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汽车后桥装配生产线节拍平衡优化


2009年第8期

?工艺与装备?

文章编号:1001—2265(2009)08—0109—04

汽车后桥装配生产线节拍平衡优化
唐自玉1”,朱华炳1,刘光复1,陈言东2
(1.合肥工业大学机械与汽车工程学院,合肥 230009;2.合肥车桥有限责任公司,合肥
23001 1)

摘要:文章研究了装配生产线平衡的问题,针对某车桥公司后桥装配线工序节拍不均衡的现状,运用精 益生产方法,测定工序作业时间,消除不必要的浪费动作,按照平衡工序节拍的原则调整工序作业内容, 制定作业标准,提高工人的操作技能,改进装配线的生产状况,使装配线各工序节拍趋于一致,通过平衡 前与平衡后的相关参数分析,取得了明显的改善效果,提高了生产线的生产效率。 关键词:汽车后桥;生产节拍平衡;装配流水线;精益生产
中图分类号:THl81

文献标识码:A

Optimization For Auto Rear Axle Assembly Line Balancing TANG Zi—yul t2,ZHU Hua.bin91,LIU Guang.ful,CHEN Yan-don92

(1.School of Mechanical and Automotive Engineering,Hefei University
2.Hefei Automobile Axle Co.,Ltd.,Hefei 23001 1,China) Abstract:This article deals with assembly line balancing.Focusing of
ail on

of

Technology,Hefei 230009,China;

unbalancing issue of axle assembly line

axle company,it’S measured the time of operation tasks and eliminated the waste action with the lean
an

production method.It’S also worked out

operation standard which keeps the assembly line better balanced.

So it improved workers’abilities and the production line.By analyzing the data between the old line and the
new

line,it showed obvious improvements and hi【gher productivity of the assembly line.

Key words:rear axle;p roduction balancing;assembly line;lean production



引言 流水线生产是目前生产线采取的主要方式之一,

CT=百F=等
式中:死一第i工位的操作时间; 后一工位的总数;

在流水线生产作业过程中,产品按照设计好的工艺过 程依次顺序地通过每个工作站,并按照一定的作业速 度完成每道工序的作业任务。生产过程是一个连续的 不断重复的过程,具有高度的连续性。 流水线生产是按照一定的节拍与负荷进行生产, 平衡问题是影响流水线生产的一个重要因素。生产线 平衡是一个多目标的优化问题,因此需要根据实际生 产需要确定一个或多个指标来评定生产线平衡的效率 以及方案的优劣。生产线平衡率BR(Balancing Rate) 是衡量生产线平衡的一个重要参数,其公式如下:


C卜流水线节拍(min/件);
F一计划期有效工作时间(min); Q一计划期内产品产量(件); R一计划期总工作时间(min); 田一有效时间利用系数(有效时间利用率)。 由公式可以看出,生产线各相关工序之间的作业 量平均与否必然直接影响整个生产过程的整体效率。 生产线在一定作业周期内完成一个产品的时间(即生 产线周期)是由生产线上作业时间最长的工序时间CT 决定的,因为无论其他工序作业速度多快也只能在CT

∑r;

BR=#丽x
收稿日期:2009—03—23

100%

时间内传送产品,从而存在停工待料的现象,造成一定

作者简介:唐自玉(1963一),男.安徽庐江人,合肥工业大学机械与汽车工程学院博士研究生,主要研究方向为制造系统工程、生产物流规划等,
(E—mail)ziyu—tang@126.corn。 ?109?

万方数据

在装卸搬运时有其特点及方法: 物流装卸搬运的概念:物流装卸搬运 是指在一定的区域内(通常指某一个物流 结点,如车站、码头、仓库等,以改变物 品的存放状态和位置为主要内容的活动。 它是伴随输送和保管而产生的物流活动, 是对运输、保管、包装、流通加工、配送 等物流活动进行衔接的中间环节。 在整个物流活动中,如果强调存放状 态的改变时,一般用“装卸”一词表示;如 果强调空间位置改变时,常用“搬运”一词 表示。物流的各环节和同一环节不同活动 之间,都必须进行装卸搬运作业。所以杭 州搬家公司就是来完成其作业的。正是装 卸搬运活动把物流运动的各个阶段联结起 来,成为连续的流动过程。

http://www.hzcjbanjia.com/

?工艺与装备?
的工时损失。因此降低瓶颈工序的CT值使生产线各工 序生产负荷均衡化是提高生产线平衡率的关键。

组合机床与自动化加工技术


譬加

l汽车后桥装配生产线工艺分析
某车桥公司是以生产汽车后桥为主的汽车零部件 企业,现选取具有代表性的HFll811系列的后桥的装 配过程进行研究,经过工艺分析,后桥装配工艺流程如 图1所示。

