對(duì)于以裝配者手工作業(yè)為主的汽車生產(chǎn)線來說，其效率的提升不僅取決于裝配者，還取決于工位設(shè)計(jì)是否有利于減少裝配者的無增值性作業(yè)時(shí)間，諸如不必要的走動(dòng)、處理零件、取工具等無增值性行為所消耗的時(shí)間以及物流配送形式是否有利于配合生產(chǎn)線等特點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

影響生產(chǎn)線效率的因素

通常來講，制約制造企業(yè)生產(chǎn)線效率的因素主要由“七大浪費(fèi)”構(gòu)成，即等待時(shí)間的浪費(fèi)、無效運(yùn)輸?shù)睦速M(fèi)、低效工序的浪費(fèi)、錯(cuò)誤動(dòng)作的浪費(fèi)、產(chǎn)品缺陷的浪費(fèi)、制造過程的浪費(fèi)以及過量庫(kù)存的浪費(fèi)，在這七大浪費(fèi)的定義中，包括了人、機(jī)、料、法和環(huán)五方面因素。

由此可見，生產(chǎn)線的運(yùn)行效率不僅取決于工藝過程編制的合理性因素和裝配者的人員因素，還取決于工位設(shè)計(jì)的合理性因素、現(xiàn)場(chǎng)物料配送形式以及設(shè)備綜合效率OEE(OEE=時(shí)間稼動(dòng)率×性能稼動(dòng)率×良品率)等多方面的因素。

所謂工藝過程編制的合理性要求，一是要避免裝配過程中出現(xiàn)工序間的干涉現(xiàn)象，即避免出現(xiàn)由于工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)所引發(fā)的不必要的動(dòng)作浪費(fèi)以及等待時(shí)間浪費(fèi)，以此保證各個(gè)裝配環(huán)節(jié)的順暢銜接；二是要滿足生產(chǎn)線的均衡化設(shè)計(jì)要求，避免出現(xiàn)人為設(shè)計(jì)出的低工序工位制約整條生產(chǎn)線效率的現(xiàn)象發(fā)生。

對(duì)于裝配者的人員因素主要從兩方面衡量：一為裝配者的增值性動(dòng)作，二為其非增值性動(dòng)作。對(duì)于生產(chǎn)線的運(yùn)行效率要求來講，增值性動(dòng)作定義為：對(duì)產(chǎn)品有實(shí)質(zhì)效益的動(dòng)作，即當(dāng)零件及工具與車身發(fā)生直接裝配關(guān)系后所消耗的時(shí)間，此期間裝配者所做功為有用功；而此過程外的所有附加動(dòng)作如取零件、處理零件、取工具及走動(dòng)等行為均視為無增值性動(dòng)作，其做功屬無用功。

基于以上定義，即可為提高生產(chǎn)線的運(yùn)行線效率指明改進(jìn)方向。在生產(chǎn)線優(yōu)化設(shè)計(jì)中所進(jìn)行的工位優(yōu)化設(shè)計(jì)以及物流配送方式改進(jìn)等工作的目的，就在于減少或消除裝配者在裝配過程中產(chǎn)生的非增值性動(dòng)作，以此降低裝配者所消耗的非增值性時(shí)間，減少無用功所占比例。在實(shí)現(xiàn)前者后，可以加入其他增值性動(dòng)作，以提高其增值性作業(yè)的時(shí)間。由此，可實(shí)現(xiàn)工作效率（效率=實(shí)際工作時(shí)間/生產(chǎn)節(jié)拍）及工時(shí)利用率（利用率=增值性動(dòng)作時(shí)間/實(shí)際工作時(shí)間）雙雙提高的目標(biāo)。

工位優(yōu)化設(shè)計(jì)思路及方案

工位優(yōu)化主要取決于兩方面工作：一是在工位設(shè)計(jì)前期，能否依據(jù)有效的數(shù)據(jù)輸入，如零件信息、工位器具信息、工具信息及工藝信息等，輸出合理的工藝設(shè)計(jì)方案；二是在后期生產(chǎn)中能否進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

通常，SAP系統(tǒng)中包含的零件信息、零件對(duì)應(yīng)的箱型及高、低儲(chǔ)信息；制造系統(tǒng)中的工具信息；工藝系統(tǒng)中的工藝卡明細(xì)、工藝過程明細(xì)；物流系統(tǒng)中的料架規(guī)格尺寸、特殊料架尺寸等信息都匯總至工位模擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)，再由此形成工位布局優(yōu)化方案。

由于北京奔馳（以下簡(jiǎn)稱“BBDC”）總裝生產(chǎn)線的工位數(shù)量達(dá)200多個(gè)，如果不采用統(tǒng)一規(guī)格、統(tǒng)一尺寸的工位器具，不僅會(huì)增加日常的生產(chǎn)管理費(fèi)用及線棒料架等保養(yǎng)維修費(fèi)用，還會(huì)增加BBDC的產(chǎn)品制造成本。所以，BBDC在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)前期就采用了統(tǒng)一的工位范圍設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的線棒、料架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及統(tǒng)一的HBB特殊料箱設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

