裝配線指的是由一些物料搬運(yùn)設(shè)備連接起來的連續(xù)生產(chǎn)線。主要精神在于“讓某一個(gè)生產(chǎn)單位只專注處理某一個(gè)片段的工作”,而非傳統(tǒng)的讓一個(gè)生產(chǎn)單位從上游到下游完整完成一個(gè)產(chǎn)品。
裝配線是人和機(jī)器的有效組合,充分體現(xiàn)設(shè)備的靈活性,它將輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備有機(jī)的組合,以滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求。裝配流水線的傳輸方式有同步傳輸?shù)?(強(qiáng)制式)也可以是非同步傳輸/(柔性式),根據(jù)配置的選擇,實(shí)現(xiàn)手工裝配或半自動(dòng)裝配。裝配線在企業(yè)的批量生產(chǎn)中不可或裝配線平衡
裝配線的平衡是使人員之間或機(jī)器之間盡量平衡,這樣裝配線的產(chǎn)出才能達(dá)到要求的水平。裝配線平衡問題與設(shè)施規(guī)劃相牽連。裝配線的平衡與否直接影響到制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率。
裝配線平衡問題是一個(gè)與設(shè)施規(guī)劃相牽連的問題。一個(gè)工作站要完成的工作總量與分配到該工作站的基本工作單元總數(shù)是一致的。裝配線平衡問題就是將所有基本工作單元分派到各個(gè)工作站,以使每個(gè)工作站在節(jié)拍(即相鄰兩產(chǎn)品通過裝配線尾端的間隔時(shí)間)內(nèi)都處于繁忙狀態(tài),完成多的操作量,從而使各工作站的未工作時(shí)間(閑置時(shí)間)少。
裝配線的平衡是裝配線的設(shè)計(jì)與管理中的一個(gè)很重要的問題,因?yàn)檠b配線的平衡與否直接影響到制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率。在過去的幾十年里,人們對(duì)裝配線的平衡問題進(jìn)行了大量的研究,已得到了大量的理論成果。
裝配線節(jié)拍
所謂裝配線節(jié)拍,是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同產(chǎn)品的時(shí)間間隔。
流水生產(chǎn)方式創(chuàng)造了高度的勞動(dòng)生產(chǎn)率,是現(xiàn)有生產(chǎn)組織形式中的一種形式。但是,實(shí)行流水生產(chǎn),必須具備一定的先決條件。首先,產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝都是高度標(biāo)準(zhǔn)化的,設(shè)計(jì)完全定型,零件互換性高,生產(chǎn)中消除任何修配與調(diào)整操作,工藝方法穩(wěn)定,能組織高度專業(yè)化的勞動(dòng)分工。同時(shí),應(yīng)有穩(wěn)定的大量的市場(chǎng)需求。這樣,才有條件為每種產(chǎn)品建立專用流水線,流水線上配備率的專用設(shè)備。這些設(shè)備所需的大量投資能為大量的銷售量所消化,而為企業(yè)取得率和低成本的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
本文所寫的關(guān)于流水線裝配線線平衡問題正是具體到生產(chǎn)TFT-LCD的一條生產(chǎn)流水線,因?yàn)楣芾砣藛T缺乏IE方面的理論知識(shí),雖然采用了流水生產(chǎn)方式,但對(duì)其裝配線線平衡卻分配不合理,造成了生產(chǎn)能力的浪費(fèi)。
1. 流水線重要的概念節(jié)拍。節(jié)拍是指流水線上前后出產(chǎn)兩個(gè)相同制品的時(shí)間間隔。當(dāng)流水線的運(yùn)輸批量等于1的情況下,節(jié)拍按下面公式計(jì)算。
C=Fe/N
式中 C——流水線節(jié)拍;
Fe——計(jì)劃期有效工作時(shí)間;
N——計(jì)劃期應(yīng)完成的產(chǎn)量,或預(yù)期的生產(chǎn)大綱產(chǎn)量。
2. 少工作地?cái)?shù)計(jì)算
工作地也叫工作站。它們分別承擔(dān)生產(chǎn)過程中至少一個(gè)或多個(gè)無法在分解的作業(yè)元素。工作站需完成的作業(yè)元素及其工時(shí)定額總和,分別稱為站工作含量及站工作含量時(shí)間。流水線上所有站工作含量時(shí)間的總和為總工作含量時(shí)間。
