基于ecrs的工業(yè)級流水線作業(yè)時間的測量

基于ecrs的工業(yè)級流水線作業(yè)時間的測量

現(xiàn)在，隨著經(jīng)濟(jì)全球化，市場競爭變得越來越激烈，市場環(huán)境不斷變化，給公司帶來了巨大壓力。毫無疑問，電子產(chǎn)業(yè)應(yīng)該是競爭中最激烈的行業(yè)之一。某企業(yè)主要生產(chǎn)各種電源適配器,目前由于設(shè)備能力不足,工位布置、作業(yè)分工不合理,導(dǎo)致產(chǎn)線的平衡率較低,降低了產(chǎn)線應(yīng)有的生產(chǎn)能力,不能很好地滿足客戶的訂單需求。企業(yè)為了完成訂單而不斷地加班,使企業(yè)的生產(chǎn)成本急劇增加,因此急需對產(chǎn)線進(jìn)行分析,找出制約產(chǎn)線平衡的因素并加以改善。在產(chǎn)線的改善過程中,主要應(yīng)用了工業(yè)工程的工作研究、作業(yè)測定等方法。工作研究主要是通過對現(xiàn)有的各項工藝、作業(yè)、工作方法等進(jìn)行分析,根據(jù)ECRS(取消、合并、重排、簡化)的原則,把其中不合理、不經(jīng)濟(jì)、混亂的因素排除掉,尋求更好、更經(jīng)濟(jì)、更容易的工作方法,制定合理的工序結(jié)構(gòu),確定標(biāo)準(zhǔn)的工作方法,以提高系統(tǒng)的生產(chǎn)率,實(shí)現(xiàn)“苦干不如巧干”。因?yàn)樵摦a(chǎn)線人員流動性較大,因此采用標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書可使作業(yè)員較快地掌握作業(yè)的關(guān)鍵,實(shí)現(xiàn)工作的較好銜接。作業(yè)測定是運(yùn)用各種技術(shù)來確定合格工人按照規(guī)定的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),完成某項工作所需要的時間。由于該電源適配器產(chǎn)線是主要為手工作業(yè),所以采用作業(yè)測定中的時間研究(秒表測時法)為主要手段,同時也用模特法來進(jìn)行工時分析。1計pcb板的組裝EA1xx產(chǎn)線的產(chǎn)品,是由該公司的RD部門根據(jù)客戶的訂單設(shè)計PCB板,交由其他企業(yè)生產(chǎn),供應(yīng)商提供組裝元件,在產(chǎn)線上進(jìn)行組裝、測試、交貨。在產(chǎn)線上作業(yè)員是靜態(tài)坐姿作業(yè),所需操作也僅僅是手臂、手腕、手指的運(yùn)動,該產(chǎn)線屬于輕體力勞動作業(yè)。1.1流程的布置方式由于該產(chǎn)線工位細(xì)分有72個,很多工位雖工作內(nèi)容不同但工作性質(zhì)相當(dāng)。如插件工序有11個工位,所插的零件不同但操作相當(dāng),為簡化將類似的工位合并在一起描述,則該產(chǎn)線主要的流程程序如圖1。生產(chǎn)流程通常分為3大類:流線型流程(FlowShop)、零工型流程(JobShop)和定位型流程(FixedSite)。流線型流程按產(chǎn)品為對象進(jìn)行布置,零工型流程按工藝原則進(jìn)行布置,定位型流程則采用定位型布置。該公司生產(chǎn)流程屬于零工型流程。按客戶定制的要求將生產(chǎn)方式分為備貨生產(chǎn)方式(MaketoStock,MTS)即推動式和訂貨生產(chǎn)方式(MaketoOrder,MTO)即拉動式,訂貨生產(chǎn)也即接單生產(chǎn)。流程設(shè)計、布置形式及生產(chǎn)方式的對應(yīng)關(guān)系如表1。該公司的EA1xx生產(chǎn)屬于零工型流程,訂貨生產(chǎn)方式。該產(chǎn)品由市場拉動進(jìn)行生產(chǎn),產(chǎn)品的客戶個性化要求高,每種產(chǎn)品的規(guī)格、數(shù)量、交貨期等均不同。由于采用了拉動生產(chǎn)的準(zhǔn)時生產(chǎn),因此庫存很少或沒有。