U型裝配線人員步行路線規(guī)劃

萬建建

摘 要：U型裝配線人員的步行路線對U型裝配線的生產(chǎn)線平衡率以及設備綜合效率OEE有重要的作用。該文以生產(chǎn)線平衡的U型裝配線人員移動路線圖、人體工程學來考慮人員步行路線圖為依據(jù)做出實驗，結(jié)合實驗結(jié)果做出優(yōu)缺點分析，從而降低員工的勞動強度，減少人員路線安排不當引起的損失。因此在實際生產(chǎn)中，一定要將減低勞動強度放在一個重要的位置。自始至終貫徹精益的思想，不斷提高勞動強度，畢竟穩(wěn)定的熟練工人是公司寶貴的財富，能夠使生產(chǎn)計劃順利的執(zhí)行。

關(guān)鍵詞：U型裝配線 步行路線 生產(chǎn)線 平衡人體工程學

中圖分類號：TG65 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）02（c）-0108-02

U型裝配線因形似英文字母“U”而得名，與其它類型裝配線相比，優(yōu)點是U型裝配線空間利用率高，工位之間距離短，減少搬運，首尾相顧，便于實現(xiàn)單件流一；缺點是在人員的安排上相對于困難，人員布局較復雜。

U型裝配線人員的步行路線是指操作工人在U性線間的移動路徑，決定了生產(chǎn)的節(jié)拍、工位作業(yè)的分配方式以及每個操作員工的工作量。不同于以往的其他類型的裝配線，U型裝配線中的員工可以兼顧左右以及后方機器的工作。因此，U型裝配線相對于傳統(tǒng)的其他類型的裝配線，在人員的移動路線上更多樣性。操作人員的移動路線可以是直線型、三角形、不規(guī)則多邊形、交叉型等。

企業(yè)在規(guī)劃U型裝配線人員步行路線時都希望節(jié)拍越平衡越好，因為如果存在不平衡，為了實現(xiàn)單件流，節(jié)拍短的操作員工在每個節(jié)拍都要等待節(jié)拍長的操作員工，造成生產(chǎn)中的浪費。并且如果工位作業(yè)分配不平衡，工作量大的員工容易產(chǎn)生不良情緒，進而影響整條U型裝配線的生產(chǎn)連續(xù)性以及生產(chǎn)效率。

1 基于生產(chǎn)線平衡的U型裝配線人員移動路線圖

U型生產(chǎn)線與傳統(tǒng)的生產(chǎn)線相比，人員的移動更加靈活，故企業(yè)在布局U型線人員的步行路線時，更關(guān)注的是人員的節(jié)拍時間是否接近，因此，企業(yè)目前在布局U型裝配線的人員步行路線時，主要考慮生產(chǎn)線的平衡率，方法如下。

1.1 計算客戶節(jié)拍

客戶節(jié)拍=有效工作時間/客戶需求量

這里假設某公司客戶對A產(chǎn)品需求量為3 000件/d，該公司為三班制，每班有半個小時吃飯時間，產(chǎn)線OEE（設備綜合效率，Overall Equipment Effectiveness）為75%，則該客戶節(jié)拍（TT，Takt time）為：

TT ==20.25 S

1.2 作業(yè)時間測定

作業(yè)時間的測定主要有兩種途徑，一是秒表測時，為了數(shù)據(jù)的準確性，應測多組數(shù)據(jù)，一般建議最少20組，剔除異常值后求平均值即是該工位的人工時間。二是MTM方法，MTM方法是把人的動作分解成多種基本動作，如足動、腿動、轉(zhuǎn)身、伸手、抓、握等基本動作，現(xiàn)在很多大型企業(yè)已經(jīng)開始使用MTM進行時間研究。表1為S公司的作業(yè)時間統(tǒng)計表。

其中：工位時間=機器時間+人工時間-重疊時間。

1.3 確定U型線員工人數(shù)

為了達到客戶要求，生產(chǎn)線的實際節(jié)拍不能高于客戶節(jié)拍，因為一旦高于客戶節(jié)拍，則不能在規(guī)定時間內(nèi)完成客戶的需求。

為此，最少的操作人員數(shù)為：

OP≥

故該公司的OP≥ = = 4.65

因此，該U型裝配線最少有五名操作員工才能滿足客戶需求。在實際生產(chǎn)中，各個工位之間還有走動時間，這里暫不予考慮。

1.4 人員路線安排

大部分企業(yè)為了提高生產(chǎn)線的平衡率，總是盡可能的讓U型線內(nèi)的操作人員的工作節(jié)拍相等，從而最大程度的減少人員能力損失，提高生產(chǎn)線的平衡率，對于企業(yè)來說，平衡率越高代表企業(yè)的人員損失越少。圖1為S公司根據(jù)實際的人工時間計算出的給出的人員路線圖。

用OP（operator）表示操作員，則：

OP1=19.1s；OP2=19.2s；OP3=18s；OP4=19.9s；OP5=17.9s

理論上，基于上述方法計算出來的U型裝配線節(jié)拍應該不大于19.9S，然而實際現(xiàn)狀卻是：（1）很難達到理論上的生產(chǎn)節(jié)拍19.9S，實際節(jié)拍高達24S；（2）員工離職率高，留不住熟練員工。

