基于工作研究的包裝生產(chǎn)線優(yōu)化研究

吳潔瓊 蔣建洪

摘要：運(yùn)用工作研究方法對(duì)某藥品生產(chǎn)廠的貼膏包裝生產(chǎn)線進(jìn)行分析和研究。通過生產(chǎn)線作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的收集和記錄，應(yīng)用工時(shí)測(cè)定、程序分析、操作分析、動(dòng)作分析、瓶頸工序改善、生產(chǎn)線布局調(diào)整等方法實(shí)現(xiàn)了在不增人員的情況下縮短生產(chǎn)線周期時(shí)間16.17%，生產(chǎn)線平衡率提升10.4%，每小時(shí)產(chǎn)能提升了700PCS，并減輕了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

Abstract： A work study method is used to analysis and optimize packaging line of a pharmaceutical factory， with the dada collected from working site observation， stopwatch measurement， program analysis， operation analysis， motion analysis， improvement of bottleneck， adjustment of production line layout and its causes. Without adding operators， the production cycle time was reduced by 16.17%， the line balancing rate promotes by 10.4%， per hour capacity increases 700PCS and reduced operator labor intensity.

關(guān)鍵詞：工作研究；瓶頸工序改善；生產(chǎn)線平衡

Key words： work study；improvement of bottleneck；line balancing

中圖分類號(hào)：F273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）17-0276-03

0 引言

近年來，在國(guó)家醫(yī)藥改革政策下，老齡化社會(huì)到來的環(huán)境下，藥品需求規(guī)模不斷擴(kuò)大，未來我國(guó)醫(yī)藥行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位將進(jìn)一步提高[1]。隨著國(guó)內(nèi)制藥企業(yè)的快速發(fā)展，A公司快速上升時(shí)期疏忽的許多問題就暴露出來，如車間布局不科學(xué)、物流路徑混亂、工序生產(chǎn)能力差別大、生產(chǎn)過程中浪費(fèi)環(huán)節(jié)多等。解決此類問題一般通過兩種途徑，一是重新規(guī)劃布置，包括投入自動(dòng)化設(shè)備、引進(jìn)ERP系統(tǒng)、培訓(xùn)人員等；另一種方式是通過工業(yè)工程技術(shù)加以解決[2]。而工作研究是工業(yè)工程的核心和基礎(chǔ)，在只需要較少投資或不需要投資的情況下，通過優(yōu)化作業(yè)流程和改進(jìn)操作方法，實(shí)行合理的工作定額，降低成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和效益[3-4]。

本文以一家制藥企業(yè)的包裝生產(chǎn)線為研究對(duì)象，運(yùn)用工作研究的程序分析、操作分析、動(dòng)作分析及作業(yè)測(cè)定等技術(shù)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，達(dá)到提高生產(chǎn)線平衡率、縮短周期時(shí)間、提升產(chǎn)能和減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。

1 生產(chǎn)線現(xiàn)狀與問題分析

1.1 生產(chǎn)線作業(yè)流程現(xiàn)狀

A公司始建于1952年，是廣西重點(diǎn)醫(yī)藥企業(yè)、國(guó)內(nèi)最大的外用貼膏藥品生產(chǎn)企業(yè)，在骨科領(lǐng)域擁有系列化的產(chǎn)品和領(lǐng)先的品牌。公司目前主營(yíng)擦劑、酊劑、軟膏、貼膏等外用藥品及醫(yī)療器械產(chǎn)品。

經(jīng)過六十五年的發(fā)展，公司營(yíng)業(yè)額從每年幾百萬元發(fā)展到數(shù)億元人民幣，市場(chǎng)需求不斷增加。但是，貼膏藥品的最后工序——貼膏包裝工序，多年來一直采用手工包裝的傳統(tǒng)方法，包裝速度無法與前期膏藥提取、制膏、涂布速度相匹配，嚴(yán)重制約了公司產(chǎn)品的正常銷售和快速發(fā)展。根據(jù)訂單需求預(yù)測(cè)，到2018年包裝工序每日需交付45000盒，而現(xiàn)階段包裝工序每日生產(chǎn)量約39000盒，缺口達(dá)到15.4%。面對(duì)巨大的產(chǎn)能與需求差距，包裝生產(chǎn)線生產(chǎn)效率提升成為企業(yè)發(fā)展的迫切需要。

