某重型汽車裝配線平衡技術(shù)應(yīng)用與探索

何曉博，徐偉超，郝寧華，趙明，王新榮

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

前言

線平衡技術(shù)是依照流水線作業(yè)的工程順序，以生產(chǎn)目標(biāo)計(jì)算出周期時(shí)間，對生產(chǎn)的全部操作工序進(jìn)行管理，通過作業(yè)分割或者結(jié)合，使生產(chǎn)工藝達(dá)到最優(yōu)化，調(diào)整后使各工位作業(yè)時(shí)間盡可能均勻或相近的IE改善技術(shù)，從而提高產(chǎn)線的平衡率及效率，是最重要的方法體系。但是，常見的線平衡技術(shù)應(yīng)用于局部或者較短的流水線。

1 確定車型及項(xiàng)目實(shí)施范圍

TZ是國內(nèi)某知名商用車集團(tuán)下屬事業(yè)部，該事業(yè)部裝配線建立于90年代，經(jīng)改造已全面實(shí)現(xiàn)軍民融合，提高產(chǎn)能是當(dāng)期最為緊要的任務(wù)。通過細(xì)分年度車型（軍品21%、民品76%、出口車 2.6%），結(jié)合排車計(jì)劃及市場需求，選取了 A天然氣車型為本次線平衡技術(shù)研究的對象，涉及23個(gè)工位，約70人。從實(shí)際貢獻(xiàn)度出發(fā)，首次將該工具應(yīng)用定義在整條流水線范圍內(nèi)應(yīng)用，最終建立可推廣模型。

2 方法研究，確定節(jié)拍，繪制平衡圖

2.1 作業(yè)分析及時(shí)間測定

借助精益工具中的作業(yè)分析法，了解產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程，圖1中清晰了23個(gè)工位的作業(yè)內(nèi)容。通過影像拍攝、時(shí)間測定、作業(yè)要素分析，建立了作業(yè)時(shí)間、人員配置等基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，完成裝配內(nèi)容與 70名作業(yè)人員的對應(yīng)關(guān)系以及作業(yè)時(shí)間。

2.2 繪制改善前線平衡圖

繪制平衡圖是技術(shù)的運(yùn)用基礎(chǔ)，用于分析生產(chǎn)線各工位平衡狀態(tài)的工具，它在一面墻上顯示生產(chǎn)線每個(gè)工位的周期時(shí)間，直觀體現(xiàn)工位或人員間的作業(yè)差異等信息。鑒于 TZ裝配作業(yè)均為并行作業(yè)，故只選取每個(gè)工位最長的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行繪制圖1。

圖1 線平衡圖

2.3 確定生產(chǎn)節(jié)拍及線平衡率

生產(chǎn)節(jié)拍是根據(jù)客戶需求應(yīng)該用多長時(shí)間生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品的時(shí)間平均值，確定了每一工位必須完成工作的速率，即流水線的生產(chǎn)節(jié)奏。該線生產(chǎn)節(jié)拍 = 有效作業(yè)時(shí)間/(生產(chǎn)計(jì)劃量*(1+不良率））*100%=3600*22*23/1800*100%=1012s。

線平衡率是衡量生產(chǎn)線上各工位節(jié)拍符合度的一個(gè)綜合比值，平衡狀態(tài)的好壞通常用線平衡率或平衡損失率表示。一般來講，批量生產(chǎn)的流水線平衡率低于85%時(shí)需要加以改善。經(jīng)計(jì)算：線平衡率 = ∑作業(yè)時(shí)間/瓶頸時(shí)間*工位數(shù)*100% =17544/1218*23*100%=62.6%。

經(jīng)分析， 3、6工位是瓶頸工位， 2、4、13工位等工位存在較大的作業(yè)等待浪費(fèi)，是影響線平衡率和運(yùn)行效率的關(guān)鍵因素。

3 整線的平衡改善

3.1 以消除瓶頸為核心，利用ECRS, 作業(yè)合理化

3.1.1 工序間的拆分改善

瓶頸3工位相鄰2個(gè)工位作業(yè)時(shí)間不僅小于節(jié)拍時(shí)間，而且工序間的時(shí)間配合度較差，影響整體的生產(chǎn)效率。經(jīng)作業(yè)分析， 3工位的裝穿線護(hù)套和分裝、組裝閥體作業(yè)與2工位裝配作業(yè)相接，不干涉，可拆分合并至2工位。工藝確認(rèn)，3工位的消聲器托架裝配與4工位的制動管路及減震器裝配在車架同側(cè)，可合并作業(yè)至4工位裝配，見圖2。

圖2 3工位山積圖

利用ECRS進(jìn)行工序間的作業(yè)組合優(yōu)化， 3工位的作業(yè)時(shí)間從1030秒降低至896秒，小于節(jié)拍時(shí)間，瓶頸消除。

