CN106295840A - 一种优化生产流水线作业的方法、装置及生产流水线 - Google Patents

一种优化生产流水线作业的方法、装置及生产流水线 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制造企业流水线技术领域，公开了一种优化生产流水线作业的方法、装置及生产流水线，所述方法包括：建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；根据作业标准时间文件，建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过线平衡文件和各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及对于瓶颈工位，通过作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。本发明建立符合制造企业流水线各工位工艺的“作业标准时间”文件，使得流水线生产能力提升，瓶颈工位得以优化。

Description

一种优化生产流水线作业的方法、装置及生产流水线
技术领域
本发明涉及制造企业流水线技术领域，具体地，涉及一种优化生产流水线作业的方法、装置及生产流水线。
背景技术
当面对现有生产线生产能力提升时，往往会通过开通新工位、购置新的设施设备、增加人员等方案投入资源的方式来解决问题。但在提升产能的同时，也带来成本的升高，因此投入资源并不是提升产能的首选。对于现在的制造企业现场，存在许多浪费，现有资源的可利用潜力存在很大空间。
产能提升可以分为三个阶段，第一是改善工艺流程；第二是优化操作动作；最后才是投入资源。在产能提升的过程中，从衡量生产能力现状、分析和改善瓶颈工位，到评估改善效果，生产线平衡贯穿其中，所以准确的节拍时间就显得尤为重要。
如何准确地获得想要的节拍时间，并找到“瓶颈”工位，制定产能提升计划，仅凭经验或者感觉通常是错误的，即不易确定“作业标准时间”。而如果没有“作业标准时间”作为评定标准，可能会带来无法准确定位流水线瓶颈工位，无法准确衡量作业人员操作速度和作业态度，无法预测和评估方法改进后的效果等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种优化生产流水线作业的方法、装置及生产流水线，用于解决在流水线生产能力提升过程中没有“作业标准时间”作为节拍评定依据的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种优化生产流水线作业的方法，包括：建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；根据所述作业标准时间文件，建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。
优选地，通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件。
优选地，所述通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，具体包括：获得流水线现有的工序描述；根据流水线现有的工序描述，分解工序动作；将分解的各工序动作与EASE软件模块中的作业标准时间数据库中的EASE动作元素一一对应；调整EASE软件模块中作业标准时间数据库内的EASE动作元素和动作元素时间，使其形成符合流水线各工位的工艺的作业标准时间；以及汇总并打包所有EASE动作元素，得到作业标准时间文件。
优选地，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位，具体包括：通过各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的目标工位，通过所述线平衡文件示出该目标工位需调整的工艺步骤顺序。
优选地，还包括：根据所述线平衡文件计算理论工位数，并根据计算结果，判断是否需要增开工位。
优选地，对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作，具体包括：根据所述作业标准时间文件中对应的动作元素，确定该瓶颈工位的实际作业中的增值动作时间或非增值动作时间，识别并消除非增值动作时间对应的动作浪费和搬运浪费。
优选地，还包括：根据所述作业标准时间文件，建立对各工位的实际作业进行评价的机制。
本发明的技术方案还提供了一种优化生产流水线作业的装置，包括：作业标准时间文件建立模块，用于建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；节拍平衡示出模块，用于建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及瓶颈工位调整模块，用于对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。
优选地，所述作业标准时间文件建立模块中，通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，具体包括：获得流水线现有的工序描述；根据流水线现有的工序描述，分解工序动作；将分解的各工序动作与EASE软件模块中的作业标准时间数据库中的EASE动作元素一一对应；调整EASE软件模块中作业标准时间数据库内的EASE动作元素和动作元素时间，使其符合流水线各工位的工艺；以及汇总并打包所有EASE动作元素，得到作业标准时间文件。
本发明的技术方案还提供了一种生产流水线，包括上述的优化生产流水线作业的装置。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过建立工厂流水线各工位“作业标准时间”文件，实现了对各工位操作动作和动作时间的标准化，实现了对各工位的工艺节拍时间的准确把握，便于发现“瓶颈”。
2、本发明建立的“作业标准时间”文件广泛应用在如下几方面：①发现并消除作业中存在的浪费；②检验各种作业方法的优劣，改善作业方法，工装器具和设备等；③评估作业方式方法改进后效果；④衡量和评价作业人员的作业态度和作业态度；⑤平衡生产线线平衡。
