电动三轮车装配流水线的平衡分析与改进

裴小兵+李欧阳+吕少平+谭林林

摘要： 在生产线平衡原理及改善方法的基础上，以电动三轮车装配流水线为研究对象，运用工作研究的方法分析工艺流程，测定流水线各工位的作业时间，找出瓶颈工位；运用“5W1H”提问技术和ECRS（取消、合并、重排、简化）原则对流水线进行分析与改进。通过对比分析，改进后该流水线大大节省了空间和人力，工位减少6个，工人减少11个，与此同时，平衡率提高27.6%。

Abstract： Based on the balancing principle and improvement method of the production line， taking the electro-tricycle assembly line as the research object， this paper applies the method of work study to analyze process flow， determines operation time of every station， finds out bottle-neck stations， and analyzes and redesigns the assembly line by the 5W1H check-list and the principles of ECRS （Eliminate， Combine， Rearrange， Simplify）. In comparison with the former line， the production line redesigned greatly saved space and human， reducing six stations and 11 workers， while the balance rate increased 27.6%.

关键词： 装配流水线；工作研究；平衡；改进

Key words： assembly line；work study；balancing；redesign

中图分类号：TB491 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）29-0039-02

0 引言

天津一家电动车企业主要生产农用和代步电动三轮车。通过对该企业的总装生产线调研，发现生产线的工位布置和任务分配主要依赖管理人员的经验安排，生产线上存在明显的作业负荷不均、在制品堆积、作业现场混乱、停线频繁、不能满足生产要求的问题，运用工作研究的原理和方法对装配线进行一系列分析和改进迫在眉睫[1-2]。

1 装配流水线的现状调查及平衡分析

电动三轮车主要由车架、车头、座桶、轮辋和附件五大部分构成。电动车装配是以车架为载体，将电动车的各零部件安装到车架的相应部位，整车检验，并封装包箱。整个装配生产分为21个工作单元，如表1所示，以砸碗工序开始，以包装入库工序结束。8小时工作制，上午、下午各休息10分钟。流水线采用双边作业形式，配有工人42名。

采用归零测时法多次测定各工序的实际作业时间，经三倍标准差法剔出异常数据后，得到各个作业单元的平均值，考虑各工序的评比和宽放后，汇总得到各个工位作业时间[3]，如表1所示，同时记录现有的人员配比。其中平衡率是用于衡量流程中各工作单元节拍符合度的一个综合比值，计算公式为：平衡时间=标准时间/人数；生产平衡率=平衡时间/瓶颈时间×100%[4]。

对获取的作业时间进行平衡分析。经诊断，顺线接线1所用时间最长，为瓶颈工位，故瓶颈时间为67.9s。平衡率可表示为？孜=■×100%

式中，ti为第i个工位的作业时间；R为瓶颈工位的作业时间；s为流水线工位总数[5]。

结合表 1，对作业时间较长的工位进行现场观察和分析，存在以下问题：

①由表1各工序的平衡时间可以看出，各工序之间的负荷有较大的差异，如工序1、3、16生产能力过剩，而工序7和8生产能力则不足。经计算，此时装配线的平衡率ξ=807.6/67.9/21=56.6%，平衡损失率β=1-ξ=43.4%，平衡能力严重不足，存在较大的改进空间。

②上料架及各工位的布置距离较远，造成搬运距离过长，走动时间浪费。如工序3，差速后桥的预装工位与其上线位置距离较远，造成无效的搬运浪费。工序17与工序18的工位布置在线下，与前后工位衔接不紧密，在制品数量较多。

③上车厢、钉铭牌等工序为手动操作，作业时间长，速度慢，且易造成疲劳。

2 改善方案设计实施

针对装配流水线的现状，运用5W1H提问技术和ECRS原则分别从以下四方面对生产线做改善。

2.1 优化生产线布局 针对上料位置不合理、走动路线长、多余动作多等问题，对生产线布局进行了调整。考虑到差速半轴、弓子板的安装工位与流水线距离远，且工位之间不连续，搬运次数多，搬运距离长，故把差速半轴、弓子板安装的工作台重新布置设计，如图1所示，放到流水线旁边，缩短走动搬运路线和时间，降低作业人员的劳动强度。另外，考虑到装前挡风和钉铭牌工位位于线下，运输距离长，工作节奏性不强，故将装前挡风工位和钉铭牌工位安排到流水线上，充分利用流水线。

2.2 重新分配工作内容，调整作业人员，降低过剩的生产能力[6-8] 工作内容的重新分配必须遵循生产线平衡的顺序约束原则。顺序约束原则是指组装件由若干工件按一定的加工组装顺序装配而成，在加工过程中存在逻辑优先顺序约束[9]。

针对工位1生产能力过剩的状况，可减少一名人工，同时负责工位2处的装减震皮和过线圈。

针对工位3生产能力过剩、差速后桥上线在先、装拉杆在后、搬差速后桥动作重复的状况，结合二者的作业时间，可将两者的工作内容重新分配：由差速后桥预装工人将成品差速后桥直接搬运上线，由车架倒装的两名工人搬车架上线并装拉杆，这样可以省去两名人工。endprint

