运用IE技术降低转向节的标准工时

王疆 ，张彦如，王旭

（1.安徽合力股份有限公司 安庆车桥厂，安徽 安庆 246001；2.合肥工业大学 机械与汽车工程学院，合肥 230009）

1 引言

随着科学技术的进步和生产力的发展，顾客消费水平不断提高，企业之间的竞争日益加剧，产品的交货期和设计周期越来越短，如何运用工业工程技术来识别生产中的瓶颈作业、降低生产线标准工时将变得越来越重要。

通过对K 公司二分厂转向节生产线的观察和研究，测定其生产能力，绘制生产能力平衡图以识别瓶颈作业，并运用ECRS 原则、5W1H 方法及动作分析等方法，对瓶颈工位作业进行拆分，将生产线标准工时降低，以达到减低成本、提高效率、增加企业竞争力的目的。

2 转向节生产线的分析与改善

2.1 生产工艺分析

所加工的转向节共有15 道工序，首先将每一道工序的设备型号、定员、工时定额等有关数据列出，通过分析和观察发现，存在着在制品过多、生产不平衡等现象。

（1）有几道工序耗时较多：①钻铰盘面上各孔、倒角；②预钻大主销孔和预钻小主销孔；③车端面精镗孔，钻铰大端面上各孔攻丝倒角。必须首先进行生产线的能力平整，再找出瓶颈作业后进行改善。

（2）与5S 相关的问题：①物料的摆放不整齐，操作人员用平衡吊吊起工件时，需要识别而造成时间浪费；②运输半成品的物料箱比较矮，操作人员需要不停地弯腰，容易造成疲劳，与动作经济原则不符合。

2.2 生产线能力分析

根据各工位日产量绘制出生产能力平衡图，见图1所示。

图1 改善前生产能力平衡图

从图1中可以看出，第二道工序钻铰盘面上各孔、倒角，属于瓶颈作业。已知其加工时间为22min，占了整个标准工时的10%，该工序的标准产量低于前后两道工序，造成前道工序产品积压、劳动成本高，同时还影响后道工序的加工。

第六和第七道工序预钻大小主销孔以及第九道工序（粗精车内外端面，切槽钻铰孔）由于耗时较多，日产量也偏低。

2.3 转向节生产线的主要问题

（1）问题一：现将第二道工序（钻铰各盘面上各孔、倒角攻丝）进行分解，见表1。

表1 第二道工序具体操作步骤及时间

从表1中可看出，在钻2-φ27 孔时，因钻头转速受限，耗时为448s，占整个时间的39.5%。

（2）问题二：预钻大主销孔、预钻小主销孔以及扩镗两主销孔的问题分析。

经测定预钻大主销孔需要965s，预钻小主销孔需要738s，扩镗两主销孔需要886s。三个工序共需要2589s。由于在钻孔过程中，就装夹和卸载工件需要人工操作，其余时间都是钻床在进行操作。所以可以考虑将去毛刺及检查尺寸放到该加工过程中完成。

通过绘制预钻大、小主销孔以及扩磨两主销孔的人机作业图，可以分析出工人以及机器的利用率，进而进行分析。

预钻大主销孔的人机作业图见表2 所示。

（3）问题三：钻头摆放不整齐，位置不固定，不能形成标准化的作业。换钻头时，辨识钻头会浪费时间，造成不必要的浪费。

表2 预钻大主销孔的人机作业图

2.4 转向节生产线的改善方案

（1）问题一的改善。在这道工序的加工中发现，可以利用钻两个小耳孔的时间内将待加工的工件吊起，在之后的加工时省去了用吊钩吊起工件的时间。而且加工完一个工件后不用立刻吊起放到物料箱中，可以先放地上。接着将刚才吊起的工件移动到夹具上进行加工。加工到两个小耳孔的时候可以利用这个时间再将刚加工好的工件吊起放到物料箱中。

这样可以将以下两个工步所耗费的时间省去：①用平衡吊吊起工件，放入夹具；②用平衡吊吊起工件放入物料箱。

（2）问题二的改善。在预钻大主销孔、预钻小主销孔及扩镗两主销孔的三个工序中，所耗费的时间为2589s，而人工操作的时间占的比重却很小。现将去毛刺及检查尺寸并入钻床加工过程中完成。以预钻大主销孔为例其改善后的人机作业图如表3 所示。

（3）问题三的改善。做好5S 工作，摆放整齐，便于操作工迅速准确地拿到钻头进行加工。

表3 改善后预钻大主销孔的人机作业图

2.5 改善以后的效果

通过对问题一的分析与改善，可以看出第二道工序的实际加工时间缩短了113s，第二道工序实际加工时间变为1021s。改善前一天生产24个，现在提升到了26个，起到了平衡生产线的作用。

对于问题二的分析与改善，通过分析人机作业图，将去毛刺、检查尺寸并入到钻孔工作过程中完成。从表中我们可以看出预钻大主销孔、预钻小主销孔、扩镗两主销孔的加工时间都压缩了30s。该方案总共压缩工时30×3=90s。

通过以上的分析改善，总加工时间压缩了90+113=203s。改善前后生产转向节的主要参数对比如表4 所示。

表4 改善前后各重要参数对比

3 结语

通过研究，可以得到以下主要结论：

（1）转向节的加工中，主要以手动操作为主，但工人的动作是有规律可循的，可以根据动作经济原则对其进行动作分析并进行标准化，从而使生产流程达到最优化，其中改善空间最大的工序，经过优化后，生产效率提高了约10%。

（2）通过对转向节的生产动作分析得知，科学地确定作业顺序，准确划分“要素作业”，对于保证时间测定和进行分析研究，有着重要意义。研究表明，对于加工工序的动作要素划分主要从搬运加工件和车床钻孔耗时最多的方面入手，而钻铰盘面、攻丝倒角工序的动作要素分析主要从纯手工作业与机器运作的时间比例方面考虑。

（3）通过整个生产线的观察、分析，测量工作工时。绘制生产能力平衡图，从图中找到耗时最多、最少且不合理的工序。对这些工序运用工业工程的方法进行分析，可以得到有效的改善效果。

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