利用平衡強對生產線的平衡分析與優化

付 璇

（上海海事大學 物流工程學院，中國 上海 201306）

0 引言

隨著經濟的全球化和科學技術的飛速發展，我過汽車制造能力不斷的加強，市場競爭日益加劇。因此，汽車生產企業都必須以較低的成本生產出高質量的產品作為目標，才能使企業立于不敗之地。而發動機作為汽車的心臟，那么發動機的裝配過程則顯得尤為關鍵，所以發動機裝配線的平衡優化就更加顯得十分重要了。

生產線平衡就是對生產的全部工序進行平均化，調整作業負荷，以使各作業時間盡可能相近的技術方法和手段，是生產流程設計及作業標準化中最重要的方法。通常只有當整條流水線的生產狀況趨于平衡才能真正發揮流水線生產的優勢。

1 生產線平衡的意義

裝配線的不平衡程度不僅直接影響了裝配線生產線的效率，而且影響到產品的質量。通過合理的作業編排、科學管理和改善，使生產線達到一種平衡的狀態，不僅可以減小節拍，縮短生產線長度，消除工位瓶頸，加快物流速度，減少生產線投資和在制品數量，而且還可以給工人一種公平感，改善雇員關系，提高工人的團隊精神，提高勞動生產率。這對于企業提高綜合競爭力有著十分重要的意義，因此生產線平衡問題歷來受到人們的重視。

所以平衡生產線的意義可以分為以下幾種：

（1）提高作業人員和設備工裝的工作效率。

（2）減少單件產品的公式消耗，降低成本。

（3）減少工序的在制品。

（4）在平衡的生產線基礎上實現單元生產，提高生產應變能力，對應市場變化，實現柔性生產系統。

（5）通過平衡生產線可以綜合應用到程序分析、動作分析、搬運分析、事件分析等IE手法，提高全員綜合素質。

圖1

圖2

2 導致裝配線不平衡的原因

導致裝配線不平衡的只要原因一般有4個：

（1）零件質量問題：安裝的零件在測試中出現不合格，需要返工。

（2）機器故障：工位上的機器故障導致該工位停滯或半停滯，造成整線擁堵。

（3）人為操作事故：安裝錯誤零件或者操作導致發動機不合格需要現場修理或返工，造成部分甚至整線堵塞。

（4）工位時間分配不均：經常性的在某些工位出現擁堵現象。

前兩個原因都是偶爾出現，出現的頻率不高，通過每天的監測和維護，是可以適度避免的。對后兩點的研究，則是要找出裝配線上的瓶頸工位找出發生擁堵的原因并優化改進。

3 平衡強的概念與實例分析

平衡墻的英文全稱Base Engineered Content，簡稱BEC。BEC的簡單定義是生產線上放置和緊固零件的直接勞動，它是分析節拍時間的有效管理工具。平衡墻最大的特色就是直觀，一目了然，便于操作者進行直接調整。

平衡墻制作的實際操作步驟如下：

（1）現場觀察工人工作的步驟并記錄時間。

（2）對照SOS表對工人工作步驟的順序與時間進行分析。

（3）分析匯總并整理出分析表格。

（4）根據BEC分析表格制作BEC墻，運用顏色，清晰反映各部分時間。

平衡問題改善的基本原則是通過調整工序的作業內容來使工序作業時間接近或減少與平均節拍的偏差。那么可遵循的實施可行的方法如下：

（1）首先應考慮對瓶頸工序進行作業改善。

（2）將瓶頸工序的作業內容分擔給其他工序。

（3）增加作業人員。

（4）合并相關工序。

（5）分解作業時間較短的工序，把該工序安排到其他工序中去。

經過長時間的研究、調研和觀察裝配線的運行，本文確定了工位OP290、OP310、OP320三個工位是瓶頸工位。

對著三個工位的各個工序進行秒表而是之后得到了各工序所耗的詳細時間，所以本文決定用最直觀的的平衡強工具來研究分析這三個瓶頸工位。

根據上述所介紹的平衡強方法，以及工位OP290、OP310、OP320的工序時間表，可以繪制出這三個工位的平衡墻，如圖1所示。平衡墻的顏色說明表則如表1所示。

通過對上述平衡墻可以看出，工位OP290和OP320的節拍過高，遠遠的超出平均節拍，工位OP310的顏色變換較多，說明裝配時發動機的換面比較多。

首先，對于工位OP290來說，其中“用銅榔頭敲擊工裝后端，敲擊力適中不宜過大，慢慢把油封敲入缸體內”此工序耗時11秒，并且是人工使用銅榔頭，這種方式不僅耗時長，而且容易造成工人疲勞，以致工作效率會持續的走低。

表1 OP290、OP310、OP320平衡墻顏色說明表

鑒于此種情況，可以在OP290工位安裝后油封工序前添加了一個預壓緊工序，使用相對比較先進的定值扳手作為工裝夾具，配合以專門的后油封壓緊工裝。這種方式不僅可以減少工人的疲勞強度，而且大大的保證了產品的合格率。但是不可避免的是，工位OP290增加了一整套預緊工序使得其節拍變大了很多。所以本文決定將在工位OP290的旁邊新增加一個工位OP300，用以分擔工位OP290中的部分工序。那么新的OP290工位以預壓緊后油封工序為主，而OP300工位以敲緊后油封、固定后油封這兩道工序為主。

但是新增加的工位OP300的兩道主要工序的節拍卻是明顯偏短的，與另外三個工位是非常不平衡的。這就要對這四個工位的工序進行某些調整才能實現這四個工位的節拍平衡了。

根據工序調整所遵循的原則，本文對這四個工位的工序進行了必要的調整后繪制出了如圖2的平衡墻。四個工位的節拍分別為60秒，57秒，58秒，60秒?？梢悦黠@的看出裝配線的節拍平衡了。而評價一個生產線的平衡狀態的好壞，是用生產線的平衡率來衡量的。

原有平衡率=各工序時間總和/（實際工作站數目×節拍）

=（73+64+72）/3/73=95.4%

現有平衡率=各工序時間總和/（實際工作站數目×節拍）

=（60+57+58+60）/4/60=97.9%

改進后的平衡率比原有的平衡率搞了2.5%，說明此次平衡問題的改進是成功的。

對原有的裝配線和改進后的裝配線繪制節拍對比折線圖如圖3所示。

圖3

從上述對比折線圖可以清晰的看出，導致整條裝配線不平衡的工位節拍得到了明顯的改善，整條裝配線的工位節拍也更加趨于平衡。這又從一個重要角度說明了此次平衡問題改善的合理性。

4 總結

但是對于這條裝配線而言，仍然有很多地方需要改善。比如自動工位和半自動工位中存在的節拍高的問題等。另外本文并沒有加入動作分析的部分，但是動作分析卻能刪去無效動作，簡化操作方法，減少工作浪費，降低勞動強度，如果在此基礎上能制定出標準的操作方法，那么對于裝配線的平衡問題會是一個很大的幫助。

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