针对工位10与工位11生产能力过剩的状况，将这两工位合并，一人负责装手刹、上座桶、紧固座桶，另一人负责紧固控制器盒、上控制器盒盖、紧固接线盒、压线板和座桶。关于验电工序，由于线下有成车检验且此工序检测出问题后仍要到后面解决，完全没有存在的必要性，故将此工序取消。

关于12、13工位，可将两工位合并。引进数控吊车后，一人负责接液压拉杆A端、上车厢、挂车厢、紧固车厢，另一人负责上座桶线、紧固车厢、接液压拉杆B端，这样可节省1名人工。

针对工位16生产能力过剩的状况，可将工位16、17、18合并安排到线上，一名工人负责钉铭牌、装左挡风，另一名工人负责放配件和装右挡风，最后由验车工人推车下线并验车。

2.3 分析作业方法，改进工装夹具 为了降低操作者的劳动强度、减少动作浪费，主要从改进和完善工装工具方面进行改进。

①人工上车厢这一作业采用小型吊车装置，不但可以缩短作业时间，而且可以节省1名人工。

②引进快速铆钉枪代替钉铭牌工位传统的锤子。

2.4 与供应商协商，将部分工作转移给供应商 通过观察工人作业可以发现大量的拧螺丝工作，很多是螺丝、螺母配套供货的，工人需要将螺母拧下来再上螺丝、套螺母，故可以要求供货商供货时螺丝、螺母分开供应。表头预装处的线束供货商都是带塑料包装的，工人需要先把包装去掉才能使用线束，故可以要求供货商把线束每五个或十个一起包装，既可以减少工人拆包装工作，也可以减少供应商包装工作，从而实现双赢。

综上所述，改善后的装配线将原来的装手刹与装座桶工位合并，将装前挡风、钉铭牌、放配件工位合并，减少了6个工位，11名工人，此时节拍降为56s，装配线的平衡率为ξ=707s/56s/15=84.2%，平衡损失率β=15.8%。

3 结束语

通过对电动车总装流水线整体布局、作业路线、作业动作、工装夹具等方面的改善，生产线平衡率提高27.6%，装配效率也得到了有效提升。

参考文献：

[1]汪应洛.工业工程基础[M].北京：中国科学技术出版社，2005.

[2]曾敏刚，李双.电源适配器生产现场改善与装配线平衡[J].工业工程，2010，13（4）：117-123.

[3]何善平，奚立峰.发动机装配线平衡方法研究[J].工业工程，2005，8（3）：84-85.

[4]兰秀菊，陈勇，汤洪涛.SMT生产线平衡的持续改善分析[J].工业工程与管理，2006（2）：109-111.

[5]李青，周炳海.工序分析法在投影仪装配线改善过程中的应用[J].工业工程与管理，2007，12（1）：108-109.

[6]郭伏，张国民，温婕.工作研究在轿车装配流水线能力平整中的应用[J].工业工程与管理，2006（2）：119-126.

[7]陈勇，汤科峰，林飞龙，等.企业CD段流水线的瓶颈分析与平衡改善[J].工业工程与管理，2008（1）：112-115.

[8]张学龙.基于工序分析方法的企业生产流程优化研究[J].工业工程与管理，2012，17（1）：40-45.

[9]李军，张勇.方法研究在G公司作业标准制定中的应用[J].工业工程与管理，2010，15（6）：137-142.endprint

针对工位10与工位11生产能力过剩的状况，将这两工位合并，一人负责装手刹、上座桶、紧固座桶，另一人负责紧固控制器盒、上控制器盒盖、紧固接线盒、压线板和座桶。关于验电工序，由于线下有成车检验且此工序检测出问题后仍要到后面解决，完全没有存在的必要性，故将此工序取消。

关于12、13工位，可将两工位合并。引进数控吊车后，一人负责接液压拉杆A端、上车厢、挂车厢、紧固车厢，另一人负责上座桶线、紧固车厢、接液压拉杆B端，这样可节省1名人工。

针对工位16生产能力过剩的状况，可将工位16、17、18合并安排到线上，一名工人负责钉铭牌、装左挡风，另一名工人负责放配件和装右挡风，最后由验车工人推车下线并验车。

2.3 分析作业方法，改进工装夹具 为了降低操作者的劳动强度、减少动作浪费，主要从改进和完善工装工具方面进行改进。

①人工上车厢这一作业采用小型吊车装置，不但可以缩短作业时间，而且可以节省1名人工。

②引进快速铆钉枪代替钉铭牌工位传统的锤子。

2.4 与供应商协商，将部分工作转移给供应商 通过观察工人作业可以发现大量的拧螺丝工作，很多是螺丝、螺母配套供货的，工人需要将螺母拧下来再上螺丝、套螺母，故可以要求供货商供货时螺丝、螺母分开供应。表头预装处的线束供货商都是带塑料包装的，工人需要先把包装去掉才能使用线束，故可以要求供货商把线束每五个或十个一起包装，既可以减少工人拆包装工作，也可以减少供应商包装工作，从而实现双赢。

综上所述，改善后的装配线将原来的装手刹与装座桶工位合并，将装前挡风、钉铭牌、放配件工位合并，减少了6个工位，11名工人，此时节拍降为56s，装配线的平衡率为ξ=707s/56s/15=84.2%，平衡损失率β=15.8%。

3 结束语

通过对电动车总装流水线整体布局、作业路线、作业动作、工装夹具等方面的改善，生产线平衡率提高27.6%，装配效率也得到了有效提升。

参考文献：

[1]汪应洛.工业工程基础[M].北京：中国科学技术出版社，2005.

