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摘要:本论文运用工业工程有关方法研究的理论和方法,对影响W车间的内饰装配线座舱模块装配作业进行分析, 通过程序分析、作业分析和动作分析后,指出现行的装配过程的场地布置、作业顺序、工艺内容等的不完善,并提出切实可行的改善工装设备、场地重新布置等方案；对工序的剔除、合并、重排、简化等手段, 提出优化的作业顺序，大大减少其工位浪费因素,使企业取得了良好的经济效益，并作为装配线优化改善的典型课题。
关键词：座舱模块 方法研究 装配工艺优化 消除浪费
1 前言
1.1 研究背景及意义
H车型自上市以来，月销量一路高歌，迅速突破2万辆的大关，创造当月销量3万辆的神迹。面对客户的高需求量以及目前W车间仅有一条生产线却要同时生产不同的3种车型的局限性，对H车型进行工艺优化以缩短生产周期，提高产量迫在眉睫。
1.2 装配线目前需要解决的主要问题
座舱模块是内饰仪表板系统、转向系统、电器系统、制动系统、空调系统和安全系统的集成模块。集成了整车的主要功能，同时也是整车体积最大的零件之一，其装配时间影响着整车的装配周期。
W车间H车型座舱模块的装配受限于四门在整车上且打开角度有限，装配座舱模块的员工需要先把门打开再用机械手夹起座舱模块将其送入车内，操作受限，耗时较长，故需要两个机械手间隔操作装配H车型座舱模块。后工艺改造门线启动，由原来的带门操作优化为将门拆离主线设立门线工段单独装配门上相关零件，而门线启动之后员工可以直接用机械手夹起座舱模块将其送入车内，耗时时间大大减少，H车型座舱模块由四个工位装配操作浪费就非常明显了。
1.3 研究内容思路和方法
以工业工程的原理和工作研究的方法为指导，对W车间装配线具有代表性的座舱工位进行深入调查和工作研究，分析研究现行H车型装配场地和操作方法，提出方法研究的改进方案和配套措施，使工作条件标准化和操作方法标准化。
改善的措施有：
（1）剖析装配工艺技术要求，制定完善的工艺规范。
（2）进行程序分析，分解与合并或重新改进工序。
（3）优化装配线布置，考虑有利于工人的操作方便，使零部件或产品的运输路线
最短。
（4）改进装配工艺方法，减少装配工时。
2 座舱模块装配工位现状
目前H车型是由1号、2号、3号和4号四个工位使用两个机械手交叉装配完成操作。即1号工位与3号工位、2号与4号工位工作内容完全一样。装配完一台车的座舱模块需总耗时104S，而生产线的ATT为55S。
表1 H车型座舱模块装配1号工位工作要素表
3 H车型座舱模块装配的方法研究及改善
3.1 方法研究的理论
方法研究就是运用各种分析技术对现有的或拟议的工作（加工、制造、装配、操作、管理、服务等）方法进行详细的记录、严格的考察、系统的分析和改进，设计出最经济、最合理、最有效的工作方法，从而减少人员、机器的无效动作和资源的消耗，并使方法标准化的一系列活动。
方法研究的主要任务有：（1）改进生产工艺和工作程序；（2）改进工厂、车间和工作场所的平面布置；（3）改进工作设计与机器设备；（4）简化动作；（5）有效利用材料、设备、人力；（6）改善工作环境与工作条件。
方法研究有三层次：程序分析、作业分析与动作分析。
方法研究的一般程序：
（1）立项：选择对工作进程有影响的作业进行仔细研究，包括经济、技术和人的因素；
（2）.确定目标：确定目标的具体可评价内容；
（3）记录：详细记录现行程序和操作方法；
（4）分析：将整个过程分解成许多工作要素和动作；
（5）改进：取消－合并－重排－简化；
（6）评价：根据预定目标，从成本、工作时间、工作效率、省力、工作效果等方面看是否达到要求；
（7）试行：对新工作方法可行性、可靠性、安全性作出评价，征求操作人员意见，予以改进；
（8）将新的工作标准化，征得有关领导批准，正式公布。
根据方法研究的理论，我们进行下一步的分析和探讨。
3.2 对H车型座舱模块的程序与作业分析
3.2.1 程序分析
程序分析是工作研究的起点，其研究对象是各项作业或操作。对现行的各项工作和操作全面的记录后，进行检查、分析：各工序的设置及先后次序是否合理，有无重复作业，是否能够减少材料和在制品的存放和搬运，延迟、等待是否太长，以及检验工序设置在哪个环节最有利等等，进一步改善工作程序和工作方法，以提高效率，减少浪费。
进行程序分析时，可根据其目的而选择适当的分析技术。一般的，分析整个制造过程采用作业程序图或工艺流程图；分析物料或产品的流动采用流程程序图；有关工厂布置及搬运的分析，采用线图；分析产品或材料的流程的浪费情况，则采用流程程序图与线图合并分析。
我们利用程序分析中的工艺流程图工具对H车型座舱模块装配分析如下：
H
图1 H车型座舱模块装配工艺流程