訂貨生產(chǎn)可細(xì)分為訂貨組裝式(AssembletoOrder,ATO)訂貨制造方式(ManufacturetoOrder,MTO)和訂貨工程方式(EngineeringtoOrder,ETO)3種。EA1xx產(chǎn)線采用的是訂貨組裝生產(chǎn)方式,采用標(biāo)準(zhǔn)的零件按顧客的要求定制組裝,是3種生產(chǎn)方式中最成熟,標(biāo)準(zhǔn)化程度最高,批量相對較大,生產(chǎn)效率較高的一種。1.2產(chǎn)線1x的平衡分析1.2.1產(chǎn)線拉平衡圖采用秒表連續(xù)計時法對操作工人進(jìn)行時間測定,連續(xù)測20次,所得數(shù)據(jù)采用3倍標(biāo)準(zhǔn)差法(即6s法則)剔除異常值,取數(shù)據(jù)的平均值為觀測時間,從而得到的產(chǎn)線的拉平衡圖,見圖2。產(chǎn)線平衡率(流水線負(fù)荷系數(shù))的計算。1pitchcy持續(xù)計算產(chǎn)線上,決定產(chǎn)線作業(yè)周期是最長的工序時間(pitchtime),即節(jié)拍(cycletime),或者由節(jié)拍=(Q/h)來計算,在文中采用(pitchtime)進(jìn)行計算。2產(chǎn)線平衡率計算W=S(Ti×Si)/(To×a)。其中,W為產(chǎn)線平衡率;Ti為第i工位標(biāo)準(zhǔn)時間;Si為第i工位定員數(shù);To為流水線節(jié)拍;a為流水線定員數(shù)(或采用的工作地數(shù))。3平衡損失率較高,生產(chǎn)線作業(yè)時間被浪費(fèi)從計算結(jié)果可以看出產(chǎn)線的平衡損失率38.08%,平衡損失率較高,在生產(chǎn)過程中有38.08%的時間被浪費(fèi),可運(yùn)用流水線平整的方法,提升產(chǎn)線的效率。1.2.2瓶頸作業(yè)動作設(shè)計該產(chǎn)線的訂單是2400臺/d,而產(chǎn)線是白天和夜班都進(jìn)行生產(chǎn),200臺/h,一天生產(chǎn)10h,產(chǎn)量為2000臺/d,無法滿足客戶需求,瓶頸工位亟待得到改善。由拉平衡圖及現(xiàn)場運(yùn)用“5W1H”詢問技術(shù)發(fā)現(xiàn)瓶頸工位如下。1)工位50、61、37、51為瓶頸工序,與其他工序作業(yè)時間相差較大,但技術(shù)部門回復(fù)ATE初測(AC)部分工位的瓶頸由于設(shè)備老化導(dǎo)致,無法得到立刻解決已向公司反映。但可從動作分析角度找出不必要、不經(jīng)濟(jì)的動作,將它們改善和優(yōu)化。2)工位60、37為焊接工序需進(jìn)行動作研究,針對經(jīng)常出錯和需要注意的地方,在制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)書時加以特別說明,并對焊接工序的作業(yè)員進(jìn)行培訓(xùn)和評比,指出在作業(yè)過程中不合理不必要的動作,嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書要求作業(yè),可消除此處瓶頸。3)工位2、41、17有較多閑置時間,其中工位41清洗PCB板有兩人完成,有較大的的閑置時間可減少1人;工位2為貼高壓膠帶,可與工位3貼防焊膠帶合并,減少為1人作業(yè);工位17為質(zhì)檢,由于前面插件工序的限制導(dǎo)致閑置時間,需先解決插件部分的瓶頸。1.3提高作業(yè)效率經(jīng)過一段時間產(chǎn)線的觀察和“5W1H”現(xiàn)場詢問,發(fā)現(xiàn)EA1xx產(chǎn)線存在一些可改善的問題。1)該產(chǎn)線的作業(yè)員流動性比較大,半年內(nèi)就會有部分作業(yè)員離開,新的作業(yè)員在產(chǎn)線上操作,因此迫切需要員工的穩(wěn)定和有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書指導(dǎo)新的作業(yè)員快速地掌握操作要領(lǐng)和關(guān)鍵,提高作業(yè)的效率,以保證產(chǎn)線的產(chǎn)能和滿足客戶訂單。