模塊化褲裝縫制流水線的優化設計

劉立枝，閆亦農，雒彬鈺，肖麗瑤

(內蒙古工業大學 輕工與紡織學院，內蒙古 呼和浩特 010080)

模塊化服裝生產縫制流水線是一種新型、快速反應的生產組織形式，適用于多品種、小批量生產，可滿足換款快、生產高效的市場需求[1-2]。目前，關于服裝模塊化的研究已取得了一定的成果。在服裝設計方面，胡訊[3]、周海媚等[4]提出了將復雜零散設計過程簡單化的方法，尋求一定的次序性、規律性，驗證了服裝模塊化設計的優越性與可行性，為智能化服裝設計提供理論支持。閆星宇[5]基于模塊化理論，分析了快時尚品牌的模塊化組織模式和運作機制，運用模塊化設計快速微創新，實現了時尚產品低價、快速面市的目標。劉立枝等[6]、李克兢等[7]、蘇軍強等[8]通過建立服裝快速反應系統，將服裝分為3個模塊，實現了服裝生產設計的快速反應，闡述了基于模塊化思想的服裝智能傳輸系統的開發思路。此外，基于模塊化的服裝計算機系統使大規模生產質量得到了有效的保證。朱碧空等[9]、鄭艷等[10]、劉紅曉[11]比較了模塊化生產同傳統柔性制造模式的優勢，設計了快速反應生產流水線，提高了生產效率。上述研究從不同角度對模塊化在服裝上的應用進行了研究，但在縫制生產線優化方面的研究尚不充分。

充分發揮服裝縫制流水線模塊化編制的優勢、高效地組織縫制生產，是服裝生產中的一個關鍵問題。本文對女休閑褲縫制流水線進行優化設計，有效提高了服裝流水線的生產效率。

1 縫制流水線平衡評價指標

縫制流水線平衡評價指標是評價服裝企業生產流水線生產工序是否達到優化、人員是否得到最佳配置的重要指標[12]。平均流水節拍、工作地數量、編制效率和均衡指數是生產流水線平衡的4項重要評價指標[13-14]。通過對生產流水線的具體分析，得到各流水線平衡度評價指標公式：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：N為加工作業的總數量，件；T為日作業時間，s；Q為日產量，件；T′ 為單件流水作業總時間，s;ti為第i道工序作業時間，s；S.P.T.為理論平均節拍，s；S.P.T.i為瓶頸工序節拍；Wmin為最小工作地數；η為編制效率，%；SI為均衡指數。

2 縫制工藝信息及模塊劃分

2.1 款式信息及工藝信息

圖1 女休閑褲款式圖

女休閑褲款式圖見圖1。該款女休閑褲是寬筒平腳褲，右前片有7道褶；左、右后片各有2個省；前門襟裝有拉鏈。制作此款女休閑褲共有34道工序，由已知的褲裝生產工序和實地測定的工序時間，繪制出女休閑褲工藝流程圖，見圖2。

圖2 女休閑褲工藝流程圖

服裝生產工序的編制對服裝流水線的連續性、節奏性以及工廠每日產量有很大的影響。在服裝企業實際生產過程中，服裝流水線平衡性越好，其生產效率越高，即流水線工序編制效率越高越有利于生產。通常流水線的編制效率達到85%以上時，才能投入生產。

2.2 女休閑褲模塊化劃分過程

服裝的模塊化縫制生產即1件服裝加工過程形成一個完整的系統，在系統下又分出許多獨立的模塊。本文根據服裝縫制作業類型多、縫制工序編排復雜的特點，以規則模塊劃分方法作為理論依據，設定服裝模塊劃分規則為：①獨立部件中的工序與其他工序劃分到不同模塊；②根據服裝模塊化生產要求，每個模塊內至少有2個以上工位才可成為單獨模塊。依據基于規則模塊劃分方法的女休閑褲生產工藝流程圖，將女休閑褲進行劃分，劃分后的女休閑褲工序工時見表1。

表1 女休閑褲工序工時

注：P為平縫作業；S為手工作業；T為特殊作業；B為包縫作業。下同。

由表1計算出模塊1、模塊2、連接模塊的作業時間分別為556、347、1 276 s，此外，已知日產量為235件，日作業時間為8 h，工序工時已包含縫制作業富余時間，依據式(1)可知理論平均節拍S.P.T.=T/Q=28 800 s/235=122.6 s，由式(2)可知最小工作地Wmin=2 183/122.6+1=18，根據作業人員數計算出實際平均節拍S.P.T.=T′/18=121 s。已知節拍界限為(L.P.T.，U.P.T.)，其中L.P.T.=2S.P.T.-U.P.T.，U.P.T.=S.P.T. / 0.95。同理計算得到，女休閑褲各模塊編制信息，見表2。

表2 女休閑褲各模塊編制信息

3 女休閑褲模塊化流水線優化設計

本文通過對女休閑褲縫制工藝進行模塊化劃分，各個模塊工序進行重新編排和組合，并對其進行流水線編制，以達到提高生產效率和生產靈活性的目的。

3.1 模塊內工序優化原則

服裝模塊化編制方法與服裝大流水線的編制方法既一致又存在不同。對模塊化編制方法進行細致分析方法如下：

①在同一模塊內，存在需要組合或拆分后重組的工序在同一部件且不是并列工序時，若滿足工序序號大小關系可直接進行組合或者拆分后重組。同時，工序的加工順序須按工序序號由小到大進行。

②在同一模塊內，需要組合或拆分后重組的工序在同一部件內存在并列關系時，并列工序可不遵循序號大小關系，與其他工序進行組合排列。如在連接模塊中29、30、31號工序屬并列工序，在30號工序未排列的前提下，31號工序可與26、27號工序進行組合。

③當同一模塊內存在不同部件時，不僅要滿足同一部件內工序序號的大小關系，還應滿足各部件之間的生產順序。如在部件模塊1中如果前片中1號工序尚未作業，則2號工序不能與后片中的6號工序進行組合。

3.2 模塊化優化過程及結果分析

根據服裝模塊化優化原則，對該款女休閑褲生產工序進行優化編排和重新組合，進而對其進行模塊化編制，女休閑褲縫制流水線工序編制表見表3。

根據式(3)(4)計算出各模塊的編制效率及均衡指數，女休閑褲模塊1的編制效率為94.1%，均衡指數為4.58；模塊2的編制效率為98.3%，均衡指數為3；連接模塊的編制效率為95.5%，均衡指數為2.83。繪制各個模塊的編制效率關系圖，如圖3所示。

表3 女休閑褲縫制流水線工序編制表

注：1/3、2/3、1/2代表該工序的部分時長。

圖3 各個模塊編制效率關系圖

4 結束語

本文通過對女休閑褲縫制流水線進行模塊化劃分，并進行模塊內工序的優化編制，最終實現縫制流水線的模塊化編制，得出：①模塊化劃分增加了服裝縫制生產的靈活性，有效避免了半成品的堆積現象；②有效提高了企業員工的互助性，加強了員工間的溝通與交流，使產品互檢變得常態化，間接的提高產品質量；③運用模塊化生產方式對女休閑褲進行縫制流水線編制，各模塊編制效率相差不大且均遠高于85%，滿足服裝企業精益化生產的要求，符合現階段“多品種、小批量”的市場需求。