通過對實際產(chǎn)線的現(xiàn)場記錄分析，發(fā)現(xiàn)OP1雖然理論上節(jié)拍為19.1s，但實際上因為走動路線涵蓋線頭線尾，而這兩個位置容易受干擾，如滿箱后打標簽，因此會拉動整條線的節(jié)拍，實際節(jié)拍平均值為22.4s；OP3和OP4在實際生產(chǎn)中，總是容易碰撞，互相擋道，特別是OP4，因為本身就是節(jié)拍時間最長的，當發(fā)生碰撞時容易心情急躁，與OP3發(fā)生過不愉快，且OP3的平均節(jié)拍為23.7s；OP2抱怨腿部特別辛苦。在研究這條線的兩個月中，OP2和OP4均離職。

2 基于人體工程學來考慮人員步行路線圖

人體工程學研究的是人和機器、環(huán)境的的相互作用及其合理結(jié)合，使設計的機器和環(huán)境系統(tǒng)適合人的生理、心理特點，達到在生產(chǎn)中提高效率以及安全、健康和舒適目的的學科。

因此從人體工學方面考慮，有五個方面在U型裝配線人員步行路線時需要考慮。

（1）步行路線不可交叉：在操作人員的工作路線的安排上，交叉一方面容易使工人在工作時存在不必要的安全風險，如碰撞，且容易造成混亂，另一方面存在交叉的步行路線圖會降低產(chǎn)線的效率，在實際生產(chǎn)中，應盡可能避免路線交叉情況的出現(xiàn)。

（2）步行與坐姿相結(jié)合的原則：步行能夠促進腿部靜脈的血液循環(huán)，舒緩靜脈壓力，適當消除疲勞。有些U型線中，某一些工位手工操作時間長，一個操作工僅在一個工位工作，這時如果在該工位添加座椅不影響其他工位工作的話，應使該工位為坐姿操作。長時間的站立，會使下肢靜脈回流減慢，時間長了容易發(fā)生靜脈曲張，對工人健康造成危害，因此應盡量避免。因此在實際生產(chǎn)中，要靈活安排，根據(jù)實際情況，合理安排步行或是坐姿，避免長期站姿不動工作。

（3）減少側(cè)步走在行走中的比例。在實際的U型生產(chǎn)線中，裝配人員的步行路線存在大量的側(cè)身移動，即側(cè)步走，該研究者針對S公司現(xiàn)存的八條U型裝配線，選取了十五名裝配人員進行分析，這十五名員工男女比例2：1，年紀分布在19～35歲。以25歲左右最多。這十五名操作員在原來的操作路線中，側(cè)步走與正步行走的比例均>1：1；為了對比，重新規(guī)劃后，工作內(nèi)容相同，側(cè)步走與正步行走的比例均<1：3，根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，十五名員工均對第二種工作方法更加滿意。雖然目前沒有強有力的數(shù)據(jù)證明側(cè)步走不能緩解因站立造成的腿部疲勞，但正步行走可以一定程度上減輕腿部疲勞毋庸置疑。為此，在實際的員工步行路線規(guī)劃中，盡可能避免側(cè)步走。

（4）轉(zhuǎn)身的次數(shù)：頻繁的轉(zhuǎn)身會使人產(chǎn)生不適感，因此一個loop中轉(zhuǎn)身的次數(shù)要有一個限制。根據(jù)生產(chǎn)線特點的不同，轉(zhuǎn)身次數(shù)可能需要適當?shù)恼{(diào)整。S公司的要求是1min內(nèi)轉(zhuǎn)身的次數(shù)不超過八次。

（5）不斷聽取產(chǎn)線員工的建議，不斷改進。產(chǎn)線工人是直接作用于U型裝配線的，它們因為有實際的接觸，有有時候提到的建議非常的有用，為此建議開通員工建議通道，并對于提供優(yōu)良的建議的員工給予一定的獎勵。S公司正是開通了建議通道，因此收到了很多有用的信息。如，如工位ST12和ST13都是純手工裝配，再重新規(guī)劃步行路線時，員工就建議把ST12的部分裝配工作轉(zhuǎn)移到ST13上，使ST13工位的裝配時間接近于預期的節(jié)拍，這個工位的員工就可以只在這一個工位工作，并負責滿箱后的包裝等工作。

為此，根據(jù)上述的原則重新對該U型裝配線人員分配步行路線，如下圖2：改進的布局聽取了員工的建議，把ST12工位上的部分裝配轉(zhuǎn)移到了ST13工位上，使得ST12工位的操作時間變成了10.8s，ST13工位的操作時間變成了18.8s。則新的時間分別為：OP1=19.5s，OP2=19.1s，OP3=17.9s，OP4=18.8s，OP5=18.8s。

改進后消除了原來走動路徑中存在的交叉，員工工作時互不干擾。OP1每分鐘轉(zhuǎn)身次數(shù)為6次，符合標準。OP5坐姿工作，包裝時站立。改進后實際測量的整條線的平均節(jié)拍為20.2s，符合客戶的需求。

3 結(jié)語

在U型裝配線中，確定人員步行路線時將生產(chǎn)線平衡與人體工程學綜合考慮，不能厚此薄彼，一味強調(diào)時間上的平衡，而忽略了人體工程學對整個生產(chǎn)上的作用。特別是減輕勞動強度對提高生產(chǎn)效率有至關(guān)重要的作用。因此在實際生產(chǎn)中，一定要將減低勞動強度放在一個重要的位置。自始至終貫徹精益的思想，不斷提高勞動強度，畢竟穩(wěn)定的熟練工人是公司寶貴的財富，能夠使生產(chǎn)計劃順利的執(zhí)行。

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