基于工作研究的包裝生產線優(yōu)化研究

吳潔瓊 蔣建洪

摘要：運用工作研究方法對某藥品生產廠的貼膏包裝生產線進行分析和研究。通過生產線作業(yè)現(xiàn)場數據的收集和記錄，應用工時測定、程序分析、操作分析、動作分析、瓶頸工序改善、生產線布局調整等方法實現(xiàn)了在不增人員的情況下縮短生產線周期時間16.17%，生產線平衡率提升10.4%，每小時產能提升了700PCS，并減輕了操作人員勞動強度。

Abstract： A work study method is used to analysis and optimize packaging line of a pharmaceutical factory， with the dada collected from working site observation， stopwatch measurement， program analysis， operation analysis， motion analysis， improvement of bottleneck， adjustment of production line layout and its causes. Without adding operators， the production cycle time was reduced by 16.17%， the line balancing rate promotes by 10.4%， per hour capacity increases 700PCS and reduced operator labor intensity.

關鍵詞：工作研究；瓶頸工序改善；生產線平衡

Key words： work study；improvement of bottleneck；line balancing

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）17-0276-03

0 引言

近年來，在國家醫(yī)藥改革政策下，老齡化社會到來的環(huán)境下，藥品需求規(guī)模不斷擴大，未來我國醫(yī)藥行業(yè)在國民經濟中的地位將進一步提高[1]。隨著國內制藥企業(yè)的快速發(fā)展，A公司快速上升時期疏忽的許多問題就暴露出來，如車間布局不科學、物流路徑混亂、工序生產能力差別大、生產過程中浪費環(huán)節(jié)多等。解決此類問題一般通過兩種途徑，一是重新規(guī)劃布置，包括投入自動化設備、引進ERP系統(tǒng)、培訓人員等；另一種方式是通過工業(yè)工程技術加以解決[2]。而工作研究是工業(yè)工程的核心和基礎，在只需要較少投資或不需要投資的情況下，通過優(yōu)化作業(yè)流程和改進操作方法，實行合理的工作定額，降低成本，提高企業(yè)的生產效率和效益[3-4]。

本文以一家制藥企業(yè)的包裝生產線為研究對象，運用工作研究的程序分析、操作分析、動作分析及作業(yè)測定等技術對生產線進行改進優(yōu)化，達到提高生產線平衡率、縮短周期時間、提升產能和減輕操作人員勞動強度的目的。

1 生產線現(xiàn)狀與問題分析

1.1 生產線作業(yè)流程現(xiàn)狀

A公司始建于1952年，是廣西重點醫(yī)藥企業(yè)、國內最大的外用貼膏藥品生產企業(yè)，在骨科領域擁有系列化的產品和領先的品牌。公司目前主營擦劑、酊劑、軟膏、貼膏等外用藥品及醫(yī)療器械產品。

經過六十五年的發(fā)展，公司營業(yè)額從每年幾百萬元發(fā)展到數億元人民幣，市場需求不斷增加。但是，貼膏藥品的最后工序——貼膏包裝工序，多年來一直采用手工包裝的傳統(tǒng)方法，包裝速度無法與前期膏藥提取、制膏、涂布速度相匹配，嚴重制約了公司產品的正常銷售和快速發(fā)展。根據訂單需求預測，到2018年包裝工序每日需交付45000盒，而現(xiàn)階段包裝工序每日生產量約39000盒，缺口達到15.4%。面對巨大的產能與需求差距，包裝生產線生產效率提升成為企業(yè)發(fā)展的迫切需要。

公司的包裝流水線分為內包裝與外包裝兩部分，內、外包裝均為單道工序的多人獨立作業(yè)[5]。根據《藥品生產質量管理規(guī)范》對藥品包裝的相關規(guī)定，公司對內包裝和外包裝用玻璃墻進行隔離，內包裝區(qū)域對外包裝區(qū)域呈正壓差，避免低潔凈級別區(qū)域空氣向高潔凈級別區(qū)域流動。包裝好的內袋僅通過流水線傳送至外包區(qū)域，避免人員、物料的迂回往返導致交叉污染。