2)在插件后需要對原料進(jìn)行再加工,插件效率低,已造成后續(xù)工位作業(yè)時間的閑置?？稍谧鳂I(yè)前集中加工原材料,再進(jìn)行插件作業(yè),集中作業(yè)和批量作業(yè)都可以提升作業(yè)的效率。3)作業(yè)過程中缺少夾持夾具,作業(yè)時需單手扶持,不能雙手作業(yè),不符合動作經(jīng)濟(jì)原則,可設(shè)計相應(yīng)的夾具來解決這個問題。4)條碼標(biāo)簽經(jīng)常粘貼錯誤而導(dǎo)致重工,浪費(fèi)大量工時,降低產(chǎn)線整體效率。5)作業(yè)時一些基本的作業(yè)工具設(shè)計不夠合理,如拿取螺絲時的工具和裝箱運(yùn)輸半成品的箱體的不合理設(shè)計,導(dǎo)致作業(yè)員使用時效率較低,存在較大的改善空間。2通過設(shè)計和實(shí)施改進(jìn)的方案2.1產(chǎn)線作業(yè)設(shè)計在產(chǎn)線上作業(yè)屬于輕體力作業(yè),操作簡單,上手容易。若要提高生產(chǎn)率和產(chǎn)量,需要作業(yè)員熟練程度高,但作業(yè)員流動性較大,因此亟需采用標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)SOP(standardoperationprocedure,SOP)對某一程序中的關(guān)鍵控制點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化和量化,使新員工經(jīng)過培訓(xùn)掌握相同的作業(yè)方法、合理成熟的操作技術(shù),從而提高作業(yè)員熟練程度,保證作業(yè)的安全性,作為進(jìn)一步改善的基準(zhǔn)。該產(chǎn)線SOP內(nèi)容包括機(jī)種名稱、站別、作業(yè)內(nèi)容、注意事項、標(biāo)準(zhǔn)工時等。其中作業(yè)內(nèi)容包括作業(yè)項目和順序,圖示中以圖形和顏色說明作業(yè)內(nèi)容和注意事項。標(biāo)準(zhǔn)工時由正常工時和寬放組成。正常工時=測得工時×速度評比率(評比率沿用公司評定系數(shù)1.06)。電子工廠的寬放率一般在10%~20%,該產(chǎn)線為輕體力勞動,沿用公司的15%,其中標(biāo)準(zhǔn)工時的構(gòu)成如圖3。該公司總標(biāo)準(zhǔn)時間是由各個工位的作業(yè)時間經(jīng)上述的方法標(biāo)準(zhǔn)化后相加得到的。該公司SOP制定的步驟:①研讀客戶和RD提供的數(shù)據(jù),將所有的條件及規(guī)格匯整成一份作業(yè)注意事項;②針對樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,將各工程段進(jìn)行區(qū)分,并核對BOM分階是否正確;③確立原料、零件及組件的加工方式與規(guī)格要求;④制定生產(chǎn)的流程及工作站的安排,并編寫流程圖;⑤確認(rèn)工站的安排是否合理,是否有達(dá)到平衡工時,是否有防止不良產(chǎn)品流出的功能。由于產(chǎn)線員工流動性較大,對于新員工必須按照其工位的SOP要求進(jìn)行培訓(xùn),并進(jìn)行考核和評比,合格方可上線作業(yè)。將作業(yè)中需要特別注意和經(jīng)常出錯的地方,在SOP中醒目標(biāo)出,并著重強(qiáng)調(diào)。在產(chǎn)線上將指導(dǎo)書放在醒目的位置,督促作業(yè)員按照指導(dǎo)書的動作和要求作業(yè),因不按要求導(dǎo)致的產(chǎn)品和產(chǎn)線的問題,員工需承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任。