基于DMAIC滤波器组装流水线产能研究

吴少荣 杨宏兵

摘 要：在大型的组装型企业中，由于工序间错综复杂关系及各工序节拍时间的差异，造成流水线部分工序出现产品堆积或待料现象，直接导致整个生产线效率下降。本文以滤波器生产厂组装车间为研究对象，研究滤波器组装流水线各工序间的平衡问题，利用6西格玛的DMAIC流程对各工序进行现状分析和改进，使得各工序节拍时间趋于最优，以提升整个产线生产效率。

关键词：精益生产；DMAIC；滤波器；节拍时间

1 概述

随着企业对高效率、高质量以及低成本要求的提高，传统的生产模式和理念已经难以适应企业的发展，精益生产作为一个全新的企业生产管理理念，近些年已引起越来越多的关注。面对一种新的生产模式与理念，很多企业往往以偏概全，不能从全局进行考虑和策划，很难获得预期效果。对于精益生产来说，不仅需要企业要有全局观念，更要能够找准突破口，通过以点带面的方式顺利推动精益生产的导入和实施。而对于企业实际生产来说，工序平衡的好坏将会直接影响生产线效率，因此，如何利用精益生产中各种工具改进和完善工序平衡，是推进精益生产必须要面对和解决的问题，对企业生产效率的提高起着至关重要的作用。

2 滤波器组装车间现状分析

以某企业滤波器组装车间为研究对象，在滤波器装配过程中，由于工序安排及人力配置问题，造成生产效率没有被完全释放，导致严重的资源隐形浪费。因此，需要对整个滤波器组装生产线各工序进行分析和研究，找出瓶颈及改善点。

按照现有的生产流程图分别计算每个工序的节拍时间，再分别计算出组装线各工序的标准产能。滤波器组装流程如图1所示，滤波器组装过程主要包括两个步骤：预制过程和组装过程。部分材料需通过预先制作和装配，然后作为原材料输入到最终组装线。因此，需要解决两个问题：其一是预制材料必须能够满足组装线的生产需要；其二是必须发现和消除总装线的瓶颈工序，以提高产能从而满足规定数量的成品产出。

滤波器总装线和预制线节拍及产能分别如表1和表2所示，从滤波器生产节拍时间分析来看，瓶頸工序是“BMA压块装配（g）”和“焊接（h）”，每台产品的节拍时间都是75秒，以及“谐振杆装配（c）”工序的节拍时间是60秒。因此，如果能够降低上述工序的节拍时间便可提升生产线的整体效率。目前，该滤波器生产线的每天实际单班产出（P）为420台左右，组装线人员数为21人，预制线工人人数为10人。按照现有的工序安排，不难计算出生产线人员效率为79.5%。具体计算如下：

P/min（a，i）=420/528=79.5%

其中，P为单班产出；，a和i分别代表每个工序的代号。

3 DMAIC改善流程

DMAIC是指定义Define、测量Measure、分析Analyze、改进Improve、控制Control五个阶段构成的过程改进方法，一般用于对现有流程的改进，包括制造过程、服务过程以及工作过程等。

定义（D），我们将滤波器组装流水线的效率提升作为此次改善的项目。测量（M），我们按照改善前的流程进行相关效率的统计和测算。分析（A），根据节拍时间和瓶颈工序统计分析，找出需要改进的工序和改善点。改进（I），根据分析后得出改进的项目，从而进行相应的改善。控制（C），对于改善的项目进行固化，确保改善的落实。

由统计的节拍时间，可以清晰地看到瓶颈工序为：焊接和BMA压块装配，节拍时间为75秒。按照其余工序的节拍时间分析，工人在作业时负荷不是很重。因此我们需要对这两个工序进行优化改进，以提升整个流水线的生产效率。然后，通过分析预制线的节拍时间，可以看出，预制线中各工序的节拍时间较少，因此正常情况下，不会导致装配线停料现象。

根据对工序实际操作情况分析和研究后发现，可以将焊接和清洁由一个工位完成，焊接完成之后直接进行清洁，然后此工位由4个人进行作业。并且可以将预制线“小压块放螺钉”工序合并到“BMA电缆固定”中，这样便可节约一个操作人员。然而“BMA电缆固定”工序的节拍时间增加至65秒，而下个工序“BMA压块装配”的节拍时间为75秒，因此可以将节省的操作人员安排到这两个工序中间，用于承担这两个工位的部分工作。最终确定“BMA电缆固定”工序的人员数为1.5人，“BMA压块装配”工序的人员数为1.5人。因此，最后可得到这两个工序的节拍时间分别为44秒和50秒。优化后的滤波器组装流程如图2所示，优化后的总装线生产节拍及产能如表3所示。不难看出，经过DMAIC对滤波器组装线流程进行改善和优化后，整个装配流水线标准产能从原来的520pcs提升至609pcs，在没有增加流水线操作人员的前提下，标准产能提升约14.6%。

4总结

本文以某公司滤波器生产厂组装车间为研究对象，针对公司滤波器组装线的现状和特点，以DMAIC为工具对滤波器整个生产流程进行分析和改进，发现滤波器装配线瓶颈工序，并通过工序合并以及操作人员的重新配置，消除了滤波器组装线的瓶颈工序，改善和平衡了各工序间的负荷，在没有增加操作人员的前提下，较大幅度提升了整个装配流水线的标准产能，有效地提高了企业的生产效率。

参考文献：

[1]刘树华.精益生产[M]，机械工业出版社，2010.

[2]J.Liker.The Toyota way[M].Machinery Industry Press，2013.

[3]张根保.汽车制造企业精益生产系统模型[J].机械工程学报，2010，46（2）：94-98.

[4]赵国强.精益生产下企业变革[J].管理与科技，2013：126-126.

[5]周武静.精益生产、运营绩效与财务绩效之间的关系[J].软科学，2011，25（12）：115-117.

[6]张震，黄淇.浅析现代制造业企业管理的精益生产方式[J].中国科技纵横，2010（22）：180-181.

基金项目：国家自然科学基金项目51005160以及江苏省高校自然科学研究项目13KJB460005。

作者简介：吴少荣（1981-），男，江苏吴江人，苏州大学机电工程学院，机械工程在读硕士，研究方向为精益生产；杨宏兵（1977-），男，苏州大学机电工程学院，副教授，博士，研究领域为控制理论和控制工程。