罗佳慧1贾舒媛 伍海琦1黄震1卿馨予1李杰思1
(攀枝花学院 智能制造学院 四川 攀枝花)
摘要：通过实地调研SA213型号空调遥控器的装配现场，对其产线不平衡问题进行现状分析，通过优化物流布局、合并重排组装线工位、改善瓶颈工序来提高产线平衡率，通过Lingo仿真软件进行验证分析，使组装线的作业时间得到优化，提高装配作业的工作效率，缩短产品生产周期，提高生产效率。
关键词：产线平衡，瓶颈工序，Lingo软件，生产效率
1 引言
21世纪的今天，由于全球经济的一体化进程越来越快，制造业的竞争变得越来越激烈，流水线式的生产模式也越来越受到重视和广泛使用，其生产模式追求的是人力成本的最大利用和生产效率的最大化，所以流水线的平衡问题就显得格外重要。生产线平衡对于我国工业的发展也起到了不可或缺的作用，因此企业越来越重视生产线的平衡改善。
2 SA213组装线的现状分析
2.1生产组装线标准作业时间现状
SA213空调遥控器组装工艺程序包括检查前盖-清洗显示屏-安装显示屏-清洗导电胶-安装导电胶-安装条纹导电胶-安装衬垫-固定主板-上螺丝-装弹簧-检查主板是否固定-检验是否通电-粘胶-检查后盖-组装前后盖-装电池-装电池盖-测试触摸屏、按键-检查外观-贴上型号标签-装袋-放入说明书-密封-放入成品区共24道工序。其中包括17次加工动作，6次检查动作和1次储存动作，所有工序花费时间272.7s。
通过对各工序工时的测定，计算其标准作业时间，由数据和分析可以得出，瓶颈工序集中在上螺丝和测试触摸屏、按键两个工序之中，上螺丝工序耗费的时间为20s。螺丝属于比较精密的零部件，作业时花费的时间与其他工位的作业时间相差较大。且由于螺丝的体型较小，不好固定，导致此工序花费的时间较多，所以上螺丝工序存在着作业瓶颈，其工位的能力存在浪费。
（1）生产线平衡率（P）：
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P指整条或部分生产线的平衡和连续状况；CT指生产线节拍，通常也是瓶颈工位的作业时间。
（2）生产线平衡损失率（d）：d=1-p=43.19%
结果表明在生产过程中，43.19%的时间是由于产线配置不平衡而损失。而导致产线平衡率低的主要原因是瓶颈工位与其他工位的作业时间相差较大，同时工位的能力存在浪费现象。
2.2生产组装线产线布局现状
当前产线为直线型布局，这种产线布局保证了组装线的产线连贯，缩短了横向空间。但由于产线空间有限，工位之间太过拥挤，影响人员作业时间，且前方工位出现问题，后方无法及时得到反馈。
3. 产线的平衡分析与改善
3.1组装线的工位合并重排
根据每个工位的作业元素和紧前紧后工序，将所有工位合并成几个工位组进行分析，将24个工序根据作业元素分成6个工位组，然后计算每个工位组的作业总时间，结合生产节拍，得出工位组的负荷系数和空闲时间η=T/(N×Ct)，其中η为负荷系数，Ct为生产节拍，N为工位数，T为所有工位完成一个节拍所用时间之合。如表1所示。
表1 各工位组数据
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根据各计算结果可以看出，除第4工位组和第6工位组需要等待的时间较长，其他工位组的等待时间都较短，但都造成了等待浪费。由于本遥控器组装线是小工坊纯手工组装线，没有机器辅助，所有的工序都需要人手工去操作，导致负荷系数都比较低，每个工序后的等待时间也较长。
3.2 瓶颈工序改善
根据工人直接用手操作汗液导致拿不稳螺丝的问题，可以在工作时选择双手带手套进行作业，手套的摩擦力比手大，稳定性更强，螺丝不易掉落，也可以避免手上的汗液对螺丝造成磨损；螺丝刀可以采用有磁性的螺丝刀进行螺丝钉固定，避免螺丝在固定过程中打滑和掉落，提高上螺丝的速度，减少该瓶颈工序的作业时间。
通过戴手套使用磁性螺丝刀进行固定比不带手套使用普通螺丝刀进行螺丝固定的作业时间减少了2.5S，即减少了该瓶颈工序的作业时间。
3.3物流布局优化
根据实际情况和所述的布局分析，对组装线的产线布局进行了优化。改善后采用的是U型流水线结构，结合对工位的合并缩减，整个产线长度进行了缩短，节省了大部分空间。
由于产线结构变成了U型结构，产线的纵向距离大大缩减，产线的整体长度得到了缩减，每个工位的作业空间得到了提高，产线工作就不会形成拥堵，减少物流浪费。
3.4 仿真软件分析评价
由于Lingo是模型语言，因此编程时，首先结合实际具体要求写出目标函数和约束函数，初始化数据，输人后直接运行装配线平衡的Lingo通用优化程序。
将程序输入Lingo程序，运行程序后得出本次平衡求解的最优解，最优节拍为23.5s。通过仿真软件进行平衡分析，该线未平衡前的平衡延迟指标为44.92%，经过平衡改善后为17.78%，在[10%,20%]的区间中，属于良，满足平衡效果。所以选择平衡改善后的方案进行平衡改善，节拍为16.2S，工位数为15个，能大大提高遥控器组装线的平衡率。
Lingo软件得到的结果与手动算法的结果一致，本文用Lingo软件来验证上述手动算法的真实可靠性，能够验证改善方案的可行性。
4 改善后的线平衡情况
通过改善前后的对比，可以很直观的看出对组装线的平衡改善之后，生产节拍降低，生产线平衡率有了很大的提升，而平衡损失率明显降低，说明改善取得了较为显著的效果。通过此次改善总结了部分提高生产线平衡率的有效经验，方便企业直观了解工业工程理论和方法，为企业提升管理水平提供依据。
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[本课题受攀枝花学院大学生创新创业训练计划项目资助]