3、本发明的技术方案对于产品建造成本的核算也发挥着重要作用。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的实施方式中优化生产流水线作业的方法的流程示意图；
图2是本发明的实施方式中建立作业标准时间文件的流程示意图；
图3是本发明的实施方式中建立的任意标准时间文件的结构树示意图；
图4是本发明的实施方式中流水线生产能力提升的流程示意图；
图5是本发明的实施方式中瓶颈工位优化的流程示意图；
图6是本发明的实施方式中优化生产流水线作业的装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，相关术语解释如下：
1、作业标准时间：是指操作熟练程度和技能都达到平均水平的作业人员，按照规定的作业条件和作业方法，用正常的速度生产规定质量的一个单位的产品时所需的时间。
2、线平衡：是指对生产的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。
3、节拍：是指连续完成相同的两个产品(或两次服务，或两批产品)之间的间隔时间，换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。
4、瓶颈：是指一个流程中生产节拍最慢的环节。
为了解决在流水线生产能力提升过程中没有“作业标准时间”作为节拍评定依据的问题，如图1所示，本实施方式提出了一种优化生产流水线作业的方法，包括：建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；根据所述作业标准时间文件，建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。
以发动机制造企业流水线为例，下面介绍图1的各步骤的具体实施过程。
一、作业标准时间文件的建立
一般地，可采用下面三种方法制定“作业标准时间”文件：
1)直接法，包括秒表测时法、动态影像分析、工作抽样法等；
2)合成法，包括模特法、标准资料法等；
3)实际法，包括实际统计法、人员比率法、经验数据法等。
其中，直接法相对简单，实际法则耗时最短，但均存在一定程度的缺点，对于标准作业态度的比较衡量存在困难。EASE(Engineering AssemblyStandards Estimate)应用软件能够通过工业工程标准时间模块建立作业标准时间，即其包括有“作业标准时间”的数据库模块，因此本实施方式优选利用该“作业标准时间”的数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，如图2所示，具体的建立方法包括以下步骤：
步骤11，工序描述：获得流水线现有的工序描述，可优选为从流水线现有的作业指导书中获得各工序步骤的描述，即获得工序描述。
步骤12，动作描述：根据流水线现有的工序描述，分解工序动作，对分解的各工序动作进行标准化的描述，即采用标准化动作语言，以统一对相同或类似的动作的描述。这里，对于采用标准化的动作描述，有利于抓住动作重点和分类筛选。动作描述用语规范，如1)动词+名词(零件或工装器具等名称)，2)电枪/气枪/拧紧/手带(多少)颗(什么)螺栓，3)走(多少)步至(位置)等形式。
步骤13，EASE动作元素：将分解的各工序动作与EASE软件模块中的作业标准时间数据库中的EASE动作元素一一对应。
步骤14，EASE动作时间和EASE动作频率：将实际作业动作与EASE动作元素一一比对，以调整EASE软件模块中作业标准时间数据库内的EASE动作元素和动作元素时间，包括调整EASE动作时间和EASE动作频率，形成符合流水线各工位的工艺的作业标准时间。
步骤15，汇总并打包所有EASE动作元素，得到作业标准时间文件。针对工序动作对应的EASE动作元素进行标准化并打包，即将相同或类似的动作统一的动作分解描述和EASE动作元素，并将其模块化处理，便于整体调用和调整。
通过上述步骤，形成“作业标准时间”文件结构树，如图3所示，由工位的各个作业工序开始，分解工序动作，并将动作与EASE动作元素一一对应。在对工序动作分解前，可选取熟练操作工进行作业，并录制工位的作业视频。之后，针对实际作业视频和EASE动作元素进行一一比对，并将动作频次录入，最后得出该动作的时间(动作时间＝EASE动作元素时间*EASE动作频率)。
二、流水线生产能力的提升
本实施方式主要通过平衡工位间节拍来提升流水线生产能力，而线平衡文件是关键工具。然而，线平衡文件的数据基础是建立在“作业标准时间”文件上。由于之前已经建立了“作业标准时间”文件，利用动作“标准时间”整理工序的“标准时间”就显得非常轻松和准确。
如图4所示，将各个工序的“标准时间”按照每个工位进行整理，并建立整个工厂流水线的线平衡文件。同时，根据线平衡文件，将各个工位的“标准时间”整理为各工位节拍柱状图，直观地展示出各工位节拍现状，即通过各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的目标工位，通过所述线平衡文件示出该目标工位需调整的工艺步骤顺序。本实施方式结合线平衡文件和各工位节拍柱状图，调整各工位涉及的工艺步骤，以平衡工位间节拍。
三、瓶颈工位优化
线平衡过程中，根据线平衡文件计算理论工位数，并根据计算结果，判断是否需要增开工位，以调整工位数，并对调整后的各工位进行工艺步骤的调整。具体地，理论工位数＝单台发动机建造总时间/目标节拍时间(TT)，其中，单台发动机建造总时间即各工位“作业标准时间”之和，目标节拍时间(TT)＝有效工作时间/客户需求量。若理论工位数大于现有工位数，需要开通新工位，并结合工艺调整优化提升产能。若理论工位数等于现有工位数，则说明目前的工位数量在理论上可以满足产能提升要求，不需要增加工位，只需要通过调整工艺、改善工具或改进方法等降低瓶颈工位节拍，实现产能提升的目的。若理论工位数小于现有工位数，则需要仔细分析造成现有工位数过多的原因，考虑是否需要适当减少工位，但这是线平衡极差的情况，这里不作说明。
在日常的“瓶颈”工位改善过程中，经过对作业方法的改善，包括简化工艺过程，合并工艺步骤，调整工艺流程等，都无法实现对“瓶颈”的消除或降低，这就需要对“瓶颈”工位进行深入细致的研究。本实施方式中，根据该瓶颈工位在所述作业标准时间文件中对应的工序和动作，降低该瓶颈工位的节拍，如图5所示，具体包括：根据所述作业标准时间文件中对应的动作元素，确定该瓶颈工位的实际作业中的增值动作时间或非增值动作时间，识别并消除非增值动作时间对应的动作浪费和搬运浪费。