公司的包裝流水線分為內(nèi)包裝與外包裝兩部分，內(nèi)、外包裝均為單道工序的多人獨(dú)立作業(yè)[5]。根據(jù)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》對(duì)藥品包裝的相關(guān)規(guī)定，公司對(duì)內(nèi)包裝和外包裝用玻璃墻進(jìn)行隔離，內(nèi)包裝區(qū)域?qū)ν獍b區(qū)域呈正壓差，避免低潔凈級(jí)別區(qū)域空氣向高潔凈級(jí)別區(qū)域流動(dòng)。包裝好的內(nèi)袋僅通過流水線傳送至外包區(qū)域，避免人員、物料的迂回往返導(dǎo)致交叉污染。

包裝生產(chǎn)線共有5個(gè)工序，分別為貼膏裝入內(nèi)袋（工序1）、內(nèi)袋封口（工序2）、內(nèi)袋裝盒（工序3）、三維塑封（工序4）和裝箱（工序5），生產(chǎn)線各工序的位置分布如圖1所示。其中，外包裝區(qū)域是雙層流水線，內(nèi)袋裝盒的操作人員從下層流水線拿取已封口的內(nèi)袋，包裝好的盒子約25～30個(gè)時(shí)，操作人員將小盒對(duì)齊整理放至上層流水線，運(yùn)送至工序4進(jìn)行三維塑封。

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)觀察過程中，采用秒表測(cè)時(shí)法[6]作為測(cè)定方法對(duì)各個(gè)工序的工時(shí)進(jìn)行測(cè)量。首先選取作業(yè)水平中等偏上的操作人員作為觀測(cè)對(duì)象，通過連續(xù)測(cè)時(shí)的方法對(duì)各工序進(jìn)行作業(yè)時(shí)間測(cè)量，采用三倍標(biāo)準(zhǔn)差法剔除數(shù)據(jù)中的異常值后計(jì)算觀測(cè)時(shí)間的平均值；再根據(jù)各工序的實(shí)際情況確定寬放工時(shí)，計(jì)算出各工序的工位標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)；最后根據(jù)各工序配置的人員數(shù)量，計(jì)算出節(jié)拍時(shí)間。

1.2 生產(chǎn)線問題分析

根據(jù)工作研究的相關(guān)方法，計(jì)算生產(chǎn)線各項(xiàng)指標(biāo)，結(jié)合包裝線實(shí)地觀察，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的兩個(gè)關(guān)鍵問題。

1.2.1 各工序生產(chǎn)能力不匹配，生產(chǎn)線不平衡

由表1可知，瓶頸工序節(jié)拍時(shí)間C.Tmax為0.79s，是生產(chǎn)線中耗時(shí)最長(zhǎng)的作業(yè)工序的節(jié)拍時(shí)間，即生產(chǎn)線周期時(shí)間[7]。

根據(jù)訂單需求和每班實(shí)際作業(yè)時(shí)間（9h），計(jì)算出在滿足訂單需求的情況下包裝生產(chǎn)線的理論節(jié)拍時(shí)間（Taking Time，TT）[8]。TT=日實(shí)際工作時(shí)間×良品率/日目標(biāo)產(chǎn)量=9×3600×0.95/45000=0.68s。

各工序節(jié)拍時(shí)間均與理論節(jié)拍時(shí)間存在較大差異，并存在明顯的瓶頸工序，導(dǎo)致線上各項(xiàng)作業(yè)不能同步進(jìn)行，工人和設(shè)備無法有效利用，浪費(fèi)大量的人力、物力。