流水線共做地合理分工的合理性體現(xiàn)在用少的工作地?cái)?shù)來完成制品的生產(chǎn)過程,即完成所有的作業(yè)元素。因?yàn)楣ぷ鞯財(cái)?shù)減少,工作地上的負(fù)荷越飽滿,流水線的利用效率也就越高。在給定了節(jié)拍后,少工作地?cái)?shù)應(yīng)為:
Smin=[W/C]
公式中[]符號(hào)表示大于或等于W/C的小整數(shù)。
流水線的少工作地?cái)?shù)可以作為衡量流失線利用程度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),用來檢查任務(wù)分工組織的合理性。
3. 流水線平衡
少工作地?cái)?shù)只是一種理想情況。在生產(chǎn)中,有許多因素限制著作業(yè)元素的分配,使工作地的負(fù)荷不能達(dá)到滿負(fù)荷,即各站工作含量時(shí)間不能不能與節(jié)拍時(shí)間完全相等或接近相等。一種是工藝順序的約束,也就是作業(yè)元素的分解合并必須遵循裝配過程的要求,不能任意插補(bǔ)或顛倒。一種是技術(shù)上的約束。為了保證技術(shù)要求,必須防止工序之間的干擾。當(dāng)然,還有一個(gè)基本的約束,即任何工作地的含量時(shí)間不能大于節(jié)拍。若一項(xiàng)作業(yè)元素的作業(yè)時(shí)間大于節(jié)拍時(shí)間,必須將它分為在兩個(gè)或多個(gè)工作地平行進(jìn)行。于是,在工藝與技術(shù)的約束下,按流水線的節(jié)拍要求,為每個(gè)工作地分配作業(yè)任務(wù),使它們的作業(yè)時(shí)間盡可能地達(dá)到或接近節(jié)拍時(shí)間,這就是流水線平衡,或工序同期化。
對(duì)于裝配流水線,主要采取分解與合并工序,合理調(diào)配人力等辦法進(jìn)行流水線的平衡。
對(duì)于流水線負(fù)荷率 為:
E=W/SC
在75%以上即可認(rèn)為滿意,若達(dá)不到這個(gè)比率,則需法改進(jìn)。用同樣方法也可計(jì)算工作地負(fù)荷率,通過工作地負(fù)荷率可檢查負(fù)荷分配的均衡性,若負(fù)荷分布不均衡,也應(yīng)調(diào)整作業(yè)元素的分配,即總負(fù)荷率有些降低,也是值得的。因?yàn)橛欣诋a(chǎn)量的提高,也利業(yè)于員工積極性的調(diào)動(dòng)。
裝配線平衡率低就意味著各工位負(fù)荷差別,勞動(dòng)強(qiáng)度不一,負(fù)荷強(qiáng)度大的操作人員, 長(zhǎng)時(shí)間工作后尤其是夜班期間容易疲勞,注意力不集中,這將無法保證產(chǎn)品會(huì)被一致性的制造出來,從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量;而負(fù)荷強(qiáng)度低的工位,操作者和設(shè)備均存在等待的浪費(fèi),此工位的操作者主觀上也不愿意到生產(chǎn)線的其他崗位工作,這樣也不利于裝配線上人員多技能工作的推行,給管理帶來了麻煩[21]。由此可見,生產(chǎn)線的平衡率越高,生產(chǎn)線發(fā)揮的效能就越大,因而裝配線的平衡與否直接影響到制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率,因此,裝配線平衡長(zhǎng)期以來一直受到人們的重視,總的來說,企業(yè)的裝配線平衡有以下好處:
(1) 在生產(chǎn)節(jié)拍被設(shè)定的情況下,平衡率的提高可以減少裝配線上的操作者數(shù)量;在生產(chǎn)節(jié)拍未被預(yù)先設(shè)定的情況下,平衡率的提高可以在人員不變的情況下降低節(jié)拍,即做到產(chǎn)能增加時(shí)無需招人;
(2) 各工位工作負(fù)荷相近,裝配線上崗位沒有輕重之分,工人的公平感提高,頂崗及人員多技能培訓(xùn)等工作容易開展;
(3) 平衡率高的生產(chǎn)線工位與工位之間的在制品數(shù)量少,可以大幅度的節(jié)省生產(chǎn)線占地面積,同時(shí),也為物流布局提供了方便。
(4) 通過開展裝配線的平衡,累積了生產(chǎn)線作業(yè)要素、時(shí)間、裝配的先后關(guān)系等一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為以后的持續(xù)改善提供了數(shù)據(jù)支撐;
(5) 平衡率高的生產(chǎn)線,各工位步調(diào)一致,操作者一直處于適度緊張的精神狀態(tài), 有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品一致性。