HS食品工厂外包装线优化研究

摘 要：面对HS食品工厂产品因人员数量不足而延期生产、延期交付问题，以某产品外包装线为研究对象，利用基础工业工程知识对工序划分、人员配置方面进行改善，减少了单条包装线所需员工数量，并将各条包装线精简下来的员工安排到其他生产线进行工作，进而保证工厂现有员工数量能够满足多条生产线同时作业，再利用生产线布局知识对生产线重新布局，提高物料配送效率及其降低外包装线停线带来的损失，提高产品及时交付率。

关键词：包装线;工业工程;生产线布局

随着劳动力成本的提高，面对订单增多而增加作业人员数量的方式会给企业带来巨大成本压力。而对生产线进行优化改善、合理配置生产线人员数量，不仅会保证订单的及时交付，也可以避免人工成本带来的压力。

在生产线优化改善方面，焦玉玲等[1]针对柔性加工线平衡问题，提出了生产线平衡的同时得到工位配置、操作分配与排序的方法。路光秋[2]以S公司炼胶车间白胶生产线为研究对象，运用工业工程相关理论和技术方法，对白胶生产线进行作业测定和方法研究，达到缩短作业时间，提高生产效率，降低生产成本，提高企业竞争力的目的。谭阳波等[3]运用价值流技术对包装生产线存在的人机设置不合理、生产周期冗长等问题进行分析，采用价值流图、拉动系统、工业工程手法等进行改善，改善后方案不仅提高了生产线工效，同时提高了人机利用率，减少了生产浪费。张勇等[4]在包装机上设计了一种适用于纸塑复合袋（双层袋）的八杆机构式灌装开袋装置，实现了黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋的同步开袋和封袋，从而解决了双层袋灌装包装生产线设计中如何同步开袋顺利灌装的难题。

基于此，本文以立袋装番茄酱产品生产线为背景，针对装箱作业即外包装线作业效率慢需要大量人员的问题，利用IE方法以及生产线布局知识对外包装线进行优化提高效率，从而减少生产线人数达到“少人化”目的，进而满足现有人员能够保证多条生产线同时生产，提高产品及时交付率。

1 问题分析

HS公司是一家主要生产番茄酱、蛋黄酱、婴幼儿食品等三种系列产品的生产型公司。其三种产品分别在不同的车间进行生产，而产品又根据生产工艺以及食品生产相关规定以流水线形式分三大区域、三个阶段进行生产，生产过程依次为配料作业、灌装作业、装箱作业。其中产品配料工作由各产线专人负责;产品灌装工作属于半自动化工作，生产人员起辅助作用，进行换模、控制设备等工作;装箱工作由于包装形式复杂多样、难以引入自动化设备而属于手工作业，作业效率比灌装作业效率低。

工厂为保证生产过程流畅、半成品不积压，在外包装线上配置了大量工人，此方法虽然能够使外包装作业跟上灌装作业的节拍，但在工厂人数一定的情况下，某几条生产线占用大量人员势必会导致其他生产线因人员数量不足而被迫停产，进而影响相关产品及时交付。而通过增加作业人员数量方式来保证生产线正常运行、订单及时交付也因为人工成本近年来逐步增加，给企业带来巨大成本压力而变得不合适。

所以，对生产线进行改善，减少单条生产线作业人数，从而保证现有工厂人数能够同时满足多条生产线同时作业迫在眉睫。

2 外包装线工艺流程分析

2.1 立袋装番茄酱外包装线现状

HS公司客户众多，其产品包装种类也繁多，有称重型、计数型、混装计数型等。结合车间现状及相关资料，本文选取生产次数多、生产量高的立袋装番茄酱外包装线为研究对象。

根据现场调研以及相关资料，目前立袋装番茄酱外包装线主要工序见图1，各工序对应人数见表1，外包装线布局图见图2。

2.2 外包裝线现状分析

从以上图表及工厂实际情况可以看出，外包装线是一条机械化、自动化程度低，近乎完全依赖人力的生产线。现在从降低人员疲劳度、提高效率角度，通过“人、机、料、法、环”五个方面对外包装线现状进行分析。

人员配置方面，HS公司产品种类多，不同产品根据其工艺需要不同数量的员工进行生产，生产线人员数量及其对应人员不固定、随意性较大，进而导致外包装线效率较低。传送带及工作台方面，作业人员将半成品从传送带拿到工作台过程中，传送带与工作台高度不一致，弯腰次数过多，增加疲劳度，同时影响效率。物料方面，包装箱人工打箱以及放入下部内衬工作量大、疲劳度高，为保证半成品不积压所需人员较多。工艺流程方面，现有工艺流程中工序划分过细，出现等待浪费，搬运浪费。外包装线布局方面，现有外包装线布局为一条长流水线，产品及其物料运输距离过长，占用空间较大，包装箱等摆放杂乱影响叉车运行，物流不畅通;现有流水线人数过多，工人间作业面积较小，影响操作，同时长流水线遇到机械故障会导致整条流水线停产，严重影响产品包装效率。