具体地，可以通过工位“作业标准时间”与实际工位节拍的对比核实“瓶颈”工位，再对该工位进行视频的录制，从而分析各个动作的实际时间，之后与各个动作的“作业标准时间”进行比较，找到哪些动作是增值的，哪些是非增值的，并对非增值时间进行研究，识别动作浪费和搬运浪费，并消除不必要的作业。
四、作业人员操作速度和作业态度评价
综合上述三点，本实施方式的方法还可以包括：根据所述作业标准时间文件，建立对各工位的实际作业进行评价的机制。
具体地，针对操作者的实际作业进行分析，将增值动作时间与“作业标准时间”进行对比，评估该作业者的操作速度或作业态度。针对操作速度慢的原因进行分析和再培训，针对作业态度存在问题的操作者进行沟通。于此同时，对增值时间进行熟练度的评估，即操作者作业态度评价。作业者熟练度＝(增值时间/“作业标准时间”)*100％。对于低于85％熟练度的操作者予以再培训，提升作业速度。
对应上述优化生产流水线作业的方法，本实施方式还给出了一种优化生产流水线作业的装置，如图6所示，其包括：作业标准时间文件建立模块，用于建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；节拍平衡示出模块，用于建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及瓶颈工位调整模块，用于对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。
特别地，在所述作业标准时间文件建立模块中，通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，具体包括：获得流水线现有的工序描述；根据流水线现有的工序描述，分解工序动作；将分解的各工序动作与EASE软件模块中的作业标准时间数据库中的EASE动作元素一一对应；调整EASE软件模块中作业标准时间数据库内的EASE动作元素和动作元素时间，使其符合流水线各工位的工艺；以及汇总并打包所有EASE动作元素，得到作业标准时间文件。
该优化生产流水线作业的装置与上述的优化生产流水线作业的方法的具体实施过程一致，这里不再多述。
相应地，本实施方式还给出了一种生产流水线，其包括上述的优化生产流水线作业的装置。
综上所述，本发明的实施方式建立符合发动机制造企业流水线各工位工艺的“作业标准时间”文件，使得在流水线生产能力提升，瓶颈工位优化，并在作业人员操作速度评价和作业态度评价等方面发挥主导作用。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种优化生产流水线作业的方法，其特征在于，包括：
建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；
根据所述作业标准时间文件，建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及
对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，具体包括：
获得流水线现有的工序描述；
根据流水线现有的工序描述，分解工序动作；
将分解的各工序动作与EASE软件模块中的作业标准时间数据库中的EASE动作元素一一对应；
调整EASE软件模块中作业标准时间数据库内的EASE动作元素和动作元素时间，使其形成符合流水线各工位的工艺的作业标准时间；以及
汇总并打包所有EASE动作元素，得到作业标准时间文件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位，具体包括：通过各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的目标工位，通过所述线平衡文件示出该目标工位需调整的工艺步骤顺序。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述线平衡文件计算理论工位数，并根据计算结果，判断是否需要增开工位。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作，具体包括：
根据所述作业标准时间文件中对应的动作元素，确定该瓶颈工位的实际作业中的增值动作时间或非增值动作时间，识别并消除非增值动作时间对应的动作浪费和搬运浪费。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述作业标准时间文件，建立对各工位的实际作业进行评价的机制。
8.一种优化生产流水线作业的装置，其特征在于，包括：
作业标准时间文件建立模块，用于建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，该作业标准时间文件中包括各工位的每个工序对应的动作元素；
节拍平衡示出模块，用于建立生产流水线的线平衡文件，再根据该线平衡文件建立各工位节拍柱状图，通过所述线平衡文件和所述各工位节拍柱状图示出需进行节拍平衡的工位；以及
瓶颈工位调整模块，用于对于无法满足目标节拍的瓶颈工位，通过所述作业标准时间文件中对应的动作元素，获得该瓶颈工位中需进行调整的实际动作。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述作业标准时间文件建立模块中，通过EASE软件模块中的作业标准时间数据库建立符合生产流水线各工位的工艺的作业标准时间文件，具体包括：
获得流水线现有的工序描述；
根据流水线现有的工序描述，分解工序动作；
将分解的各工序动作与EASE软件模块中的作业标准时间数据库中的EASE动作元素一一对应；
调整EASE软件模块中作业标准时间数据库内的EASE动作元素和动作元素时间，使其符合流水线各工位的工艺；以及
汇总并打包所有EASE动作元素，得到作业标准时间文件。
10.一种生产流水线，其特征在于，包括权利要求8或9中所述的优化生产流水线作业的装置。
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