工业工程法在手电钻装配线平衡改善中的运用

彭玲玲 曹婷婷 杜倩 田亚凤 刘展宏 冯柔 徐丹

【摘要】本课题以装配计算机键盘为例，为其设计一条装配作业线。装配线设计主要运用工业工程的知识，对研究对象进行了分解和操作单元划分，再通过秒表时间研究法计算操作时间，得到最终的工位划分，最后画出装配线的平面图。

【关键词】装配作业线 秒表时间研究法

1背景介绍

本论文以某企业T87型号手电钻的装配作业线作为研究对象，对该装配线进行分析改善。该装配线是手工装配流水线，采用的是工作台的方式。该装配线由一个U型排布的装配工作台和相应的工人组成。装配线共设有14个工位，每个工位上安排一位工人，完成规定的一部分装配任务。另设有一个装配辅助工，主要负责加料、搬运产成品。该装配线日生产计划为400台，规定一天工作8小时。

通过对现有的工作方法、生产布局、人员操作过程进行系统的调研和严格的测量，反映出来的问题主要有：手电钻装配线不平衡，存在操作时间差异大、生产不平衡现象，各工位分配的作业不均等、作业时间相差大，其主要体现在有的工人忙闲不均，造成等待的浪费。

2装配线平衡方案

装配线平衡的基本思想就是将所有作业单元分派到各个工位，以求得各工位的生产周期均衡。但是，将作业单元向各个工位分派的过程并不是能够随意进行的，作业单元之间必须满足一定的逻辑，这样才能确保装配线能够装配出符合质量要求的产品。

2.1绘制装配网络图

装配网络图是执行每个作业单元可能顺序的一种直观表示方式，它表达了装配过程的可能步骤及各步骤之间的内在逻辑关系，网络图上作业单元间的先后顺序关系可以看作为一种前接和后接关系。

2.1.1作业单元次序关系表

装配网络图主要是体现了各作业单元的逻辑关系，因此制作装配网络图首先应该分析作业单元之间的逻辑关系，得出作业单元逻辑关系表。

2.2.2绘制装配网络图

根据作业单元次序优化表得出装配网络图。可以得出，手电钻装配线具有如下特点：。，作业单元的数量较多，共有53个作业单元；b.作业单元之间关系先后关系简单。

2.2计算节拍

生产线节拍是指生产线上连续生产出两个相同产品的间隔时间，是生产线最重要的参数，是设计生产线的基础。节拍，=计划期内有效工作时间/计划期内应完成的产品产量=8*60/400=72s/台。

2.3计算最少工作地数

工作地至少承担生产过程中的一个作业单元，分工要用最少的工作地完成产品的生产过程。因为工作地数越少，工作地上的负荷越饱满，生产线的利用效率或负荷率也就越高。最少工作地数的计算公式如下：s=[T/r]式中S为最少工作地数；T为装配网络图上所有作业时间之和；r为生产节拍。则S= [796.07/72] =12

2.4作业分配

作业分配的规则如下：1.不违反作业的先后顺序；2.各工作地的单件作业时间不大于生产节拍；3.先分配后续作业多的作业；4.先分配后续作业时间长的作业应用表上作业的方法并结合装配順序对作业进行分配，根据装配线平衡设计后的工位由原来的14个变为12个，最终的生产布局如图1所示。

装配线平衡率K=装配线上各作业时间之和/（实际工作地数N*节拍r）*100%=799/（12*72）×100%=92.48%。通过装配线平衡处于好的状态，，达到了预定的提高生产率和资源利用率的效果。

3装配线的改善效果评价

通过优化重组与平衡设计，装配线取得良好的效果，主要有以下几个：

（1）最直观的效果是提高的生产效率。在不增加工人的基础上，以前每天都需要靠加班3小时才能完成的产量，现在不需要加班就能完成，这在很大程度上降低了生产成本。

（2）装配线的生产布局由原来的U型布局变为图1所示的布局，可明显的看出，改善后的生产布局消除了原装配过程中的搬运、移动动作，使生产现场整洁有序。

（3）装配线的工位数由原来的14个减少到12个，操作工由原来的15位减少到13位。工位数的减少节省了生产线的占地面积，操作工的减少降低了公司在人力方面的开销，这些都非常直观且快捷的降低了公司的生产成本。

（4）在不影响工艺流程的基础上改变出油机的类型、调整某些装配工序的顺序，改善了装配流程，使得装配周期减短。

（5）对物料箱进行调整，使得操作工在装配过程中易于取物、减少疲劳。

（6）改善后各工位的作业时间趋于一致，消除了改善前不平衡作业的现象。

4总结

本文以键盘装配为研究对象，根据键盘制造厂商提供的参考资料，为键盘的装配重新设计了一条装配线。新的生产系统依据键盘的按键的分布设置工序的先后顺序，装配线最大限度地保证平衡，提高生产效率。

参考文献：

[1]张群，生产与运作管理[M]，北京：机械工业出版社，2014.

[2]陈荣秋，马士华，生产运作管理[M].北京：机械工业出版社，2003.

[3]易树平，郭伏，基础工业工程[M].北京：机械出版社，2013.