曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線產(chǎn)能提升研究

劉成文，楊志陽(yáng)，柏 陽(yáng)

（淮海工學(xué)院 機(jī)械與海洋工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005）

某公司永磁同步無齒輪曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能為每天250 臺(tái)。近年來，隨著電梯市場(chǎng)需求增加，曳引機(jī)年銷售量不斷上升。為滿足日產(chǎn)量的需求，據(jù)測(cè)算，需要將曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線產(chǎn)能提高到每天340 臺(tái)。因此，擬通過轉(zhuǎn)子線現(xiàn)狀分析，運(yùn)用IE 方法，找出不合理的生產(chǎn)方式，不協(xié)調(diào)的人機(jī)作業(yè)關(guān)系，不必要的浪費(fèi)和等待。運(yùn)用工業(yè)工程相關(guān)理論知識(shí)，改進(jìn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化作業(yè)順序，降低各工位C/T 時(shí)間，減少浪費(fèi)和等待，達(dá)到日產(chǎn)能340 臺(tái)的改善目標(biāo)。

1 轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析

轉(zhuǎn)子組件包含的零部件有轉(zhuǎn)子、軸承、磁鋼片、銅壓板、盤車齒圈和曳引輪。其裝配工藝程序主要有軸承壓裝、轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)、貼磁、鎖銅壓板、熱套軸承、熱套曳引輪、冷壓曳引輪和檢查等一系列工序。為確定瓶頸工序與未達(dá)標(biāo)工序做準(zhǔn)備，繪制轉(zhuǎn)子組件工藝程序如圖1 所示。

圖1 曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)工藝程序

運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)測(cè)定法對(duì)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線6 個(gè)主要加工工序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的測(cè)定與計(jì)算。運(yùn)用平準(zhǔn)化法確定評(píng)定系數(shù)，綜合考慮確定各工位的寬放率為15%，歸納各工序標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間見表1。

表1 曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線加工工序標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間表

由表1 可得轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線平衡率為：

可見，轉(zhuǎn)子線各加工工序間存在嚴(yán)重不平衡，且可知貼磁工序?yàn)槠款i工序。且由于目標(biāo)產(chǎn)能為340 臺(tái)，目標(biāo)C/T 值為1.412min。其中的熱套軸承工序和曳引輪裝配工序?yàn)槲催_(dá)標(biāo)工序。

2 轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線的優(yōu)化改善

2.1 瓶頸工序的分析改善

已知貼磁工序是曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線的瓶頸工序，對(duì)貼磁工序環(huán)境觀察記錄并運(yùn)用操作分析法進(jìn)行分析，見圖2。

通過分析發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題：

（1）第二次貼磁前存在一段三人共同等待時(shí)間26s；

（2）甲和乙部分作業(yè)相互等待，是否可以重排作業(yè)順序；

（3）丙的時(shí)間利用率太低，只有46.4%；

（4）分度工裝無專門放置位置，分磁工作臺(tái)物料凌亂；（5）線邊物料堆放雜亂。

對(duì)問題1）進(jìn)行“5W1H”提問，見表2。

通過提問，首先確定貼磁工序兩極鋼磁片可以并應(yīng)盡可能提前分別裝配好待用。

其次，貼磁工序共有兩個(gè)工作臺(tái)，5 人操作，3 人做標(biāo)準(zhǔn)線貼磁，2 人做混裝線貼磁。另有2 人專門做分磁作業(yè)。考慮將分磁作業(yè)合并由1 個(gè)人完成，該操作著的時(shí)間利用率為46.4×2＝92.8%，省下來的1 個(gè)人輔佐貼磁工序，提高貼磁效率。

表2 5W1H 提問

圖2 貼磁工序操作分析

第三，改進(jìn)分磁工作臺(tái)的設(shè)計(jì)。測(cè)量兵確定磁鋼片的磁場(chǎng)安全距離為前后間距150 mm，左右間距180 mm，上下間距200 mm。設(shè)計(jì)新的分磁工作臺(tái)規(guī)格為1600 mm×500 mm×1080 mm；每個(gè)分磁工作臺(tái)下面整齊放置六個(gè)分度工裝，備用磁鋼片根據(jù)以往每日使用量，減少數(shù)量放置在備用磁鋼放置架上。

通過作業(yè)順序調(diào)整和工作臺(tái)改進(jìn)，預(yù)計(jì)可以縮短工作時(shí)間183-134=49s。甲和丙時(shí)間利用率達(dá)到100%，乙的時(shí)間利用率也從原來的53.6%提高到82.8%。如圖3 所示。

圖3 優(yōu)化后的貼磁工序操作分析

2.2 熱套軸承工序的分析改善

根據(jù)圖3 和現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際測(cè)量觀察，熱套軸承工位主要有如下幾個(gè)問題：

（1）拆卸軸承軸套花較多時(shí)間，放置包裝袋的垃圾桶太大，而且很容易就滿。

（2）軸承放置小車設(shè)計(jì)不合理，底層軸承人要彎腰到很低才能拿到而且軸承比較重。軸承、軸套每天配送一次，導(dǎo)致每次配送量太多，物料堆放混亂。