三種規(guī)格的線棒均采用“二進(jìn)一出”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相同的高度設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)思想就是依據(jù)人機(jī)工程學(xué)理論，以生產(chǎn)線上平均身高170CM的群體為設(shè)計(jì)對(duì)象，保證料箱碼放到線棒第一層及第二層后，裝配者取零件時(shí)的胳膊伸展高度范圍適當(dāng)，以減輕其疲勞度，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性原則。

基于以上標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的管理思路，工藝設(shè)計(jì)部門可以進(jìn)行所有工位的3D模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)工作。以下是對(duì)裝配線上某一工位的優(yōu)化設(shè)計(jì)過程：

首先，系統(tǒng)需要從SAP系統(tǒng)導(dǎo)入該工位裝配過程中所涉及的所有零件及每種零件所對(duì)應(yīng)的箱形、高儲(chǔ)及低儲(chǔ)等方面的信息。計(jì)算機(jī)會(huì)根據(jù)這些輸入數(shù)據(jù)提供所有可行的線棒組合方式；之后，系統(tǒng)還需要輸入該工位所涉及的特殊料架尺寸信息、工具布局信息、工藝過程信息及工藝卡描述等方面的信息。

接收到這些信息后，工藝人員需要綜合考慮有效工作面積、工具占用空間等方面的因素，選擇一套優(yōu)化的線棒、料架組合方案；之后，便可以依據(jù)裝配過程信息來確定裝配者選擇零件的先后次序，以便將裝配所需的零件按順序逐一碼放到線棒的對(duì)應(yīng)位置上。需要注意的是，在確定線棒、特殊料架以及其他工位器具位置時(shí)，要遵循動(dòng)作經(jīng)濟(jì)的原則，具體設(shè)計(jì)要求包括：盡可能用小動(dòng)作去完成、合理的配置及物料碼放、對(duì)稱動(dòng)作、作業(yè)點(diǎn)高度適當(dāng)以減輕疲勞度、基本作業(yè)要素項(xiàng)目愈少愈好及減少裝配者基礎(chǔ)工作量等。

最后，在完成工位3D建模后，即可借助MODAPTS方法——基于人機(jī)工程學(xué)理論，以運(yùn)動(dòng)代碼及分配給代碼相應(yīng)模數(shù)為法則，建立模擬裝配的代碼與模數(shù)有機(jī)組合的數(shù)學(xué)模型；最后通過模數(shù)累加來推算實(shí)際加工時(shí)間的方法——推算出該工位所消耗的實(shí)際裝配時(shí)間。

經(jīng)過數(shù)據(jù)輸入、3D建模、MODAPTS建模及選定優(yōu)化方案以上4步，便可完成工位設(shè)計(jì)的前期工作。所模擬的設(shè)計(jì)方案合理性還需要進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)過程中的驗(yàn)證。后期實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)該工位進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)的效果對(duì)比。造成圖5左側(cè)圖示現(xiàn)場(chǎng)混亂場(chǎng)面的原因有兩點(diǎn)：一為后期生產(chǎn)中新車型的上線；二為生產(chǎn)線速度的調(diào)整所牽連的工位調(diào)整。為解決新車型的零件加入及工位優(yōu)化合并后所增加的零件問題，在工位優(yōu)化設(shè)計(jì)中采用了增加線棒數(shù)量，并將300C及J1車型都需要的B柱內(nèi)飾板以排序方式送至工位，即COSCO依照BBDC的生產(chǎn)計(jì)劃，提前一定時(shí)間，將不同車型所對(duì)應(yīng)的B柱內(nèi)飾板信息匹配到將要上線的車輛信息上，并將零件順序碼放到料架中，再于規(guī)定時(shí)間將零件送到工位。工人只需按料架上的編號(hào)順序取件，完成安裝即可。此方法不僅解決了工位有效空間不足所造成的零件碼無法擺放的問題，而且減少了裝配者根據(jù)不同車型挑選零件時(shí)所消耗的非增值性工作時(shí)間，提高了裝配者的工作效率。

優(yōu)化后的工時(shí)對(duì)比，從改進(jìn)前及改進(jìn)后的對(duì)比可看出，在裝配者的總工作時(shí)間不變的情況下，采用排序送件方式后，裝配者非增值性動(dòng)作時(shí)間明顯減少——降低了29%；與此同時(shí)，其增值性動(dòng)作時(shí)間顯著提高——提高了128%。

生產(chǎn)線系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)思路及方案

生產(chǎn)線的效率提升不僅依靠于每個(gè)工位的優(yōu)化，還取決于整條生產(chǎn)線的系統(tǒng)優(yōu)化。在BBDC總裝車間內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)線及門線，均屬于工位間隔小、工作面積狹小及工位空間緊湊型的裝配線。如果采用生產(chǎn)主線的工位設(shè)計(jì)思路，顯然無法在狹小的工位間隔空間內(nèi)碼放下標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)尺寸的線棒以及工位裝配所需要的所有零件。基于以上原因，在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，BBDC采用了稱之為 Engine KIT的思路，即發(fā)動(dòng)機(jī)線“配餐式”送料的優(yōu)化方案。

