男襯衫生產(chǎn)流水線模塊化優(yōu)化設(shè)計

宋瑩，丁乙烜

(遼東學(xué)院 服裝與紡織學(xué)院，遼寧 丹東 118003)

隨著服裝產(chǎn)業(yè)信息化、智能化的快速發(fā)展，服裝企業(yè)需對服裝生產(chǎn)流水線進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)高速、高效及低成本生產(chǎn)，從而在激烈的市場競爭中立于不敗之地[1]。服裝生產(chǎn)流水線的模塊化生產(chǎn)作為一種快速反應(yīng)的新興生產(chǎn)組織形式，在服裝生產(chǎn)加工過程中，通過將傳統(tǒng)工序流程中相同或相近的作業(yè)形式、作業(yè)部位及作業(yè)設(shè)備重新編排，以模塊為生產(chǎn)單位劃分服裝生產(chǎn)工序，實現(xiàn)服裝生產(chǎn)流水線的優(yōu)化重組，提高生產(chǎn)線平衡率[2]。 目前關(guān)于服裝模塊化生產(chǎn)的研究已取得一定的成果。李克兢等[3]通過驗證流水線平衡率的數(shù)學(xué)模型，對生產(chǎn)流水線進行優(yōu)化設(shè)計，開發(fā)出服裝流水線高效快速反應(yīng)系統(tǒng)。劉紅曉[4]基于網(wǎng)絡(luò)定制特點，將男襯衫的款式進行模塊化設(shè)計，幫助企業(yè)實現(xiàn)差異化生產(chǎn)。張曼等[5]在研究現(xiàn)有流水線生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)上，提出面向大批量服裝生產(chǎn)的模塊化制造系統(tǒng)的重組構(gòu)想，以高效低成本的特點實現(xiàn)了產(chǎn)品系統(tǒng)的柔性制造。蘇軍強等[6]通過分析傳統(tǒng)的服裝傳輸方式，提出了以模塊為單元的加工組合構(gòu)想，并總結(jié)出模塊傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及其優(yōu)勢。BALDWIN C Y等[7]以標準模塊單元為基礎(chǔ)，將性質(zhì)與工序相近的模塊相互轉(zhuǎn)換，根據(jù)不同需求組合成新產(chǎn)品。上述研究從多角度對模塊化服裝生產(chǎn)進行了分析，但缺乏與服裝企業(yè)實際應(yīng)用的結(jié)合，實踐成效尚未得到充分論證。文中與丹東市某服裝企業(yè)合作，選取該企業(yè)即將實際投入生產(chǎn)的一款男襯衫為研究范例，從產(chǎn)品部件及生產(chǎn)工序入手，對男襯衫的生產(chǎn)流水線進行模塊設(shè)計，優(yōu)化重組瓶頸工序，從而實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)流水線的優(yōu)化設(shè)計，提高生產(chǎn)平衡率。

1 流水線生產(chǎn)平衡率

1.1 生產(chǎn)平衡率的定義

服裝生產(chǎn)平衡率也稱服裝生產(chǎn)編制效率(E)，用來表示服裝生產(chǎn)流水線中作業(yè)工序的分配平衡程度，是評價流水線規(guī)劃管理水平的重要指標。服裝生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)平衡率越高，說明該流水線的同步化程度越高，生產(chǎn)效率也越高。通常一條生產(chǎn)流水線平衡率達到85%以上才屬于有效的編制效率[8],編制效率低于該值的生產(chǎn)線不具備投入生產(chǎn)的條件，生產(chǎn)平衡率的具體評判標度見表1[9]。

表1 生產(chǎn)平衡率評判標度

1.2 生產(chǎn)平衡率的計算

影響流水線生產(chǎn)平衡率的主要因素包括流水線單件產(chǎn)品的標準總加工時間(T)、流水線作業(yè)節(jié)拍(TP)、流水線瓶頸節(jié)拍(即該流水線中用時最長的工序時間)(TB)及流水線中作業(yè)人員數(shù)N。其中:流水線作業(yè)節(jié)拍(TP)的計算公式為

TP=T/N;

流水線生產(chǎn)平衡率(E)的計算公式為

E=TP/TB。

如果一條服裝生產(chǎn)流水線中存在兩個或以上瓶頸節(jié)拍，則按最大瓶頸節(jié)拍計算該生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)平衡率。當(dāng)流水線不存在瓶頸節(jié)拍時流水線生產(chǎn)平衡率(E)的計算公式[10]為

E=T(N×TP)。

2 男襯衫工藝信息及模塊劃分

2.1 男襯衫工藝信息

選取某服裝企業(yè)即將實際投入生產(chǎn)的一款男襯衫為研究對象，該男襯衫具體款式如圖1所示。衣身門襟設(shè)有6?？?，左前身設(shè)有胸袋，后衣身有托肩、褶裥，領(lǐng)子為方形襯衫領(lǐng)，平底擺，袖口設(shè)有開衩。對該款男襯衫進行工序拆分，得到男襯衫工藝流程，具體如圖2所示。