3 外包装线改善

HS公司现存问题是外包装线作业效率比灌装线效率低，外包装线占用大量员工，所以改善目标是减少浪费、提高效率进而减少人员数量。

3.1 作业人员效率的提升

HS食品公司内包装有立袋装和瓶灌装两种形式，外包装装箱方式分为称重和计数两种形式，不同装箱方式所需人员数量不同。可以按装箱方式将作业人员分为称重班组与计数班组，并对其培训，使其熟练掌握技能。包装作业时，按装箱工艺首先分配与其对应的班组，如果人员不足从其他班组调用从事工作内容简单的工作。

3.2 传送带及工作台的改善

现有传送带高度偏低、工作台高度偏高，二者有高度差，作业人员需要多次弯腰增加疲劳度及其浪费时间，可以将传送带与工作台高度调成一致，并按作业人员操作方便性调整其高度。

3.3 包装箱的改善

现有包装箱打箱时需要先用封箱机、封箱胶将其封好，涉及过多的工具，不但物料管理麻烦、不符合5S管理，而且封箱过程中拿取物品过多、弯腰次数过多等动作浪费及其增加疲劳度。所以可以从纸箱结构进行改善，比如选取扣抵式纸箱。扣抵式纸箱不需要封箱胶、封箱机等工具，工作台只需摆放纸箱不但加强物料管理，而且减少动作量，提高效率。

3.4 包装线布局改善

针对外包装线现为一条长流水线，半成品传送距离过长，物料配送不畅通及其如果流水线遇到停机等原因中断生产，影响产品包装效率问题，可以将长流水线更改为两条短生产线，并重新划分工序重新配置人员。更改后的流水线不仅提高物料配送效率，同时降低停机带来的风险。

3.5 工艺改善

采用“5W1H”“ECRS四原则”进行装箱工艺分析，首先，看某些工序是否可以取消;其次，看某几道工序能否进行合并或重排;再次，看是否存在可以简化的工序。

通过上述的提问分析，可以看出以上工序均不能取消、简化，但可以通过合并以及重排方式，减少等待搬运浪费，达到优化的目的。

3.6 外包装线改善可行性分析

以上5个改善方面中，工艺重新划分及其外包装线布局改善为全局改善，改善变动大，需要结合现场实际对其进行可行性分析来验证是否可行。

（1）外包装线为手工作业，属于简单重复性作业，员工培训周期短，可快速上手操作，因此重新划分工序、对员工重新安排作业内容是可行的。

（2）外包装线更改为两条短包装线，其占地面积宽度变宽但其仍小于灌装线灌装设备所占宽度，宽度上改善可行;对物料配送方面，叉车可在生产线与生产线公共区域进行配送，不影响物料配送。

4 包装线优化效果

从“人、机、料、法、环”五个方面对外包装线进行分析及其改善后，食品袋气密性检测部分由机器完成，其他工序仍由人工完成。改善后外包装线工序见图3，单条外包装作业各工序所需人数见表3，改善后的外包装线布局图见图4。

从以上图表中可以看出，对人员进行培训、传送带高度调整以及工序重新划分后，作业人员动作浪费减少、效率提升;包装线布局改善后，一条长包装线变为两条短包装线，流水线变短，提高了物料配送效率也可以保证某一条短包装线出现问题，另一条包装线可以继续工作，降低停机带来的风险。改善后两条短包装线共需11人，比改善前的长包装线减少了3人，节省人力21.4%，达到了少人化的目标。该方案复制到其他包装线后，各条包装线人员数量都得到了精簡，精简下来的人员到其他生产线工作，进而保证同一时间工厂现有人数能够满足多条生产线同时作业，提高了产品及时交付率。

结论

随着劳动力成本的提高，对生产线进行优化、人员合理配置代替招聘新员工是一个不错的选择。本文以产品外包装线为研究对象，利用生产线布局、基础工业工程等相关知识对工序划分、人员配置方面进行改善，减少了单条包装线所需员工数量，并将该方法运用到其他生产线，保证工厂现有员工数量能够满足多条生产线同时作业，从而提高产品及时交付率。分析解决问题思路及其采用的方法对相关行业、相关企业有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]焦玉玲，邢小翠，朱春凤，徐良成，邹连慧.简单直线和U型装配线平衡中的改进阶位法[J].同济大学学报（自然科学版），2019，47（01）：143148.

[2]路光秋.工业工程技术在白胶生产线平衡中的应用[J].价值工程，2019，38（29）：278280.

[3]谭阳波，戴欧阳，陈曦.基于价值流技术的JL包装生产线优化研究[J].现代制造工程，2017（11）：2935.

[4]张勇，邓援超.包装机八杆机构式灌装开袋装置的优化设计[J].机械设计与制造，2018（05）：106109.

作者简介：刘永承（1996— ），男，汉族，辽宁庄河人，山东科技大学工业工程硕士研究生在读，研究方向：工业工程。