模块化裤装缝制流水线的优化设计

刘立枝，闫亦农，雒彬钰，肖丽瑶

(内蒙古工业大学 轻工与纺织学院，内蒙古 呼和浩特 010080)

模块化服装生产缝制流水线是一种新型、快速反应的生产组织形式，适用于多品种、小批量生产，可满足换款快、生产高效的市场需求[1-2]。目前，关于服装模块化的研究已取得了一定的成果。在服装设计方面，胡讯[3]、周海媚等[4]提出了将复杂零散设计过程简单化的方法，寻求一定的次序性、规律性，验证了服装模块化设计的优越性与可行性，为智能化服装设计提供理论支持。闫星宇[5]基于模块化理论，分析了快时尚品牌的模块化组织模式和运作机制，运用模块化设计快速微创新，实现了时尚产品低价、快速面市的目标。刘立枝等[6]、李克兢等[7]、苏军强等[8]通过建立服装快速反应系统，将服装分为3个模块，实现了服装生产设计的快速反应，阐述了基于模块化思想的服装智能传输系统的开发思路。此外，基于模块化的服装计算机系统使大规模生产质量得到了有效的保证。朱碧空等[9]、郑艳等[10]、刘红晓[11]比较了模块化生产同传统柔性制造模式的优势，设计了快速反应生产流水线，提高了生产效率。上述研究从不同角度对模块化在服装上的应用进行了研究，但在缝制生产线优化方面的研究尚不充分。

充分发挥服装缝制流水线模块化编制的优势、高效地组织缝制生产，是服装生产中的一个关键问题。本文对女休闲裤缝制流水线进行优化设计，有效提高了服装流水线的生产效率。

1 缝制流水线平衡评价指标

缝制流水线平衡评价指标是评价服装企业生产流水线生产工序是否达到优化、人员是否得到最佳配置的重要指标[12]。平均流水节拍、工作地数量、编制效率和均衡指数是生产流水线平衡的4项重要评价指标[13-14]。通过对生产流水线的具体分析，得到各流水线平衡度评价指标公式：

(1)

(2)

(3)

(4)

式中：N为加工作业的总数量，件；T为日作业时间，s；Q为日产量，件；T′ 为单件流水作业总时间，s;ti为第i道工序作业时间，s；S.P.T.为理论平均节拍，s；S.P.T.i为瓶颈工序节拍；Wmin为最小工作地数；η为编制效率，%；SI为均衡指数。

2 缝制工艺信息及模块划分

2.1 款式信息及工艺信息

图1 女休闲裤款式图

女休闲裤款式图见图1。该款女休闲裤是宽筒平脚裤，右前片有7道褶；左、右后片各有2个省；前门襟装有拉链。制作此款女休闲裤共有34道工序，由已知的裤装生产工序和实地测定的工序时间，绘制出女休闲裤工艺流程图，见图2。

图2 女休闲裤工艺流程图

服装生产工序的编制对服装流水线的连续性、节奏性以及工厂每日产量有很大的影响。在服装企业实际生产过程中，服装流水线平衡性越好，其生产效率越高，即流水线工序编制效率越高越有利于生产。通常流水线的编制效率达到85%以上时，才能投入生产。

2.2 女休闲裤模块化划分过程

服装的模块化缝制生产即1件服装加工过程形成一个完整的系统，在系统下又分出许多独立的模块。本文根据服装缝制作业类型多、缝制工序编排复杂的特点，以规则模块划分方法作为理论依据，设定服装模块划分规则为：①独立部件中的工序与其他工序划分到不同模块；②根据服装模块化生产要求，每个模块内至少有2个以上工位才可成为单独模块。依据基于规则模块划分方法的女休闲裤生产工艺流程图，将女休闲裤进行划分，划分后的女休闲裤工序工时见表1。

表1 女休闲裤工序工时

注：P为平缝作业；S为手工作业；T为特殊作业；B为包缝作业。下同。

由表1计算出模块1、模块2、连接模块的作业时间分别为556、347、1 276 s，此外，已知日产量为235件，日作业时间为8 h，工序工时已包含缝制作业富余时间，依据式(1)可知理论平均节拍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，根据作业人员数计算出实际平均节拍S.P.T.=T′/18=121 s。已知节拍界限为(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。同理计算得到，女休闲裤各模块编制信息，见表2。

表2 女休闲裤各模块编制信息

3 女休闲裤模块化流水线优化设计

本文通过对女休闲裤缝制工艺进行模块化划分，各个模块工序进行重新编排和组合，并对其进行流水线编制，以达到提高生产效率和生产灵活性的目的。

3.1 模块内工序优化原则

服装模块化编制方法与服装大流水线的编制方法既一致又存在不同。对模块化编制方法进行细致分析方法如下：

①在同一模块内，存在需要组合或拆分后重组的工序在同一部件且不是并列工序时，若满足工序序号大小关系可直接进行组合或者拆分后重组。同时，工序的加工顺序须按工序序号由小到大进行。

②在同一模块内，需要组合或拆分后重组的工序在同一部件内存在并列关系时，并列工序可不遵循序号大小关系，与其他工序进行组合排列。如在连接模块中29、30、31号工序属并列工序，在30号工序未排列的前提下，31号工序可与26、27号工序进行组合。

③当同一模块内存在不同部件时，不仅要满足同一部件内工序序号的大小关系，还应满足各部件之间的生产顺序。如在部件模块1中如果前片中1号工序尚未作业，则2号工序不能与后片中的6号工序进行组合。

3.2 模块化优化过程及结果分析

根据服装模块化优化原则，对该款女休闲裤生产工序进行优化编排和重新组合，进而对其进行模块化编制，女休闲裤缝制流水线工序编制表见表3。

根据式(3)(4)计算出各模块的编制效率及均衡指数，女休闲裤模块1的编制效率为94.1%，均衡指数为4.58；模块2的编制效率为98.3%，均衡指数为3；连接模块的编制效率为95.5%，均衡指数为2.83。绘制各个模块的编制效率关系图，如图3所示。

表3 女休闲裤缝制流水线工序编制表

注：1/3、2/3、1/2代表该工序的部分时长。

图3 各个模块编制效率关系图

4 结束语

本文通过对女休闲裤缝制流水线进行模块化划分，并进行模块内工序的优化编制，最终实现缝制流水线的模块化编制，得出：①模块化划分增加了服装缝制生产的灵活性，有效避免了半成品的堆积现象；②有效提高了企业员工的互助性，加强了员工间的沟通与交流，使产品互检变得常态化，间接的提高产品质量；③运用模块化生产方式对女休闲裤进行缝制流水线编制，各模块编制效率相差不大且均远高于85%，满足服装企业精益化生产的要求，符合现阶段“多品种、小批量”的市场需求。