（3）轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)要耗費(fèi)接近一半的時(shí)間，人要在一旁監(jiān)視，防止轉(zhuǎn)子滑落砸壞機(jī)器。

通過分析，提出改善措施：

（1）對(duì)軸承小車作改進(jìn)設(shè)計(jì)，軸承軸套成套配送，增加配送批次，減少每批配送數(shù)量。設(shè)計(jì)軸承小車整車尺寸規(guī)格為1500 mm×540 mm×1140 mm，分為四層，上三層放置標(biāo)準(zhǔn)線機(jī)型軸承，底層放置大功率機(jī)型軸承，四層托板都設(shè)有導(dǎo)軌，可將托板拉出60%，方便拿取軸承。將軸承去包裝和軸套成套配送，每層可放15 套，一車可以放置60 套。每天配送6 次，共360 套。實(shí)現(xiàn)單元化生產(chǎn)，減少生產(chǎn)線物料堆放。使用新設(shè)計(jì)的軸承小車后，可將原先拆卸軸承包裝盒的時(shí)間去除，平均減少10 s。

（2）購(gòu)買新型翻轉(zhuǎn)機(jī)，提高效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)屬于設(shè)備功能不足，未能自動(dòng)定位、自動(dòng)識(shí)別翻轉(zhuǎn)和無防護(hù)裝置，需要人員全程操作，翻轉(zhuǎn)周期時(shí)間太長(zhǎng)，所以考慮重新購(gòu)買新型翻轉(zhuǎn)機(jī)。通過與供應(yīng)商的交流決定購(gòu)買氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)。應(yīng)用氣動(dòng)翻轉(zhuǎn)機(jī)可使轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)由原先的30s 縮減到15 s，無需人員動(dòng)手操作。預(yù)計(jì)熱套軸承工序C/T 時(shí)間可從2.10 min 減少到1.27min。

2.3 曳引輪裝配工序的分析改善

曳引輪裝配工序問題主要集中在熱套曳引輪工位，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察和測(cè)得的時(shí)間分析，有兩個(gè)問題較為突出：

（1）曳引輪加熱時(shí)間過長(zhǎng)；

（2）緊固螺栓作業(yè)用時(shí)過長(zhǎng)。

考慮改進(jìn)措施：

（1）更換加熱器，增大功率，提高加熱速度。

（2）引進(jìn)四軸同步自動(dòng)擰緊機(jī)，一次性將四顆螺栓同時(shí)打入，并完成扭力測(cè)定。

改善后，熱套曳引輪工位的C/T 時(shí)間可以從原來的2.64 min 降到1.64 min，縮短1 min。在冷壓曳引輪工位不變的情況下，曳引輪裝配工序的平均C/T 時(shí)間減少到1.37 min，低于轉(zhuǎn)子線目標(biāo)C/T 時(shí)間1.412 min，曳引輪裝配工序優(yōu)化改善工作完成。

3 轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線改善效果

轉(zhuǎn)子線經(jīng)過一系列優(yōu)化改善后，整體生產(chǎn)能力得到了較高的提升。主要表現(xiàn)為貼磁工序、熱套軸承工序和曳引輪裝配工序C/T 時(shí)間的降低，工人等待時(shí)間的減少，線邊物料大幅減少。

整條轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線改善后工時(shí)如表3 所示。

表3 改善后工時(shí)表

轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線的C/T 時(shí)間也由原來的2.496 min 減少到1.37 min。改善后可達(dá)到產(chǎn)能為

圖4 轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線改善前后產(chǎn)能比較

改善后轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線平衡率

線平衡率由原來的66.37%提升到87.96%。轉(zhuǎn)子線產(chǎn)能由原先的250 臺(tái)提高到350 臺(tái)，達(dá)到并超過日產(chǎn)能340 臺(tái)的改善目標(biāo)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文運(yùn)用工業(yè)工程技術(shù)方法對(duì)曳引機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線產(chǎn)能不足問題進(jìn)行了研究。運(yùn)用運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)測(cè)定法對(duì)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線6 個(gè)主要加工工序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的測(cè)定與計(jì)算，確定貼磁工序?yàn)槠款i工序，熱套軸承工序和曳引輪裝配工序?yàn)槲催_(dá)標(biāo)工序。

運(yùn)用程序分析法、操作法分析法分別對(duì)貼磁工序、熱套軸承工序、曳引輪裝配工序進(jìn)行分析與改善研究，對(duì)分磁工作臺(tái)、軸承小車等工藝裝備作改善設(shè)計(jì)，引入大功率曳引輪加熱器和四軸同步自動(dòng)擰緊機(jī)，并實(shí)施到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)當(dāng)中。使得貼磁工序、熱套軸承工序和曳引輪裝配工序C/T 時(shí)間大幅降低，轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線的C/T 時(shí)間也由原來的2.496min 減少到1.37min，線平衡率由原來的66.37%提升到87.96%，轉(zhuǎn)子生產(chǎn)線產(chǎn)能從每日250 臺(tái)提升到350 臺(tái)。