標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)書完善也是一個不斷改進(jìn)和優(yōu)化的過程,對于在產(chǎn)線作業(yè)時發(fā)現(xiàn)的SOP中不合理,未考慮周全和不符合實(shí)際的內(nèi)容和要求,要盡快整改并在SOP中顯著標(biāo)明改進(jìn)的地方。SOP的完善過程如圖4。2.21x生產(chǎn)線的現(xiàn)場改進(jìn)過程2.2.1原料剪腳作業(yè)原產(chǎn)線是插件時,如圖5所示,由作業(yè)員甲進(jìn)行原料插件,再由作業(yè)員乙按裝配要求對原料進(jìn)行剪腳。這種作業(yè)不適合大批量簡單生產(chǎn),插件和剪腳工序耗時較長、效率較低,調(diào)整為在生產(chǎn)之前,先開始準(zhǔn)備班的工作對元件按要求集中進(jìn)行初加工,如圖6所示。簡單重復(fù)的集中作業(yè)有利于縮短原來單個作業(yè)的加工時間,提高了效率,避免了二次操作。2.2.2改善前取螺釘?shù)牟僮髁鞒?)根據(jù)機(jī)種和主件的尺寸要求,開發(fā)相應(yīng)的夾持夾具即治具。改善前在進(jìn)行該操作時需要雙手扶持工件,如圖7所示,不僅作業(yè)時需要特別注意,效率特別低,而且作業(yè)過程中很容易碰傷工件導(dǎo)致質(zhì)量問題或因手未扶好工件使產(chǎn)品落地,導(dǎo)致重工甚至產(chǎn)品的報廢。通過與工件匹配的治具,如圖8所示,消除了雙手的扶持動作,而且定位更加準(zhǔn)確和可靠。按產(chǎn)品定制的治具在生產(chǎn)中更好地保護(hù)產(chǎn)品,使操作更加簡潔和快捷,縮短了該工位的作業(yè)時間,消除了這個瓶頸。2)改善前取螺絲需要單手抓取螺絲,另一只手握螺絲刀,如圖9所示,雙手不對稱作業(yè),并且取時要求作業(yè)員一直保持較高的注意力,反復(fù)調(diào)整螺絲與螺絲刀使之匹配,當(dāng)需大量取螺絲時,該工位作業(yè)時間較長,效率很低,且經(jīng)常出錯。改善后通過磁力吸取放置在螺絲盤治具中的螺絲,如圖10所示,簡便而且很易操作,還可雙手同時抓取對稱作業(yè),效率有較大提高。3)改善前裝半成品時,在箱中是平鋪疊放在一起,如圖11所示,在放置過程中作業(yè)員不僅需要特別小心,輕拿輕放效率很低,而且在運(yùn)輸過程中產(chǎn)品之間相互摩擦導(dǎo)致產(chǎn)品存在質(zhì)量隱患。改善后用豎放隔板代替原來整排積壓,如圖12所示,減少了產(chǎn)品間的碰撞、積壓和相互之間的摩擦,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,而且提高了裝箱和運(yùn)輸?shù)乃俣取?.2.3巡回檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題和處理是將未貼錯產(chǎn)品再貼上門面IPQC(InputProcessQualityControl)即生產(chǎn)過程檢驗(yàn),指對物料入倉后到成品入庫前各階段的生產(chǎn)活動的品質(zhì)控制。其中巡回檢驗(yàn)是檢驗(yàn)工人按一定的時間間隔和路線,依次到生產(chǎn)現(xiàn)場,用抽查的形式,檢查剛加工出來的產(chǎn)品是否符合工藝或標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書中所規(guī)定的要求。由于該產(chǎn)線是大批大量生產(chǎn),因此在巡回檢驗(yàn)時要與使用工序控制圖相結(jié)合,對生產(chǎn)過程發(fā)生異常狀態(tài)實(shí)時報警,是防止成批出現(xiàn)廢品的重要措施。