3.1.2 工序內(nèi)作業(yè)組合優(yōu)化

瓶頸6工位的3名人員作業(yè)時(shí)間不平衡，最長作業(yè)時(shí)間1218秒，最短628秒，非增值時(shí)間約48%，作業(yè)等待浪費(fèi)嚴(yán)重。圖3顯示，將M3裝配打氣泵和氣壓傳感器作業(yè)依次拆分合并至M1和M2后，工位作業(yè)時(shí)間從1218秒縮短至869秒，大幅消除了等待時(shí)間，消除瓶頸。

圖3 6工位改善山積圖

3.2 “數(shù)據(jù)”引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)快速認(rèn)同，激發(fā)員工自主改善，促進(jìn)平衡率提升

技術(shù)應(yīng)用過程中獲取的作業(yè)、動作、人員及時(shí)間等 “數(shù)據(jù)”信息，借助工具展示，快速得到員工認(rèn)同，激發(fā)自主改善的意愿。例如：駕駛室搭裝17工位，按照拿取、吊裝、預(yù)裝、裝配、檢驗(yàn)、步行及等待的動作分析，員工依次識別出駕駛室從吊裝到搭裝過程中存在等待、動作浪費(fèi)。員工通過作業(yè)順序調(diào)整、擋風(fēng)板裝配取消，前置到零部件供應(yīng)方、駕駛室手動變?yōu)樽詣臃D(zhuǎn)等一系列創(chuàng)新改善，作業(yè)時(shí)間縮短300余秒，減少1名人員浪費(fèi)，消除了兩項(xiàng)懸空作業(yè)的安全隱患。水管路裝配15工位，鑒于發(fā)動機(jī)搭裝后，連接緊固作業(yè)困難，作業(yè)耗時(shí)長。員工根據(jù)實(shí)際裝配工藝，申請?jiān)诜盅b負(fù)9工位實(shí)施預(yù)先分裝水管，改善后不受作業(yè)空間限制，作業(yè)效率能夠提高300秒，提高過程裝配質(zhì)量。在引導(dǎo)下，借助創(chuàng)新改善平臺，員工自主創(chuàng)新共完成11項(xiàng)系統(tǒng)性的改善，促進(jìn)平衡率的提升。

3.3 建立服務(wù)節(jié)拍與生產(chǎn)節(jié)拍相匹配的理念，促進(jìn)節(jié)拍及效率穩(wěn)定

借助線平衡技術(shù)的應(yīng)用過程顯性化了物料配送、計(jì)劃發(fā)布及工具配置等造成人員作業(yè)時(shí)間不穩(wěn)定等的隱性問題。以穩(wěn)定流水線的節(jié)奏為目的，通過開發(fā)了多樣化的物流配送模式、物料自動分揀程序及特定的定時(shí)配送系統(tǒng)等，提高物流的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，使服務(wù)節(jié)拍與生產(chǎn)節(jié)拍匹配，降低對生產(chǎn)節(jié)拍的影響度。同時(shí)在工具配置、現(xiàn)場布局等進(jìn)行改善消除等待和多余動作等浪費(fèi)，促進(jìn)效率提升。

4 改善效果的驗(yàn)證與評價(jià)

對改善后的裝配線再次進(jìn)行了作業(yè)測定及分析，并繪制新平衡率圖，驗(yàn)證改善效果。具體如下：

4.1 生產(chǎn)經(jīng)營及效率方面

實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能從 24輛/班提升并穩(wěn)定至 40輛/班，滿足內(nèi)外部客戶需求。線體的平衡率從 62.6%降低至 76.7%，減少 1個(gè)工位，瓶頸作業(yè)時(shí)間縮短至986秒，整線速率提高顯著。促進(jìn)人員效率的提升，在未增加人員的情況下，人均萬小時(shí)量提升至110輛以上。

4.2 持續(xù)改進(jìn)方面

獲得了A車型、天然氣車型的基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)的持續(xù)改善提供方向和決策依據(jù)，在數(shù)據(jù)引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，提升了班組的創(chuàng)新改善氛圍。

4.3 模式建立與推廣

結(jié)合企業(yè)自身情況，建立了可推廣的技術(shù)應(yīng)用模型，大致分為8步，21個(gè)環(huán)節(jié)。截止目前已從三個(gè)層級推廣，開發(fā)了10個(gè)應(yīng)用型項(xiàng)目。

5 結(jié)語

生產(chǎn)線平衡是企業(yè)不斷優(yōu)化和追求生產(chǎn)效率和效益最大化的提供優(yōu)化的方向與基礎(chǔ)，本次項(xiàng)目最大的特點(diǎn)在于整條生產(chǎn)線的應(yīng)用，較以往局部優(yōu)化或某生產(chǎn)要素改善，更加凸顯了系統(tǒng)性的“降本增效”效果，較以往的理論研究，有著更大應(yīng)用性研究貢獻(xiàn)。同時(shí)，借助企業(yè)自身創(chuàng)新平臺的搭建，基于線平衡靈活豐富的數(shù)據(jù)信息，不僅為后續(xù)的改善提供了依據(jù)，更加提高了員工的創(chuàng)新改善意識，實(shí)現(xiàn)雙向驅(qū)動，為后續(xù)建立智能化新工廠奠定了基礎(chǔ)。