[2]曾敏刚，李双.电源适配器生产现场改善与装配线平衡[J].工业工程，2010，13（4）：117-123.

[3]何善平，奚立峰.发动机装配线平衡方法研究[J].工业工程，2005，8（3）：84-85.

[4]兰秀菊，陈勇，汤洪涛.SMT生产线平衡的持续改善分析[J].工业工程与管理，2006（2）：109-111.

[5]李青，周炳海.工序分析法在投影仪装配线改善过程中的应用[J].工业工程与管理，2007，12（1）：108-109.

[6]郭伏，张国民，温婕.工作研究在轿车装配流水线能力平整中的应用[J].工业工程与管理，2006（2）：119-126.

[7]陈勇，汤科峰，林飞龙，等.企业CD段流水线的瓶颈分析与平衡改善[J].工业工程与管理，2008（1）：112-115.

[8]张学龙.基于工序分析方法的企业生产流程优化研究[J].工业工程与管理，2012，17（1）：40-45.

[9]李军，张勇.方法研究在G公司作业标准制定中的应用[J].工业工程与管理，2010，15（6）：137-142.endprint

针对工位10与工位11生产能力过剩的状况，将这两工位合并，一人负责装手刹、上座桶、紧固座桶，另一人负责紧固控制器盒、上控制器盒盖、紧固接线盒、压线板和座桶。关于验电工序，由于线下有成车检验且此工序检测出问题后仍要到后面解决，完全没有存在的必要性，故将此工序取消。

关于12、13工位，可将两工位合并。引进数控吊车后，一人负责接液压拉杆A端、上车厢、挂车厢、紧固车厢，另一人负责上座桶线、紧固车厢、接液压拉杆B端，这样可节省1名人工。

针对工位16生产能力过剩的状况，可将工位16、17、18合并安排到线上，一名工人负责钉铭牌、装左挡风，另一名工人负责放配件和装右挡风，最后由验车工人推车下线并验车。

2.3 分析作业方法，改进工装夹具 为了降低操作者的劳动强度、减少动作浪费，主要从改进和完善工装工具方面进行改进。

①人工上车厢这一作业采用小型吊车装置，不但可以缩短作业时间，而且可以节省1名人工。

②引进快速铆钉枪代替钉铭牌工位传统的锤子。

2.4 与供应商协商，将部分工作转移给供应商 通过观察工人作业可以发现大量的拧螺丝工作，很多是螺丝、螺母配套供货的，工人需要将螺母拧下来再上螺丝、套螺母，故可以要求供货商供货时螺丝、螺母分开供应。表头预装处的线束供货商都是带塑料包装的，工人需要先把包装去掉才能使用线束，故可以要求供货商把线束每五个或十个一起包装，既可以减少工人拆包装工作，也可以减少供应商包装工作，从而实现双赢。

综上所述，改善后的装配线将原来的装手刹与装座桶工位合并，将装前挡风、钉铭牌、放配件工位合并，减少了6个工位，11名工人，此时节拍降为56s，装配线的平衡率为ξ=707s/56s/15=84.2%，平衡损失率β=15.8%。

3 结束语

通过对电动车总装流水线整体布局、作业路线、作业动作、工装夹具等方面的改善，生产线平衡率提高27.6%，装配效率也得到了有效提升。

参考文献：

[1]汪应洛.工业工程基础[M].北京：中国科学技术出版社，2005.

[2]曾敏刚，李双.电源适配器生产现场改善与装配线平衡[J].工业工程，2010，13（4）：117-123.

[3]何善平，奚立峰.发动机装配线平衡方法研究[J].工业工程，2005，8（3）：84-85.

[4]兰秀菊，陈勇，汤洪涛.SMT生产线平衡的持续改善分析[J].工业工程与管理，2006（2）：109-111.

[5]李青，周炳海.工序分析法在投影仪装配线改善过程中的应用[J].工业工程与管理，2007，12（1）：108-109.

[6]郭伏，张国民，温婕.工作研究在轿车装配流水线能力平整中的应用[J].工业工程与管理，2006（2）：119-126.

[7]陈勇，汤科峰，林飞龙，等.企业CD段流水线的瓶颈分析与平衡改善[J].工业工程与管理，2008（1）：112-115.

[8]张学龙.基于工序分析方法的企业生产流程优化研究[J].工业工程与管理，2012，17（1）：40-45.

[9]李军，张勇.方法研究在G公司作业标准制定中的应用[J].工业工程与管理，2010，15（6）：137-142.endprint