冰箱包装生产线的工作研究及平衡改善

王吉颖

冰箱包装生产线的工作研究及平衡改善

王吉颖

生产线平衡率决定了企业的生产效率，提高生产线平衡率是降低企业资源浪费，提高生产线效率的重要手段。以冰箱装配车间包装生产线为例，通过作业时间测定、三倍标准差法、5W 1H和ECRS改善原则等方法，结合现场管理理论的相关知识，对包装线进行产线平衡研究。研究发现，现场管理能力的增强，人员工作素质的提高，以及生产线工序的改善，使得产线平衡率从57.51%提高到86.44%，达到了精益生产目标。

生产线平衡；现场管理；瓶颈工序；生产效率

一、前言

制造企业采用精益生产方式组织生产，有利于缩短生产周期，压缩在制品库存，提高效率，降低成本，进而满足顾客个性化和多样化需求。生产线平衡是精益生产管理的重要内容，企业若想实现精益生产，生产线均衡运行至关重要。本文的研究对象为一家电器制造公司的包装线，针对于该包装线工序繁多、生产节拍不稳定、停线率较高等问题，运用工业工程的相关方法对生产线进行分析及改善。区别于简单的平衡生产线方法，本文将生产线平衡与现场管理相结合，主要采用5S管理和看板管理等现场管理的知识，在此基础上通过作业时间测定、三倍标准差法、5W1H和ECRS改善原则等方法，在提高产线平衡率的同时实现现场环境的同步改善，实现精益生产。

二、生产线平衡分析及优化

（一）冰箱包装线车间生产现状

索伊电器制造公司是一家普通的冰箱制造公司。该公司的冰箱装配流程中涉及四条生产线，其中钣金线、门体预装线和箱体预装线主要是人机配合生产线，节奏相对较为稳定，而包装线是单一的人工操作流水线，线上人员密集，工序繁多，停线率较高。调查发现，包装线为整个车间的瓶颈生产线，对包装线进行研究改善可以大幅度提高整个车间的生产效率，达到企业精益生产的目标。

冰箱包装是一个典型的流水线传送过程，主要通过冰箱的移动对冰箱进行一系列的包装。其主要工序为：贴铭牌，打门封条；放冷冻室抽屉；放冷藏室抽屉；抽屉固定；放说明书；箱内防护；贴标签；抽屉门、外观检查；放搁架泡沫、门体防护泡沫；套内袋；套纸箱；箱内防护及封箱；打封条。

该车间的员工每天工作8小时，经常需要加班，同时因为多方面的因素经常停线，很多时候不能完成每天的额定目标，产量并不可观。通过工作抽样及作业时间测定等方法，发现各个工序之间的时间极其不平衡，耗时长的工序严重阻碍了整体的进度。为此，需要通过计算各工序工作时间，平衡生产线，消除瓶颈工序，从而提高生产能力，增加产量，进而提高经济效益。

（二）确定包装线生产线平衡率

对每个工序进行工作抽样，每天抽取4个工作时间点，连续抽样三天，最终得到各个工序的12个观测数据。利用三倍标准差法剔除各个工序的异常值，如工序1的观测数据为18.6 18.5 17.7 17.4 20.8 19.3 18.3 20.8 17.9 20.1 20.5 28.8， 得出因此28.8为异常值，应剔除。同理剔除其他工序的异常值：49.7（工序5）66.8，69.1（工序9）43.6（工序12），根据有效数据计算出各个工序的平均时间，通过Excel绘制出改善前的包装线的生产节拍。

图1 原包装线各工序工作时间

通常用生产线平衡率衡量生产线平衡状态的效果,其计算公式如下:

生产线平衡率=各工序的时间总和/（人或机器的数目*C.T）

C.T表示生产线中作业时间最长工序的作业周期,即通常所说的瓶颈工序的时间。

改善前的生产线平衡率为生产线平衡率=386.63÷（51.71× 13）=57.51%。由此说明包装线生产平衡率过低，人力物力财力浪费严重，企业想要提高竞争力，生产线平衡率须达到85%以上。由此可见对包装线进行整体改善是必不可少的。

