基于工作研究的包装生产线优化研究

吴洁琼 蒋建洪

摘要：运用工作研究方法对某药品生产厂的贴膏包装生产线进行分析和研究。通过生产线作业现场数据的收集和记录，应用工时测定、程序分析、操作分析、动作分析、瓶颈工序改善、生产线布局调整等方法实现了在不增人员的情况下缩短生产线周期时间16.17%，生产线平衡率提升10.4%，每小时产能提升了700PCS，并减轻了操作人员劳动强度。

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.

关键词：工作研究；瓶颈工序改善；生产线平衡

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

中图分类号：F273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）17-0276-03

0 引言

近年来，在国家医药改革政策下，老龄化社会到来的环境下，药品需求规模不断扩大，未来我国医药行业在国民经济中的地位将进一步提高[1]。随着国内制药企业的快速发展，A公司快速上升时期疏忽的许多问题就暴露出来，如车间布局不科学、物流路径混乱、工序生产能力差别大、生产过程中浪费环节多等。解决此类问题一般通过两种途径，一是重新规划布置，包括投入自动化设备、引进ERP系统、培训人员等；另一种方式是通过工业工程技术加以解决[2]。而工作研究是工业工程的核心和基础，在只需要较少投资或不需要投资的情况下，通过优化作业流程和改进操作方法，实行合理的工作定额，降低成本，提高企业的生产效率和效益[3-4]。

本文以一家制药企业的包装生产线为研究对象，运用工作研究的程序分析、操作分析、动作分析及作业测定等技术对生产线进行改进优化，达到提高生产线平衡率、缩短周期时间、提升产能和减轻操作人员劳动强度的目的。

1 生产线现状与问题分析

1.1 生产线作业流程现状

A公司始建于1952年，是广西重点医药企业、国内最大的外用贴膏药品生产企业，在骨科领域拥有系列化的产品和领先的品牌。公司目前主营擦剂、酊剂、软膏、贴膏等外用药品及医疗器械产品。

经过六十五年的发展，公司营业额从每年几百万元发展到数亿元人民币，市场需求不断增加。但是，贴膏药品的最后工序——贴膏包装工序，多年来一直采用手工包装的传统方法，包装速度无法与前期膏药提取、制膏、涂布速度相匹配，严重制约了公司产品的正常销售和快速发展。根据订单需求预测，到2018年包装工序每日需交付45000盒，而现阶段包装工序每日生产量约39000盒，缺口达到15.4%。面对巨大的产能与需求差距，包装生产线生产效率提升成为企业发展的迫切需要。

公司的包装流水线分为内包装与外包装两部分，内、外包装均为单道工序的多人独立作业[5]。根据《药品生产质量管理规范》对药品包装的相关规定，公司对内包装和外包装用玻璃墙进行隔离，内包装区域对外包装区域呈正压差，避免低洁净级别区域空气向高洁净级别区域流动。包装好的内袋仅通过流水线传送至外包区域，避免人员、物料的迂回往返导致交叉污染。

包装生产线共有5个工序，分别为贴膏装入内袋（工序1）、内袋封口（工序2）、内袋装盒（工序3）、三维塑封（工序4）和装箱（工序5），生产线各工序的位置分布如图1所示。其中，外包装区域是双层流水线，内袋装盒的操作人员从下层流水线拿取已封口的内袋，包装好的盒子约25～30个时，操作人员将小盒对齐整理放至上层流水线，运送至工序4进行三维塑封。

在生产现场观察过程中，采用秒表测时法[6]作为测定方法对各个工序的工时进行测量。首先选取作业水平中等偏上的操作人员作为观测对象，通过连续测时的方法对各工序进行作业时间测量，采用三倍标准差法剔除数据中的异常值后计算观测时间的平均值；再根据各工序的实际情况确定宽放工时，计算出各工序的工位标准工时；最后根据各工序配置的人员数量，计算出节拍时间。

1.2 生产线问题分析

根据工作研究的相关方法，计算生产线各项指标，结合包装线实地观察，发现生产中存在的两个关键问题。

1.2.1 各工序生产能力不匹配，生产线不平衡

由表1可知，瓶颈工序节拍时间C.Tmax为0.79s，是生產线中耗时最长的作业工序的节拍时间，即生产线周期时间[7]。

根据订单需求和每班实际作业时间（9h），计算出在满足订单需求的情况下包装生产线的理论节拍时间（Taking Time，TT）[8]。TT=日实际工作时间×良品率/日目标产量=9×3600×0.95/45000=0.68s。