生產(chǎn)線平衡率=[各工序時(shí)間總和/（瓶頸時(shí)間×共序數(shù)）]×100%=[3.15/（0.79×5）]×100%=79.7%。

1.2.2 流水線平面布局不合理

目前貼膏裝入內(nèi)袋、內(nèi)袋裝盒工位的操作人員與傳送帶為側(cè)位方式，操作人員拿取物料需要側(cè)身、彎腰、大臂伸直，動(dòng)作幅度大，容易疲勞，不符合動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則。

2 生產(chǎn)線優(yōu)化過程

根據(jù)包裝生產(chǎn)線存在的問題，運(yùn)用工作研究的相關(guān)方法，從時(shí)間研究、動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則、生產(chǎn)線布局調(diào)整等方面對(duì)包裝線進(jìn)行改善，達(dá)到提高生產(chǎn)線平衡率、提升產(chǎn)能的最終目的。

2.1 對(duì)貼膏裝入內(nèi)袋和內(nèi)袋裝盒工序進(jìn)行改善

由于貼膏裝入內(nèi)袋與內(nèi)袋裝盒工序節(jié)拍時(shí)間大于目標(biāo)理論節(jié)拍時(shí)間，因此將這兩個(gè)工序作為改善重點(diǎn)。貼膏裝入內(nèi)袋和內(nèi)袋裝盒工序?yàn)榧兪止ぷ鳂I(yè)，所以在改善技術(shù)上優(yōu)先采取動(dòng)作分析，研究并減少、消除操作人員各種動(dòng)作的浪費(fèi)，縮短作業(yè)時(shí)間，使操作更加輕松有效，提高工作效率。采用影像分析法，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行拆分和記錄。

動(dòng)作時(shí)間研究如表2所示，并將每個(gè)動(dòng)作的操作時(shí)間平均到每盒，以便進(jìn)行分析對(duì)比。

以減少動(dòng)作的數(shù)量、雙手同時(shí)進(jìn)行動(dòng)作、縮短動(dòng)作的距離、輕松動(dòng)作這四條動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則[9]為基準(zhǔn)，對(duì)貼膏裝入內(nèi)袋和內(nèi)袋裝盒工序做了以下改善。

2.1.1 貼膏裝入內(nèi)袋工序用橋式操作臺(tái)縮短動(dòng)作范圍

改善前操作臺(tái)與傳送帶成直角，操作人員與傳送帶為側(cè)位方式，每次將裝滿內(nèi)袋的托盤放至傳送帶需要側(cè)身并伸長(zhǎng)手臂，伸手距離為60cm，超過了人體正常作業(yè)范圍。改善方案將操作臺(tái)設(shè)置在傳送帶上，操作臺(tái)面開一槽剛好能放下內(nèi)袋，這樣，裝好的內(nèi)袋直接落入傳送帶，縮短了動(dòng)作范圍，而且將彎腰動(dòng)作及大臂盡量伸直的動(dòng)作改為只使用手腕與手肘就能輕松作業(yè)。

2.1.2 內(nèi)袋裝盒工序用面對(duì)傳送帶操作臺(tái)減小動(dòng)作幅度

改變內(nèi)袋裝盒工位布置，使操作人員與傳送帶的側(cè)位方式變?yōu)槊鎸?duì)傳送帶，避免操作人員拿取內(nèi)袋、將盒子放至傳送帶時(shí)來回轉(zhuǎn)動(dòng)身體并伸長(zhǎng)手臂，造成身體疲勞。原操作臺(tái)過寬，既占據(jù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)面積，又要增加作業(yè)動(dòng)作。根據(jù)操作需求改變操作臺(tái)后，縮窄作業(yè)區(qū)域，以防止動(dòng)作不合理性和浪費(fèi)。

2.1.3 內(nèi)袋裝盒工序設(shè)計(jì)齊盒工裝減少動(dòng)作數(shù)

