基于工业工程的M企业冷柜产线平衡优化

　　摘要:冷柜生产企业面临诸多挑战，实际生产中M公司生产线平衡率低瓶颈工序问题突出。因此，以M公司冷柜生产线为研究对象，通过IE方法确定影响产线平衡的因素并利用5W1H、ECRS、双手作业法对操作复杂的瓶颈工序进行针对性分析并优化，利用MOD法进行改进后时间的计算。结合现场利用IE相关理论实现产线平衡的优化。

　　关键词:工业工程;产线平衡;优化

基于工业工程的M企业冷柜产线平衡优化

　　1背景概述

　　随着时代的进步和科技的迅速发展，人们食品安全意识提升，冷柜行业迎来新发展，冷柜的销量逐年升高[1]。M公司是一家多功能多品种白色家电制造公司，随着环境及市场需求快速变化，冷柜生产企业面临相当多的挑战，如产品更新速度加快、物料供应、人工成本上升等。在市场竞争日益激烈的形势下，如何实现生产线高效运转、减少人力物力和财力的浪费、提高生产效率成为各企业急需解决的课题。在冷柜的实际生产中，M公司面临诸多问题，如:工位布置及作业分工不合理，瓶颈工序影响生产线的整体效率、动作的浪费，生产线生产过剩造成的库存浪费。因此，M公司亟须对现行生产线问题进行分析，找出影响产线平衡的因素[2]，尽量使各工位的作业时间趋于一致，减少工时损失，提高设备和人工利用率，并通过动作优化减少工人的疲劳强度，提高生产效率及产线平衡率，以达到整体状态的最优和平衡。

　　2现状分析

　　在M公司的冷柜生产的流程中，冷柜生产流程有44道工序，为管理方便划分为发泡、总装和检测、包装四部分。通过实地观察与分析，发现该产线存在部分工序堆积严重、工作环境脏乱等问题。根据该产线的生产目标计算生产节拍为37秒，此时产线平衡率为49.89%。统计通过现场计时得到的各工序时间并与节拍对比，发现五项对产线平衡率限制严重的瓶颈工序。分别为工序装内胆、撕条码、固定脚轮、固定铰链、清擦，现利用IE相关理论及原则，分析优化该产线的瓶颈工序，实现该产线生产平衡率的提升。

　　3瓶颈工序分析与改善

　　3.1装内胆

　　利用左右手分析法对操作过程进行分析，可以发现此工位上存内胆位置不合理、扎孔过程动作浪费、胶带与员工位置较远等问题，运用“5W1H”“ECRS四原则”对装内胆这一工序进行改善，如表1。改善后将内胆置于员工左侧，操作过程中左手持住内胆，右手扎孔。取消“右手递加强条给左手”的动作，把加强条置于工作台上的左侧，由左手取加强条。取消“右手递胶带给左手”，改为右手贴胶带，同时把放置胶带的矩形盒正对员工视角放置，便于胶带的撕取。改善前后左右手动作统计如表2。由表2可得，改善后的左手动作由19次降为12次，减少了36.84%;右手动作由25次降为14次，减少了44%。改善之后左右手趋向于平衡。根据调研生产车间的实际情况，进行该装置总装工作的工人操作均基本熟练，取MOD值为正常值0.129秒。同时到操作者休息和停顿的时间，称为“宽放时间”[3]。宽放系数取15%。计算改善后工序用时20.77秒。可得工序用时节省4.051秒，改进率为16.32%，改善效果明显。

　　3.2贴条码

　　贴条码工序是前期发泡工序工作完成后，生产线二合一的起点，该工序存在左右手不平衡、扫描方式复杂、撕取胶带费力等问题。采用“5W1H”提问技术及ECRS四大原则对冷柜撕贴条码步骤进行分析、改进如下:将两张条形码合二为一，用磁条替代胶带固定条形码，将手持式扫描机改为立式扫描机。改善后，总动作由28次降至24次，减少了14.3%，左右手动作趋于平衡，如表3所示。利用MOD法计算改善后贴条码工序耗时21.96秒。相较于改善前耗时24.03秒，时间节省2.0697秒，改进率为8.61%，对于生产效率的提高有明显的积极意义。