（三）冰箱包装线的优化过程

1.结合5S管理的包装线产线平衡分析

（1）包装线分析改善过程

首先，利用5W1H的方法对瓶颈工序——放搁架泡沫、门体防护泡沫进行提问。

What：防护措施，很有必要，可以在一定程度上保护冰箱，搁置泡沫比较合适；

Why：保护冰箱在运输过程中避免由于各种客观原因造成的碰撞等造成的损坏；

When：待包装基本完成，准备套袋封箱之前完成，也可放在抽屉门、外观检查之前，有助于整体的检查；

Where：在流水线上进行，通过传送带将产品进行工序间的移动；

Who：线上人员完成，需要具备这方面的专业技能，尽可能专业化，专人专岗位；

How：由专业人士制定完成该工序的标准动作，对员工进行专业培训，要求员工严格按照标准动作进行操作，同时借助合适方便的工器具。

任何作业或工序流程都可以运用ECRS法来进行分析和改善。对于该瓶颈工序采用合并（C）和重排（R）。通过之前的5W1H的提问结果，将工序8、9互换顺序，将防护泡沫放置好再进行整体的检查可以更加完善的确保冰箱包装的质量。同时将箱内防护和贴标签合成一个工序，由原本完成箱内防护的两个工人共同完成，将原本完成贴标签工序的工人用于放置防护泡沫，此时，放搁架泡沫、门体防护泡沫工序的时间下降到25.85s，不再是瓶颈工序，这样既保证人员总数的不变，又减少放搁架泡沫、门体防护泡沫所花费的时间。

解决瓶颈工序后，结合5S管理对现场环境做出整改，将包装线上各工序进行区域划分，工器具放置在相应的区域内；成立5S检查小组，专门负责5S试行的监督和检查工作，设计5S检查表；将每个工序的标准动作制成图片置于看板之上，由工艺小组专门对员工进行动作及操作方法的培训，要求每个员工都严格按照规定动作进行操作，由5S检查小组进行监督与检查。经过现场管理后利用虚拟操作模拟的方法，测定工作时间，发现明显改善，平均每个工序减少1～4s的工作时间，整体节奏逐渐稳定，现场井然有序。

（2）包装线初步改善后的结果

假设每个工人都为熟练工，完成每一个操作所花费的时间基本一致，改善后放搁架泡沫、门体防护泡沫工序时间由51.71s降到25.85s，初步改善后的结果如图2所示。经过初步改善，生产线的平衡率已经上升到71.89%，较之前的57.51%有了明显上升，同时经计算，总时间节约了约65.52s。

2.结合看板管理的包装线产线平衡分析

（1）包装线再次分析改善过程

在初步改善的基础上，瓶颈工序变为箱内防护、贴标签。从图中可以看出工序5、6花费的时间都较长，考虑引进一个全能工，主要分担工序5和工序6的任务，此时虽然多了一个全能工，但在整体上生产线更加平衡。

此时现场存在的主要问题为线上员工信息不流通，员工的去向、出现停线的原因等不能及时获知，导致工序出现混乱。看板管理是发现问题、解决问题的非常有效且直观的手段，尤其是优秀的现场管理必不可少的工具之一。管理看板是管理可视化的一种表现形式，即对数据、情报等的状况一目了然地表现，主要是对于管理项目、特别是情报进行的透明化管理活动。于研究车间而言，需将每天线上出现的问题、员工的去向和产量是否达标等情况发布在看板上，以此简单明了的展现车间的实时状况，并使现场达到较为合理稳定的状态。

（2）包装线再次改善后的结果

假设全能工与熟练工完成操作的时间一样，经过再次虚拟操作模拟，工序5、6的时间降到30s以内，结果如图2所示。此时生产线平衡率为86.44%。总时间比上一次改善后节约了19.26s。通过再一次的改善，可以发现虽然引进了一个全能工，但是其生产线平衡率提高了将近一半。此时平衡率达到85%以上，基本达到了精益生产的标准。

图2 改善后的包装线各工序工作时间图

三、总结

本文通过对冰箱包装线生产线平衡率的分析研究，结合现场管理的相关知识，消除了生产线原有的瓶颈工序，并对车间现场进行改善，使整个包装线的区域划分更科学，流水线操作更专业。结合5S管理、看板管理等现场管理的知识及ECRS原则等改善方法，提高了包装线的生产平衡率，使之从原来的57.51%提高到86.44%，生产现场的环境、秩序、节奏及工作状态均有了明显改善，基本实现了精益生产。

对于劳动力为主的制造企业，竞争关键在于生产线的平衡以及人员的管理，公司需要充分利用工业工程的相关知识建立健全管理制度，并严格按照制度执行管理。生产线与现场的双重优化，才有可能使公司在竞争中获胜。参考文献：

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F062.4

A

1008-4428（2015）05-110-03

江苏省创新创业训练项目“冰箱装配生产线优化研究——以索伊电器六安公司为例”（1410307045x）；

南京农业大学工学院SRT项目“冰箱装配生产线优化研究——以索伊电器六安公司为例”（1430A46）。

王吉颖，女，浙江杭州人，南京农业大学工业工程学生，研究方向：工业工程。