包裝生產線共有5個工序，分別為貼膏裝入內袋（工序1）、內袋封口（工序2）、內袋裝盒（工序3）、三維塑封（工序4）和裝箱（工序5），生產線各工序的位置分布如圖1所示。其中，外包裝區(qū)域是雙層流水線，內袋裝盒的操作人員從下層流水線拿取已封口的內袋，包裝好的盒子約25～30個時，操作人員將小盒對齊整理放至上層流水線，運送至工序4進行三維塑封。

在生產現(xiàn)場觀察過程中，采用秒表測時法[6]作為測定方法對各個工序的工時進行測量。首先選取作業(yè)水平中等偏上的操作人員作為觀測對象，通過連續(xù)測時的方法對各工序進行作業(yè)時間測量，采用三倍標準差法剔除數據中的異常值后計算觀測時間的平均值；再根據各工序的實際情況確定寬放工時，計算出各工序的工位標準工時；最后根據各工序配置的人員數量，計算出節(jié)拍時間。

1.2 生產線問題分析

根據工作研究的相關方法，計算生產線各項指標，結合包裝線實地觀察，發(fā)現(xiàn)生產中存在的兩個關鍵問題。

1.2.1 各工序生產能力不匹配，生產線不平衡

由表1可知，瓶頸工序節(jié)拍時間C.Tmax為0.79s，是生產線中耗時最長的作業(yè)工序的節(jié)拍時間，即生產線周期時間[7]。

根據訂單需求和每班實際作業(yè)時間（9h），計算出在滿足訂單需求的情況下包裝生產線的理論節(jié)拍時間（Taking Time，TT）[8]。TT=日實際工作時間×良品率/日目標產量=9×3600×0.95/45000=0.68s。

各工序節(jié)拍時間均與理論節(jié)拍時間存在較大差異，并存在明顯的瓶頸工序，導致線上各項作業(yè)不能同步進行，工人和設備無法有效利用，浪費大量的人力、物力。

生產線平衡率=[各工序時間總和/（瓶頸時間×共序數）]×100%=[3.15/（0.79×5）]×100%=79.7%。

1.2.2 流水線平面布局不合理

目前貼膏裝入內袋、內袋裝盒工位的操作人員與傳送帶為側位方式，操作人員拿取物料需要側身、彎腰、大臂伸直，動作幅度大，容易疲勞，不符合動作經濟原則。

2 生產線優(yōu)化過程

根據包裝生產線存在的問題，運用工作研究的相關方法，從時間研究、動作經濟原則、生產線布局調整等方面對包裝線進行改善，達到提高生產線平衡率、提升產能的最終目的。

2.1 對貼膏裝入內袋和內袋裝盒工序進行改善

由于貼膏裝入內袋與內袋裝盒工序節(jié)拍時間大于目標理論節(jié)拍時間，因此將這兩個工序作為改善重點。貼膏裝入內袋和內袋裝盒工序為純手工作業(yè)，所以在改善技術上優(yōu)先采取動作分析，研究并減少、消除操作人員各種動作的浪費，縮短作業(yè)時間，使操作更加輕松有效，提高工作效率。采用影像分析法，對動作進行拆分和記錄。

動作時間研究如表2所示，并將每個動作的操作時間平均到每盒，以便進行分析對比。

以減少動作的數量、雙手同時進行動作、縮短動作的距離、輕松動作這四條動作經濟原則[9]為基準，對貼膏裝入內袋和內袋裝盒工序做了以下改善。

2.1.1 貼膏裝入內袋工序用橋式操作臺縮短動作范圍

改善前操作臺與傳送帶成直角，操作人員與傳送帶為側位方式，每次將裝滿內袋的托盤放至傳送帶需要側身并伸長手臂，伸手距離為60cm，超過了人體正常作業(yè)范圍。改善方案將操作臺設置在傳送帶上，操作臺面開一槽剛好能放下內袋，這樣，裝好的內袋直接落入傳送帶，縮短了動作范圍，而且將彎腰動作及大臂盡量伸直的動作改為只使用手腕與手肘就能輕松作業(yè)。