　　3.3固定铰链

　　固定铰链工序存在放手枪钻、搬运工具框的无效动作。考虑到频繁端起放下物品耗能较多，手臂易疲劳，工具筐的主要目的是存放螺钉，取消放筐子和手枪钻两项无效动作。同时，在工人完成一台冷柜的工作前往下一台冷柜的途中设置工具台，将盛放螺钉的筐子放于工具台上，右手保持动作持住手钻枪。工人总动作次数减少，工作流程简化。利用MOD计算改善后工序耗时为22.55秒。时间节省2.0769秒，改进率为8.44%。

　　3.4固定脚轮

　　通过对员工的操作以及人机关系分析，发现该工位工人工作量大且操作复杂，生产步骤难以简化。因此针对此瓶颈工序，采用增加一名定员的方法，降低固定脚轮工序的工作时间。经过计算及现场实验得到改善后固定脚轮工序的工作时间降低为16.74秒，相比于原时间有较大程度的改善，员工的疲劳度降低。

　　3.5清擦

　　引起清擦工序耗时较长的主要原因为该生产线生产环境脏乱，导致部分箱体表面存在难以清理的污垢，若在整条生产线上推行5S现场管理法，即整理、整顿、清扫、清洁、素养，在生产现场中对人员、机器、材料、方法等生产要素进行有效的管理[4]。企业采取了“5S”管理法之后，不仅可为清擦工序节省时间，还可促使整条生产线效率的提高，保障企业的生产安全的同时提高企业形象和竞争力[5]。

　　4评估与建议

　　通过5W1H法、ECRS法分析并利用双手作业法、模特法等改善瓶颈工序，改善后产线平衡率提升至68.18%，如右图。从改进结果中，可以看出应用工业工程相关理论改进优化生产线、提高产线平衡率的重要意义。对瓶颈问题不断加以改善的同时，还需要着眼于整体对该产线的工位进行合理划分，追求柔性生产，以实现生产资源的更合理配置和生产利润的进一步提升。依据生产计划、生产节拍合理划分工位，建立有效的反馈机制，有助于提升该企业生产过程的柔性化。改善前后生产平成率对比图从人因工程和企业利益的角度来看，目前的改善将带给工人和企业一定的好处。从工人的角度讲，工人的等待时间减少、动作浪费的现象得到改善，降低了操作过程的疲劳强度，整体的工作效率得到提高。相同的工作时间，但是工作过程更加轻松，激发了工人的工作热情，有利于企业的长远发展。从企业角度讲，生产线的效率提高，生产库存浪费减少，降低生产成本，工人作业工时降低，产出量增加的同时还能节省时间，企业利润的增加是最直接的表现。同时，由工人的工作热情和工作积极性的提高所带来的正面效应也将会在今后的生产中表现的日益明显。

　　5总结

　　通过应用IE理论改进M企业冷柜产线的瓶颈问题，从而实现低投入提高产线平衡率，可以明显看出应用工业工程相关理论改进优化生产线、提高企业竞争力的重要意义。相较于追加资本投入，扩大劳动力或扩大规模等外部方式来提高企业整体效率与收益，遵循工业工程的相关原则，通过将生产要素进行必要的重新组合、极大程度地优化整体作业过程、合理研究与改进生产制造过程的操作方法等方法，消除各种不必要浪费，节约实际操作时间和生产资源，从而增加经济效益、提高整体生产率。

　　参考文献:

　　[1]汪超，韩美顺.2019年度中国制冷设备市场分析[J].制冷技术，2020，40(S1):68-89.

　　[2]郭伏，张国民.工作研究在流水线平整中的应用[J].工业工程与管理，2005(02):120-124.

　　[3]张高艳，梁佩，许志沛，薛顺.运用模特排时法改进某环保装置总装线作业平衡的探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2011(05):142-143.

　　[4]张晓东，张屹，丁邦敏.现场管理与“5S”[M].中国计量出版社，2001:60-65

　　[5]郑健.企业核心竞争力与可持续竞争力的互动关系研究[J].当代经济，2012(09):52-53.

　　《基于工业工程的M企业冷柜产线平衡优化》来源：《科技风》，作者:张永辉

学术指导老师

学术指导老师二维码