業出版社，2015.

[4]趙燕春.基于仿真的裝配線平衡方法研究及運用[D].上海交通大學，2012.

[5]韓勤.揚柴公司4102裝配線精益生產應用研究[D].南京理工大學，2008.

[6]楊曉山，陳杰.北方天鳥某裝配線平衡設計與改善研究[D].南京理工大學，2014.endprint