針對條形碼經(jīng)常貼錯的情況,當(dāng)巡回檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題時,應(yīng)進(jìn)行兩項工作:一是及時尋找貼錯的原因,并采取有效的糾正措施,將問題在該工位解決;二是將出現(xiàn)問題的工位及時通知IE,將條碼標(biāo)簽經(jīng)常出錯的部分在SOP(標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)指導(dǎo)書)中用圖形和顏色進(jìn)行醒目的標(biāo)示,以杜絕類似問題的發(fā)生。3該計劃的實(shí)施和改進(jìn)效果的評估3.1對抓住螺釘?shù)墓に嚫倪M(jìn)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)書制定和使用,有效地降低了因操作不當(dāng)和員工流動帶來的產(chǎn)線的不穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的不可靠性,為產(chǎn)線效率和產(chǎn)品質(zhì)量的提升,提供了基礎(chǔ)。1)通過插件和元件的初加工工序的合并調(diào)整,插件所有工位作業(yè)時間由原來的247.32s降為227.86s,每個作業(yè)員插件增加23個/h,按每人12元/h,間接節(jié)省年人工費(fèi)用12×75×(23/200)×300=31050元。2)對于扶持工件采用夾持夾具前,先右手拿取工件放置再左手拿取外殼,右手扶持左手裝配,即改善前按mod分析法為:M4G3P5M4G1P5。改善后雙手可同時作業(yè):M3G3P2P5,單個工件可節(jié)省(4+3+5+4+1+5)×0.129-(3+3+2+5)×0.129=1.161(s),按2400臺/d,可節(jié)省2786.4s/d(其中1mod=0.129s)。3)對抓取螺絲改善后由M3G3P2變?yōu)镸3P2,僅單盤252個螺絲就可減少(3+3+2-3-2)×252×0.129s=97.524s。4)在放置運(yùn)輸半成品時,改善后由G3B17P2降為G3B17P0,單箱作業(yè)時間減少(3+17+2-3-17)×20×0.129s=5.16s,按2400/d可減少619.2s,產(chǎn)品磨損率降低28%。3.2產(chǎn)線1x平整后的效果評估1ecrs拉平衡改善s降至13.16s.由于該工位是焊接工位,受到設(shè)備老化限制尚未降至最優(yōu),已報告需更新設(shè)備。而原來有較多閑置時間的工位,通過ECRS方法也得到相應(yīng)平衡改善,拉平衡圖得到平整,見圖13。改善后產(chǎn)線更加流暢,產(chǎn)線的產(chǎn)能提高23%,較好地滿足了客戶訂單需求。2產(chǎn)線改善效果平衡損失率=1-平衡率=1-74.18%=25.82%。通過改善客戶的訂單滿足率達(dá)到100%,在產(chǎn)線產(chǎn)量提升23%的同時,產(chǎn)線的總標(biāo)準(zhǔn)時間得到優(yōu)化,作業(yè)員得到精簡,流水線布置更加合理,工作環(huán)境也得到相應(yīng)的改善,產(chǎn)線改善目標(biāo)基本達(dá)到。其中總標(biāo)準(zhǔn)時間是由各工位標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間加和得到,改善前后效果對比如表2。4研究工作的貢獻(xiàn)產(chǎn)線的平衡是提高企業(yè)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵,產(chǎn)線上一個或幾個瓶頸工位往往影響了整條產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。因而消除瓶頸工位和作業(yè)過程中許多不必要的浪費(fèi),提高產(chǎn)線生產(chǎn)能力是企業(yè)關(guān)注的核心問題。本文針對EA1xx產(chǎn)線存在的問題,運(yùn)用工作研究、作業(yè)測定及產(chǎn)線平衡的理論方法進(jìn)行分析、改善,使產(chǎn)線的生產(chǎn)能力提