此方法不是著眼于某個(gè)工位的優(yōu)化設(shè)計(jì)，而是從裝配線的系統(tǒng)高度出發(fā)，設(shè)計(jì)了統(tǒng)一箱型、統(tǒng)一隔段的配餐箱。依據(jù)不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)（2.0L、2.4L及2.7L）的零件需求，將每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的主要零件統(tǒng)一備齊后，送至發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線的第一個(gè)工位處。料箱隨裝配線同步運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)KIT箱運(yùn)轉(zhuǎn)到裝配線上最后一個(gè)工位時(shí)，料箱內(nèi)零件也應(yīng)全部裝配完畢。裝配者將空KIT箱放在裝配線尾端的回收料架上，由物流設(shè)備統(tǒng)一拉回。

采用“配餐”方式后，不僅節(jié)省了大量現(xiàn)場(chǎng)空間，保證了現(xiàn)場(chǎng)通道及裝配線工位的寬余整潔，更有效避免了由于現(xiàn)場(chǎng)零件堆積所造成的零件損傷的情況，有效降低了現(xiàn)場(chǎng)管理費(fèi)用及廢品處置費(fèi)用。

對(duì)于工位間隔小，空間同樣緊湊的門裝配線來說，考慮到門裝配線上裝配的零件主要以橡膠材質(zhì)或合成材料為主，這與發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線上所裝配的金屬基體零件有很大差別。如果采用“配餐”方式由物流統(tǒng)一送檢，在運(yùn)輸過程中易造成零件的劃傷或磕傷等ISD缺（In-System Damage，即系統(tǒng)內(nèi)部損傷）。基于以上方面的考慮，在門裝配線的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，BBDC采用了另一種優(yōu)化方案——設(shè)計(jì)了CMA(Center Material Area)，即現(xiàn)場(chǎng)零件存儲(chǔ)區(qū)。

利用門裝配線傳送鏈下降段以下的空閑空間，集中設(shè)置線棒，將門裝配線各工位所用到的標(biāo)準(zhǔn)件以及不同工位所需要的零件集中到CMA來，由專職裝配者負(fù)責(zé)按單車用量及零件裝配的先后次序，備齊每車所需的零件，然后將配好的料盒掛在抱具上，隨裝配線同步前進(jìn)。每個(gè)工位的裝配者直接從抱具上的料盒中取料裝配，這樣不僅減少了以往裝配過程中頻繁往返于抱具、線棒間的走動(dòng)次數(shù)，降低了無增值性工作時(shí)間比例；同時(shí)提高了裝配線上每個(gè)工位的有效工作效率，以此可將裝配線的工藝過程重新優(yōu)化編排，縮減原有裝配的人數(shù)。BBDC就是通過此種方法，將門裝配線上原有的10名裝配者優(yōu)化至7人，提高了整條裝配線的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。同時(shí)，被精益下來的人員專門負(fù)責(zé)CMA的備料工作。在不增加人員的情況下，實(shí)現(xiàn)了整條裝配線的資源優(yōu)化及效率提升。

基于發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線所實(shí)施的Engine Kit及針對(duì)門裝配線所采用的CMA系統(tǒng)優(yōu)化方案不僅提升了裝配線效率，還實(shí)現(xiàn)了物料由靜止到運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變——物料輸送與裝配線的同步流。

結(jié)語

生產(chǎn)線效率的提升不僅依靠于工位的優(yōu)化，還依靠于系統(tǒng)高度的優(yōu)化設(shè)計(jì)。BBDC在裝配線優(yōu)化設(shè)計(jì)及解決中，實(shí)現(xiàn)了從工位到生產(chǎn)線，從個(gè)體到總體，從微觀到宏觀的整體效率的優(yōu)化提升，避免了由于設(shè)計(jì)不當(dāng)所產(chǎn)生出瓶頸工位，工位間效率提升不同步，制約整條生產(chǎn)效率的情況。

通過以上應(yīng)用的工位優(yōu)化設(shè)計(jì)思路及裝配線優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，BBDC大大節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)管理成本。在與以前生產(chǎn)狀態(tài)消耗相同動(dòng)能的情況下，整條生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)效率明顯提高，產(chǎn)能得到了大幅提升。

同時(shí)，BBDC也意識(shí)到，將裝配線的前期優(yōu)化設(shè)計(jì)及后期持續(xù)改進(jìn)有機(jī)結(jié)合起來，不僅對(duì)消除制約生產(chǎn)線效率的“七大浪費(fèi)”起到很大作用，有利于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化整合；還大大降低了隱性的管理不善成本：包括質(zhì)量損失成本、效率損失成本、非增值性作業(yè)成本及資金占用成本等；同時(shí)保證在不降低產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)有效縮減制造成本的目的。 

（轉(zhuǎn)載）