2.1.2 內袋裝盒工序用面對傳送帶操作臺減小動作幅度

改變內袋裝盒工位布置，使操作人員與傳送帶的側位方式變?yōu)槊鎸魉蛶В苊獠僮魅藛T拿取內袋、將盒子放至傳送帶時來回轉動身體并伸長手臂，造成身體疲勞。原操作臺過寬，既占據作業(yè)現(xiàn)場面積，又要增加作業(yè)動作。根據操作需求改變操作臺后，縮窄作業(yè)區(qū)域，以防止動作不合理性和浪費。

2.1.3 內袋裝盒工序設計齊盒工裝減少動作數

改善前，裝盒人員把包裝好的盒子堆疊在操作臺的右上角，盒子約25～30個時將小盒對齊整理放至上層流水線。操作人員在疊放小盒的過程中，需要眼部的注意力，而眼的活動過于頻繁，會導致動作的遲疑和延緩。

改善方案為，在操作臺右邊加裝一個凹形架子，操作者只需伸手10cm把盒子放入架子口中，盒子即順著架子四周整齊堆疊。將盒子放置傳送帶前也省去了對齊整理盒子的動作。

由于貼膏裝入內袋工序使用橋式操作臺，每次裝好的內袋直接落入傳送帶，因此將整理內袋的動作轉移到封口工序，改善后三個工序的動作時間研究如表3所示。

對比優(yōu)化前后的情況可知，貼膏裝入內袋工序操作數減少了3個，時間減少0.9s；內袋封口工序時間增多0.16s；內袋裝盒工序時間減少0.75s。

2.2 人員配置調整與節(jié)拍設定

操作人員作為生產線中最活躍的影響因素，人員的配置情況決定了生產線的生產效率。在企業(yè)中，如何分配工人到不同的工作站以獲得生產線的最高效率、降低人力總成本成為提高生產線平衡率的關鍵[10]。

以理論節(jié)拍TT=0.68s為參考時間，進行人員配置調整，通過改變各工序作業(yè)人數，縮小各工序節(jié)拍差異，提升生產線平衡率，使生產線上的機器和作業(yè)人員得到充分合理的利用。人員配置調整后的情況見表4所示。

3 生產線優(yōu)化效果評價

本文運用工作研究方法，對包裝生產線進行改善優(yōu)化，在不增加操作人員的情況下，縮短生產線周期時間，實現(xiàn)了生產線平衡率和產能的提升，改善效果如下。

①包裝生產線平衡率由79.7%提升至90.1%。

②日產能由38961PCS提升至45261PCS，產能增多6300PCS，提升了16.17%，滿足了A公司的訂單交付需求。

③通過工位的改變、設置齊盒工裝，縮短了動作范圍，減小動作幅度、減少動作數，使操作更輕松快捷，同時提高了包裝效率。

4 結語

運用工作研究技術對A公司包裝生產線進行優(yōu)化，在生產線工位設置、工裝的設計和人員配比三個方面提出了改善方案。生產線優(yōu)化內容主要包括：①運用作業(yè)測定，分析包裝生產線現(xiàn)狀，提出需要改善的關鍵問題。②針對節(jié)拍時間大于目標理論節(jié)拍時間的工序，基于動作經濟原則進行改善。③以目標理論節(jié)拍時間為基準，進行人員配置調整與節(jié)拍設定。④優(yōu)化后的生產線，生產線周期時間縮短了16.17%，生產線平衡率提升10%，每小時產能提升了700PCS，并減輕了操作人員勞動強度。本文所采用的方法簡單實用，同類企業(yè)可借鑒掌握，以達到提高人員利用率和提升產能的目的。

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