各工序节拍时间均与理论节拍时间存在较大差异，并存在明显的瓶颈工序，导致线上各项作业不能同步进行，工人和设备无法有效利用，浪费大量的人力、物力。

生产线平衡率=[各工序时间总和/（瓶颈时间×共序数）]×100%=[3.15/（0.79×5）]×100%=79.7%。

1.2.2 流水线平面布局不合理

目前贴膏装入内袋、内袋装盒工位的操作人员与传送带为侧位方式，操作人员拿取物料需要侧身、弯腰、大臂伸直，动作幅度大，容易疲劳，不符合动作经济原则。

2 生产线优化过程

根据包装生产线存在的问题，运用工作研究的相关方法，从时间研究、动作经济原则、生产线布局调整等方面对包装线进行改善，达到提高生产线平衡率、提升产能的最终目的。

2.1 对贴膏装入内袋和内袋装盒工序进行改善

由于贴膏装入内袋与内袋装盒工序节拍时间大于目标理论节拍时间，因此将这两个工序作为改善重点。贴膏装入内袋和内袋装盒工序为纯手工作业，所以在改善技术上优先采取动作分析，研究并减少、消除操作人员各种动作的浪费，缩短作业时间，使操作更加轻松有效，提高工作效率。采用影像分析法，对动作进行拆分和记录。

动作时间研究如表2所示，并将每个动作的操作时间平均到每盒，以便进行分析对比。

以减少动作的数量、双手同时进行动作、缩短动作的距离、轻松动作这四条动作经济原则[9]为基准，对贴膏装入内袋和内袋装盒工序做了以下改善。

2.1.1 贴膏装入内袋工序用桥式操作台缩短动作范围

改善前操作台与传送带成直角，操作人员与传送带为侧位方式，每次将装满内袋的托盘放至传送带需要侧身并伸长手臂，伸手距离为60cm，超过了人体正常作业范围。改善方案将操作台设置在传送带上，操作台面开一槽刚好能放下内袋，这样，装好的内袋直接落入传送带，缩短了动作范围，而且将弯腰动作及大臂尽量伸直的动作改为只使用手腕与手肘就能轻松作业。

2.1.2 内袋装盒工序用面对传送带操作台减小动作幅度

改变内袋装盒工位布置，使操作人员与传送带的侧位方式变为面对传送带，避免操作人员拿取内袋、将盒子放至传送带时来回转动身体并伸长手臂，造成身体疲劳。原操作台过宽，既占据作业现场面积，又要增加作业动作。根据操作需求改变操作台后，缩窄作业区域，以防止动作不合理性和浪费。

2.1.3 内袋装盒工序设计齐盒工装减少动作数

改善前，装盒人员把包装好的盒子堆叠在操作台的右上角，盒子约25～30个时将小盒对齐整理放至上层流水线。操作人员在叠放小盒的过程中，需要眼部的注意力，而眼的活动过于频繁，会导致动作的迟疑和延缓。

改善方案为，在操作台右边加装一个凹形架子，操作者只需伸手10cm把盒子放入架子口中，盒子即顺着架子四周整齐堆叠。将盒子放置传送带前也省去了对齐整理盒子的动作。

由于贴膏装入内袋工序使用桥式操作台，每次装好的内袋直接落入传送带，因此将整理内袋的动作转移到封口工序，改善后三个工序的动作时间研究如表3所示。

对比优化前后的情况可知，贴膏装入内袋工序操作数减少了3个，时间减少0.9s；内袋封口工序时间增多0.16s；内袋装盒工序时间减少0.75s。

2.2 人员配置调整与节拍设定

操作人员作为生产线中最活跃的影响因素，人员的配置情况决定了生产线的生产效率。在企业中，如何分配工人到不同的工作站以获得生产线的最高效率、降低人力总成本成为提高生产线平衡率的关键[10]。

以理论节拍TT=0.68s为参考时间，进行人员配置调整，通过改变各工序作业人数，缩小各工序节拍差异，提升生产线平衡率，使生产线上的机器和作业人员得到充分合理的利用。人员配置调整后的情况见表4所示。

3 生产线优化效果评价

本文运用工作研究方法，对包装生产线进行改善优化，在不增加操作人员的情况下，缩短生产线周期时间，实现了生产线平衡率和产能的提升，改善效果如下。

①包装生产线平衡率由79.7%提升至90.1%。

②日产能由38961PCS提升至45261PCS，产能增多6300PCS，提升了16.17%，满足了A公司的订单交付需求。

③通过工位的改变、设置齐盒工装，缩短了动作范围，减小动作幅度、减少动作数，使操作更轻松快捷，同时提高了包装效率。

4 结语

运用工作研究技术对A公司包装生产线进行优化，在生产线工位设置、工装的设计和人员配比三个方面提出了改善方案。生产线优化内容主要包括：①运用作业测定，分析包装生产线现状，提出需要改善的关键问题。②针对节拍时间大于目标理论节拍时间的工序，基于动作经济原则进行改善。③以目标理论节拍时间为基准，进行人员配置调整与节拍设定。④优化后的生产线，生产线周期时间缩短了16.17%，生产线平衡率提升10%，每小时产能提升了700PCS，并减轻了操作人员劳动强度。本文所采用的方法简单实用，同类企业可借鉴掌握，以达到提高人员利用率和提升产能的目的。

参考文献：

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