圖1 男襯衫款式Fig.1 Style of man's shirt

2.2 男襯衫模塊劃分

2.2.1產(chǎn)品部件模塊 根據(jù)男襯衫的款式特征，可將其產(chǎn)品部件劃分為衣身、袖子及領(lǐng)子3個一級模塊，其中衣身模塊可以細分為前衣身、后衣身、托肩、里襟襯、門襟襯、口袋與袋口襯7個二級模塊；袖子模塊可細分為袖片、袖頭、袖頭襯、大袖衩、大袖衩襯、小袖衩與小袖衩襯7個二級模塊；領(lǐng)子模塊可細分為翻領(lǐng)、翻領(lǐng)襯、領(lǐng)座與領(lǐng)座襯4個二級模塊，具體模塊劃分如圖3所示。

2.2.2工藝模塊劃分 在服裝工藝模塊的劃分過程中，獨立產(chǎn)品部件模塊的工序，根據(jù)工序性質(zhì)及順序，對其工藝進行模塊重組；根據(jù)模塊化服裝生產(chǎn)的需求，每個工藝模塊內(nèi)至少包含2個獨立工序。在男襯衫產(chǎn)品部件模塊的基礎(chǔ)上，按照男襯衫的縫制工藝流程進一步劃分出縫制工藝模塊，及模塊中各部位工序的生產(chǎn)信息，具體見表2。通過表2可知，衣身模塊的總工時為286 s，袖子模塊的總工時為275 s，領(lǐng)子模塊的總工時為181 s，連接模塊的總工時為571 s；男襯衫的單件產(chǎn)品加工時間T為1 313 s，已知該企業(yè)日生產(chǎn)時間為8 h，日生產(chǎn)計劃為820件，可得出該流水線的節(jié)拍TP為35 s，流水線所需工人數(shù)為38人。

圖2 男襯衫工序Fig.2 Flow chart of man's shirt

圖3 男襯衫模塊劃分Fig.3 Module division of man's shirt

3 男襯衫流水線模塊化優(yōu)化

3.1 模塊化設(shè)計方法

文中不同于傳統(tǒng)的以整個流水線為單元進行優(yōu)化設(shè)計的方式，采用模塊為單元，對流水線各部位工序進行優(yōu)化重組。

在相同模塊中存在需要拆分或兼顧組合的工序，且工序之間為并列性質(zhì)時，相關(guān)工序之間可忽略序號先后，根據(jù)實際生產(chǎn)需要進行工序拆分或兼顧組合。例如衣身模塊中的4，5，6號工序在性質(zhì)上屬于并列工序，在5號工序沒有作業(yè)之前，可以將4和6號工序進行組合。相同的模塊內(nèi)存在不同的加工部件時，在滿足相同部件內(nèi)各工序先后順序的前提下，同時要確保各部件之間的正確作業(yè)順序。例如在連接模塊中的12，13號工序，在12號工序沒有開始作業(yè)的情況下，13號工序不能與34號工序進行組合作業(yè)。在此基礎(chǔ)上，當(dāng)相同模塊中的工位和工序經(jīng)過重新編制組合后，如出現(xiàn)標準生產(chǎn)時間少于流水線節(jié)拍的現(xiàn)象，可將該工位和工序的浮余時間兼顧到存在瓶頸節(jié)拍的工位和工序中，從而減少或降低流水線的瓶頸節(jié)拍數(shù)量與時間，避免產(chǎn)品積壓。

表2 男襯衫工藝模塊劃分及信息

3.2 模塊優(yōu)化結(jié)果及驗證

根據(jù)服裝生產(chǎn)線模塊化優(yōu)化設(shè)計的原則和方法，以模塊為優(yōu)化單元，對男襯衫的生產(chǎn)加工工序進行重新編制和兼顧組合。各模塊優(yōu)化后的工序工位分配見表3。

以衣身模塊為例，通過表3可知，男襯衫流水線的衣身模塊經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后作業(yè)人數(shù)為8人，模塊節(jié)拍TP為36 s；衣身模塊中的瓶頸節(jié)拍TB為37 s；模塊的流水線生產(chǎn)平衡率為97.3%。領(lǐng)子模塊經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后作業(yè)需求人數(shù)為5人，模塊節(jié)拍TP為36 s，模塊瓶頸節(jié)拍TB為37 s，模塊生產(chǎn)平衡率E為97.3%；袖子模塊經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后作業(yè)需求人數(shù)為8人，模塊節(jié)拍TP為34 s，模塊瓶頸節(jié)拍TB為36.5 s，模塊生產(chǎn)平衡率E為93.2%；同理可得出，連接模塊經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后作業(yè)需求人數(shù)為16人，模塊節(jié)拍為35 s，模塊瓶頸節(jié)拍為37 s，模塊生產(chǎn)平衡率為94.6%；男襯衫流水線作業(yè)人數(shù)共為37人，比優(yōu)化之前減少1人。

表3 優(yōu)化后的工序工位分配

4 結(jié)語

1)以模塊為單元對流水線進行優(yōu)化，可以減少人員的流動與設(shè)備調(diào)整距離和時間；

2)對男襯衫各工藝模塊重新編制后，衣身模塊與領(lǐng)子模塊的生產(chǎn)平衡率均為97.3 %，袖子模塊及連接模塊的生產(chǎn)平衡率分別為93.2%和94.6%，屬于高效流水線編制；

3)以模塊為單位對男襯衫流水線進行優(yōu)化設(shè)計可以節(jié)約作業(yè)人數(shù)、消除工序瓶頸、避免制品積壓，最終實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率的優(yōu)化目標。