改善前，裝盒人員把包裝好的盒子堆疊在操作臺(tái)的右上角，盒子約25～30個(gè)時(shí)將小盒對(duì)齊整理放至上層流水線。操作人員在疊放小盒的過程中，需要眼部的注意力，而眼的活動(dòng)過于頻繁，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作的遲疑和延緩。

改善方案為，在操作臺(tái)右邊加裝一個(gè)凹形架子，操作者只需伸手10cm把盒子放入架子口中，盒子即順著架子四周整齊堆疊。將盒子放置傳送帶前也省去了對(duì)齊整理盒子的動(dòng)作。

由于貼膏裝入內(nèi)袋工序使用橋式操作臺(tái)，每次裝好的內(nèi)袋直接落入傳送帶，因此將整理內(nèi)袋的動(dòng)作轉(zhuǎn)移到封口工序，改善后三個(gè)工序的動(dòng)作時(shí)間研究如表3所示。

對(duì)比優(yōu)化前后的情況可知，貼膏裝入內(nèi)袋工序操作數(shù)減少了3個(gè)，時(shí)間減少0.9s；內(nèi)袋封口工序時(shí)間增多0.16s；內(nèi)袋裝盒工序時(shí)間減少0.75s。

2.2 人員配置調(diào)整與節(jié)拍設(shè)定

操作人員作為生產(chǎn)線中最活躍的影響因素，人員的配置情況決定了生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。在企業(yè)中，如何分配工人到不同的工作站以獲得生產(chǎn)線的最高效率、降低人力總成本成為提高生產(chǎn)線平衡率的關(guān)鍵[10]。

以理論節(jié)拍TT=0.68s為參考時(shí)間，進(jìn)行人員配置調(diào)整，通過改變各工序作業(yè)人數(shù)，縮小各工序節(jié)拍差異，提升生產(chǎn)線平衡率，使生產(chǎn)線上的機(jī)器和作業(yè)人員得到充分合理的利用。人員配置調(diào)整后的情況見表4所示。

3 生產(chǎn)線優(yōu)化效果評(píng)價(jià)

本文運(yùn)用工作研究方法，對(duì)包裝生產(chǎn)線進(jìn)行改善優(yōu)化，在不增加操作人員的情況下，縮短生產(chǎn)線周期時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線平衡率和產(chǎn)能的提升，改善效果如下。

①包裝生產(chǎn)線平衡率由79.7%提升至90.1%。

②日產(chǎn)能由38961PCS提升至45261PCS，產(chǎn)能增多6300PCS，提升了16.17%，滿足了A公司的訂單交付需求。

③通過工位的改變、設(shè)置齊盒工裝，縮短了動(dòng)作范圍，減小動(dòng)作幅度、減少動(dòng)作數(shù)，使操作更輕松快捷，同時(shí)提高了包裝效率。

4 結(jié)語

運(yùn)用工作研究技術(shù)對(duì)A公司包裝生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化，在生產(chǎn)線工位設(shè)置、工裝的設(shè)計(jì)和人員配比三個(gè)方面提出了改善方案。生產(chǎn)線優(yōu)化內(nèi)容主要包括：①運(yùn)用作業(yè)測(cè)定，分析包裝生產(chǎn)線現(xiàn)狀，提出需要改善的關(guān)鍵問題。②針對(duì)節(jié)拍時(shí)間大于目標(biāo)理論節(jié)拍時(shí)間的工序，基于動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則進(jìn)行改善。③以目標(biāo)理論節(jié)拍時(shí)間為基準(zhǔn)，進(jìn)行人員配置調(diào)整與節(jié)拍設(shè)定。④優(yōu)化后的生產(chǎn)線，生產(chǎn)線周期時(shí)間縮短了16.17%，生產(chǎn)線平衡率提升10%，每小時(shí)產(chǎn)能提升了700PCS，并減輕了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。本文所采用的方法簡(jiǎn)單實(shí)用，同類企業(yè)可借鑒掌握，以達(dá)到提高人員利用率和提升產(chǎn)能的目的。

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