①取平衡吊 ②吊桥壳 ③桥壳定位 ④取油封 ③装油封 ⑤压油封 ⑥取挡油架 ③装挡油架

⑦取挡油架螺栓
⑧挡油架螺栓涂胶 ③装挡油架螺栓 ⑨取压装工具 ③压装挡油架 ①取平衡吊 ③吊桥壳 ⑧将桥壳放置在物料 架上

图1

后桥装配线工艺流程图

图2工序1操作流程图——改善前

由于该条生产线每天都有十几个品种的产品需要 装配,根据生产现场反馈的信息,装配生产线主要存在 以下几个主要问题: (1)生产效率低,员工经常加班; (2)装配质量不高,返工现象较多; (3)物料摆放不合理,装配现场混乱; (4)装配没有固定规范,物料供给方式落后。 以上问题的产生既有技术层面的原因,也有管理 层面的原因,我们主要从技术层面入手加以研究。首 先对装配生产线的生产节拍进行测定,得出节拍数据 如表1,从表中可以看出,最大工序作业周期CT(瓶颈 工序),共有2个工序超过180s,其中工序号6的节拍 193.08s为瓶颈节拍。
表1生产节拍测定表
工序号
l 2 3 4

②吊桥壳 ③桥壳定位 ③装油封 ④压油封

③装挡油架

③上挡油架螺栓 ⑤取压装—【具 ③压挡油架

①取平衡吊

..

⑥将桥壳送至装配线

图3工序1操作流程图——改善后 2?2工序作业内容调整 工序作业内容的调整是改善装配生产线节拍平衡 的有效措施之一,以工序1为例,若取消将加工完的桥 壳移至物料架的作业内容后,工序1的实际作业时间 就会远远小于生产节拍,这时就可以将紧接其后的工

工序名称 装油封 打标识、预装主减总成 装主减总成 装半轴总成、装轮毂(左、右) 气密性检验、后桥下线 后桥检验

生产节拍(s)
140.86 181.69 167.99 153.52 178.3l

序2的部分作业内容调整到工序1,使合并后的实际作 业时间接近生产线节拍。实际上,在生产组织过程中, 工序定额的制定与作业内容的调整是交替进行的,确 定作业时间为调整工序作业内容提供了依据,而调整 工序作业内容又使各工位的定额趋于一致。
表2作业浪费分析表 作业 内容 连续 计时
(s) 浪费动 浪费 浪费 时间 (s)

5 6

193.08

作描述 取桥往返8


动作
(M)

改善对策

改善后
(S)

2装配生产线节拍平衡措施
2.1现场布局改善 现场布局改善是从作业浪费的角度对工序中的内 容进行调整,从而消除各种不增值的活动。以后桥装 配工序1为例,原来的后桥装配工序1的操作流程如 图2所示,经过浪费分析后,改进的操作流程如图3所 示,其中①②…⑧表示该作业工步的位置。

吊桥壳 上机床 桥壳对 准夹具

14.22

40

5.16

移近物料架,往 返4步

9.06

14.12

14.12

上油封

8.35

取油封往返6


在机床旁设附加
30 3.87

物料盒。不需行 走 在机床旁设附加

4.48

物料架较远, 压油封
17.16

往返5步取


25

3.23

物料盒.不需行


13.93

万方数据

2009年第8期

?工艺与装备?
(续表)

(续表)
T序名称
作业

作业 内容 装挡
油架 取挡油

连续 计时
(S)

浪费动 作描述

浪费

浪费 时间 (S)

动作
(M)

改善对策

改善后 (S)

调整前(s)
20.10 23.25 25.90 10.32 15.oo

调整后(s)


