基于工业工程的滑块装配生产线的分析与改善

吴越强，陈 健

（扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州225127）

0 引言

某国内知名大型压力机制造公司，中国机械500 强企业，其生产的压力机用途广泛，采用“多品种，少批量”生产方式。JZ21-45 型号的压力机是该公司一款主打产品，市场份额稳定，需求量呈持续增长趋势。为了提高产能，企业迫切需要对装配线进行平衡优化。

在压力机装配车间中，滑块部装配是整个压力机装配过程中比较重要的部分。本文主要针对该公司滑块装配车间的生产线不平衡、生产设施布局规范化等方面，应用作业测定、“ECRS”原则、装配线平衡和6S 活动等理论方法来解决搬运距离较长、空闲时间过多等问题。

1 装配线生产现场现状及问题分析

压力机的滑块装配生产线主要负责油缸部装与滑块体的装配。整个装配线共有27 道工序，5 个工位完成，每一个工位安排一位工人负责，由5 个工人完成从油缸到滑块体的所有装配过程。由装配工艺流程表1 可以看出：

（1）整条装配线的平衡率=各工序时间总和/（最大工时工位数）=239.1/（18×27）=49.2%，装配生产线的平衡率不到50%，平衡效果较差，存在大约51%的不平衡浪费的改善空间 。

（2）装配生产线的实际生产节拍是18s，每天实际工作时间8 小时，设定工作利用系数为0.93，根据装配线的理论产量计算公式：N=（T×η）/r=8×60×60×0.93÷18=1488（台）。而客户要求的日产量为1750台[2]，明显满足不了需求。

（3）在改善前的工艺流程中，SA02、SA04、SA09、SA11、SA16、SA17、SA20 和SA22 均为搬运工序，显而易见，搬运次数过多，既消耗了工人过多的体力，还降低了装配线的运行效率。

另外，基于对滑块装配线的时间研究，利用柱状图的方式来分析每个工序的平衡状况，由图1 可见，除了搬运工序外，其他各个工序的装配时间参差不齐，与最大工时之间的差距较大。

图1 改善前装配线平衡现状柱状图

2 装配生产线的改善措施

2.1 改善装配线的平面布局

（1）油缸的摆放位置不太合理。在油缸上安装起缝螺钉之前，需要用吹气装置对油缸表面进行去屑，但由于吹气装置是固定的，只能加长吹气装置的皮管，造成不必要的麻烦和浪费。改善方法：改变油缸的摆放位置，在油缸装配前摆放在滑块体与吹气装置的中间。这样不仅可以减少浪费，还能缩短油缸到滑块体的搬运距离。

（2）减少搬运次数。在工位S01 中，存在SA02和SA04 两道搬运工序。根据观察分析得出，改善方法：在油缸装配前，密封圈、油缸、球头座放置在同一处地方以减少搬运次数。改善后，不仅节省了时间，还能减轻工人的体力消耗、缓解疲劳。此种分析方法也适用于工位S02 中的SA16、SA17 以及工位S03的SA20、SA22。

表1 改善前装配工艺流程

2.2 运用“ECRS”原则进行改善

通过对整个工艺流程进行研究分析，将改善重点集中在作业时间较短的工位上进行合并和重排。

重排：在工位S03 中，由于SA18 与SA19 不存在先后约束关系，以及作业顺序调整后对其他工序的产品装配没有影响，所以可先将球头轴销与球形套安装在球头螺杆上，再将球头螺杆安装到滑块体内。

合并：根据现场观察发现O 形密封圈比较轻薄，安装方便，所以其装入油缸、连接套槽和端盖所耗费的时间较少，与后一道工序合并后，既没有影响其他工序的正常运行，也没有成为瓶颈工序，所以可以合并工序SA06 与SA07，SA12 与SA13 以及SA21 与SA22。

同样，由表1 可以分析出SA21 的工序时间为8s，SA23 的工序时间为7s。将其合并后总的工时为15s，没有成为瓶颈工序，运行正常。

另外，SA15 和SA27 都是瓶颈工序，但发现这两个工序都是为了检查工位S02 与S03 是否符合装配工艺要求，经过与员工的讨论得知，检查时间都可以缩短，由18s 减少至15s。

2.3 对现场车间进行6S管理

对于装配车间的现场管理还存在一些问题：

（1）装配车间没有对物品进行分类，摆放地点不固定。在现场随处可见辅助材料、半成品及工具等。

（2）地面上有许多废弃的螺丝钉、屑料以及垃圾袋等，不仅影响地面整洁，还存在安全隐患。

针对以上情况，在车间实行6S管理活动，采取了下列措施：

（1）区分出车间里需要的与不需要的物品，确定所需物品数量。

（2）标明物品存放位置及存放数量。

（3）每天清扫工作环境，确保生产环境干净、卫生。清扫过程中发现的问题要尽快解决。

（4）建立制度，并不定期对员工培训，使员工养成每日清洁、清扫等工作习惯。

表2 改善后装配工艺流程

3 改善后的效果评价

改善前后的数据比较如表3 所示。

表3 改善前后的数据对比

（1）由改善后的装配线平衡线现状柱形图（图2）可以看出，除搬运工序外，其他装配工序都比较平衡，工艺安排时间比较合理。

（2）提高了装配生产线的装配效率。改善后装配线平衡率[2]：

图2 改善后装配线平衡现状柱形图

与改善前的49.2%相比，提高了29.8%，降低了因工位不平衡所造成的浪费。

（3）缩短了装配零部件的搬运距离和时间，通过对现场设施布局的改善，使装配线流动更加流畅，运输距离缩短了13m，时间节省了10.6s，降低了员工的劳动强度。

（4）增加了装配生产过程的连续性和节奏性。重排了1 道工艺顺序，将其中的8 道工序合并成4 道工序，让工艺装配线流程程序更加合理、科学。

（5）改善后整条装配线的生产节拍由18s 减少到15s，由此滑块部装的装配线产量为1786 台，完全达到客户要求，实现了改善目标。

4 结语

本文以滑块部装生产线为研究对象，针对所存在问题，运用方法研究、作业测定等进行分析、研究并改善，在少投入的前提下，达到了客户目标需求，解决装配线存在的瓶颈工位，提高了生产线的平衡率，提高了效率。

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