取桥壳 装ABS螺栓

16.15 21.90 10.32 15.00 3.25

26.45

26.45

吊桥壳至装配线丁装
8.26

物料架较远, 往返6步取料

30

3.87

在机床旁设物料 盒,不需行走

4.39

翻转桥壳 打标识、 桥壳打码 将打码机取下 翻转桥壳 加强环涂胶 吊主减总成

架螺栓 挡油
架螺 栓涂胶 上挡油 架螺栓 压挡 油架
13.25

13.25

预装主 减总成

3.25 10.32 20.50 18.25 16.30 18.50

lO.32 20.50 12.25 lO.30 O

12.29

取螺栓需转 身6次

3l

4.05

8,24

12.24

压装机离机 床较远 平衡吊较远.

23

3.IO

将压装机位置移


9.14

主减总成定位 扫码

取消该平衡吊, 用吊桥上装配线
31 3.96

吊桥壳
下机床

7.18

需走3步才 能取到吊桥


的平衡吊来吊 桥,并将平衡吊 移到机床附近

3.22

装主减总成 取主减螺栓 上主减螺栓 装主减 拧主减螺栓

20.26 20.30 40.16 32.62 39.45

20.26 lO.30 40.16 24.78 30.66

工位架离机 将桥壳
吊到工 位架
7.34

床较远,操作 丁需走8步 才能将桥壳 放到工位架

取消T位架.操
54 6.89

作工直接将桥壳 送到装配线

0.45

测主减螺栓力矩 涂标识

13.20

lO.36

总和

140.86

34.13

106.73

工序时 间总和

488.54

362.79

装配线经过作业浪费分析后,对部分浪费的作业 内容进行删除和修改,如工序1的节拍由原来的 140.86s缩减为106.73s。为了提高人员利用率和劳动 效率,使各道工序的节拍趋近于生产节拍180s,现对各 道工序的作业内容做了调整,如原由工序2的操作工 到工位1取桥调整为由工序1的操作工送桥,此外,取 消了工序2的员工进行桥壳扫码的工作,这大大缩短 了该员工的行走路程,并减少了他的工作负担,这样工 序2的员工多出的空闲时间就可以负责部分工序3的 作业内容。经过工序作业内容的重新优化组合,原工 序1、2、3的作业内容调整情况如表3所示。
表3后桥总成装配线作业时间统计表
工序名称 作业 吊桥壳上机床 将桥壳对准夹具 上油封 压油封
装挡油架

由表3可以看出,在工序1、2、3中,经过作业内容 的调整,取消了工序1的将桥壳吊到工位架上,工序2 的取桥壳及扫码作业,工序1、2、3的装配作业时间由 488.54s变为363.24s,减少了125.30s,从而节约了装 配时间,提高了工作效率。
2.3人员优化配置

精益生产的一个最重要特点是标准化作业,标准 化操作是处于生产管理和生产作业之间具有计划、监 督、管理职能的行为。良好的管理往往基于良好的标 准,标准化操作可以提高生产效率,减少失误的重复发
生。

调整前(s)
14.22 14.12 8.35 17.16 26.45 8.26 13.25 12.29 12.24 7.18 7.34

调整后(s)
9.06 14.12 4.48 l 3.93 26.45 4.39 13.25 8.24 9.14 3.22 O

结合车桥产品的装配工艺要求,对每种产品的每 个装配工序均编制了各自的作业标准指导书。如在工 序内容调整中,通过对工序1、2、3作业的重新组合,调 整了三个工序的部分作业内容。在生产作业中,一般 一个工人负责一个工序,经过对作业内容的取消、合并 (如表4所示),改善前分别由3个工人分别进行三个 工序的作业现改为了两个工序,由两个工人作业,因此 工序操作人员少了一名。

装油封

取挡油架螺栓 挡油架螺栓涂胶 上挡油架螺栓 压挡油架 吊桥壳下机床 将桥壳吊到工位架上

万方数据

工艺与装备?
表4后桥总成装配线重组后作业时间统计表 人员
作业

组合机床与自动化加工技术
表5
丁序号
l 2 3 4 5 6

改善前后的工序节拍 改善后丁序节拍
106.73 119.99 136.52 144.29 160.64 173.84

作业时间(s)
9.06 14.12 4.48 13.93 26.45 4.39 13.25 8.24

总时间(s)

改善前T序节拍
140.86 181.69 167.99 153.52 178.3l 193.08

吊桥壳上机床 将桥壳对准夹具 上油封 压油封 挡油架 取挡油架螺栓
挡油架螺栓涂胶

操作1=1
压挡油架
9.14 3.22 16.15

上挡油架螺栓


183.22

结束语
运用精益生产理论研究车桥公司装配生产线的生

吊桥壳下机床 装ABS螺栓 吊桥壳至装配线丁装 翻转桥壳 桥壳打码 将打码机取下 翻转桥壳 加强环涂胶 吊主减总成 主减总成定位
装主减总成

产情况,从作业浪费分析、生产现场改善、工序作业内 容调整、人员优化配置、尽可能减少搬运、检查、等待、

21.90 lO.32 15.00 3.25 lO.32 20.50 12.25 10.30 20.26 lO.30 40.16 179.57

停滞等活动在整个作业活动中所占的比例,消除各种 不增值的浪费活动,从而使装配生产线节拍平衡优化, 提高了生产线的生产能力。
[参考文献] [1]林筠,李随成.多品种可变流水线平衡及改善[J].工业工
程,2003(3):46—49.

[2]孙建华,高广章,蒋志强.生产线平衡的手段与方法研究 [J].成组技术与生产现代化,2004(21):34—36. [3]岑吴,蔡三发.装配生产线平衡的改善[J].上海管理科
学,2005(5):16—17.

操作工2

取主减螺栓 上主减螺栓 拧主减螺栓 测上减螺栓力矩 涂标识

24.78

[4]杜运普。杨月新.装配生产线的平衡问题研究.机械设计与
30.66

制造[J].2003(2):104—106.
10.36

[5]王慧.基于精益生产的装配流水线平衡研究与应用[D】. 3

平衡效果
在改善完成后,需要对改善的效果进行检验和评

合肥T业大学,2008. [6]H.Hill.Christospher
new

manufacturing paradigms.New manu—

价。装配线改善前后的生产节拍如表5所示,节拍由 原来的193.08s减少到173s,得到了明显的改善。经 过改善,装配生产线平衡率得到了提高,如图4所示, 装配生产线的平衡率从88.5%提高到91%。
20() 180 lf;o j40 120 l(1【l 80 60 40 20

facturing policies.Technological forecasting and social change. 1992.

[7]Kiirsad
source

Agpak Hadi Gfikcen.Assembly line balancing:Two constrained cases.International

re—

Journal of Production E-

conomics.2005,96:129—140.

(编辑赵蓉)

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围4装配线改善前后节拍效果对比图
?112.

万方数据

汽车后桥装配生产线节拍平衡优化
作者: 作者单位: 唐自玉, 朱华炳, 刘光复, 陈言东, TANG Zi-yu, ZHU Hua-bing, LIU Guang-fu, CHEN Yan-dong 唐自玉,TANG Zi-yu(合肥工业大学,机械与汽车工程学院,合肥,230009;合肥车桥有限责任公 司,合肥,230011), 朱华炳,刘光复,ZHU Hua-bing,LIU Guang-fu(合肥工业大学,机械与汽 车工程学院,合肥,230009), 陈言东,CHEN Yan-dong(合肥车桥有限责任公司,合肥,230011) 组合机床与自动化加工技术 MODULAR MACHINE TOOL & AUTOMATIC MANUFACTURING TECHNIQUE 2009,(8) 1次

刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:

参考文献(7条) 1.林筠.李随成 多品种可变流水线平衡及改善[期刊论文]-工业工程 2003(03) 2.孙建华.高广章.蒋志强 生产线平衡的手段与方法研究[期刊论文]-成组技术与生产现代化 2004 3.岑昊.蔡三发 装配生产线平衡的改善[期刊论文]-上海管理科学 2005(05) 4.杜运普.杨月新 装配生产线的平衡问题研究[期刊论文]-机械设计与制造 2003(02) 5.王慧 基于精益生产的装配流水线平衡研究与应用 2008 6.H Hill Christospher new manufacturing paradigms.New manufacturing policies 1992 7.Kürsad Agpak.Hadi G(o)kcen Assembly line balancing:Two resource constrained cases 2005

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下载时间:2011年1月28日


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