3.2.2 作业分析
工作程序中，对某一工作地，分析作业者的操作方法，或者与机器之间的各种关系，从而达到改善操作方法，降低工时消耗，提高设备利用率等，称之为作业分析。由此看出，对同一工作地的工作研究，应运用作业分析。
作业分析的主要内容包括：1.分析作业的组成部分；2.分析影响作业组成部门延续时间的因素。
作业分析的主要目的，在于详细的研究改进一个工作地上的作业，如果是使用机器的作业，则使用人机程序图或多人机程序图分析，以减少机器的空闲时间并改善操作人员与机器的平衡关系。如果是手工操作的作业，则使用操作程序图对作业进行分析。在分析特定作业时，经常会运用到动作研究的原理和方法。
我们利用作业分析中的人机程序图工具对H车型座舱模块装配分析如下：
图2 H车型座舱模块装配人机程序图
3.3 对H车型座舱模块的动作分析及改善点确认
程序分析是从宏观整体出发，对整个制造过程进行分析和改进。动作分析就是在程序决定后，对操作者细微身体动作进行系统分析，删除无效的动作，确认有效的操作顺序，提高操作人员的效率。
动作分析的主要目的有两个：1.简化操作方法，发现操作人员的浪费，减轻工人疲劳，为制定标准工作方法奠定基础；2.发现空闲时间，取消不必要的动作，进而制定预定动作时间标准。
动作研究是20 世纪初期由吉尔布雷斯夫妇通过对砌转作业过程的研究而创立的动作研究理论。吉氏因此被称为“动作研究之父”。动作研究是将材料、工具、设备、工艺等与人的因素紧密结合进行研究的。
动作分析常用的技巧有：1.动作研究原则；2.基本动作分析；3.微动作研究；4.图表法
吉尔布雷斯的工作奠定了动作原则的基础，这些原则分为三部分：身体利用原则，工作位置安排原则，工具设备的设计原则。
我们通过动作分析，得出我们解决问题即改善的思路：
在整个流程中只有加工是附加价值的，其他的搬运、延迟、存储等都不是产品附加价值，属于浪费活动，应尽可能的精简。此外，加工作业活动，要可能剔除、合并、简化、改进。
所以由上表及结合上述已完成的H车型座舱模块装配程序分析和作业分析我们跟着这个思路通过影像记录法及查看分析，发现以下问题：
空间的浪费： 等待的浪费： 步行的浪费：
由此可以得出，搬运和等待是我们需要重点改善的问题。
3.4 对H车型座舱模块作业改善
3.4.1 对H车型座舱模块装配工艺的优化
如果工艺调整可以减少一个工位的操作时间，那么就可以达到目前的操作周期。所以座舱模块的安装应该在一个工位完成。
座舱模块两侧的拧紧件应该只需先拧紧一侧，这样可以减少至少10s操作时间，而座舱模块的导向键完全可以支撑整个座舱模块的重量，左侧员工由于要操作机械手取电池枪和零件再打紧左侧螺栓则会增加其步行时间及取件时间，故减少当前工位左侧的拧紧件的操作是可行的。
图6 H车型座舱模块局部结构示意图
此外，通过做H车型座舱装配工艺循环图发现“取条形码并粘贴在座舱模块上”的操作耗时较长，影响整个工位的装配周期，应调整至其他工位进行合并、重排。
图7 H车型座舱装配工艺循环图
通过合并、重排等，得出1号、2号、3号、4号工位的操作内容如下：
3.4.2 对H车型座舱模块作业场地及搬运优化
当前座舱的起始装配点离流水线太远，应将起始点移至靠近流水线，夹具的位置需要更改，变为与流水线平行以减少机械手的操作时间。
图8、9 H车型座舱模块作业场地示意图
对场地优化及搬运路径进行优化后，应如下图所示：
图10 H车型座舱模块作业场地及搬运路径改善后示意图
4 结论
4.1 H车型座舱模块装配工艺优化前后效果对比
本次改善主要目标是缩短作业时间和提高效率。通过秒表测时的办法将改善后的时间进行记录下来，改善前后作业时间如下：
通过比较可看出，作业总时间有不小地减少。通过动作分析，将原来的装配时间较大缩短。改善后的搬运时间也有较大减少，检查、等待、放置等都有不同程度的改进。
节约时间效果：节约时间/原作业时间=38/106=35.8%
节拍的改善：以前H车型座舱模块作业时间是ATT的两倍，通过改善后目前可以达到在ATT内。
此外，员工现在可以直接使用机械手操作，无需再使用机械臂，为车间节省设备资产。
图11 H车型座舱模块装配工艺优化后示意图
4.2 H车型座舱模块装配工艺优化对生产线管理的意义
H车型座舱模块的作业改善，对内饰一装配线效率的提高起了重要作用，同时对装配线及班组建设提供一个切实可行的改善案例，具有很强的借鉴作用。
4.3 改善了现场管理
现场管理主要任务是在生产现场协调组织生产，消除生产活动的障碍，挖掘生产中的潜力。工业工程中的消除、合并、简化、改进等在现场管理中为减少浪费，提高效率，得到相当的应用。
通过改善H车型座舱模块的场地重新布置，缩短了物料移动路线，减少运输及搬运时间；将原来的生产节奏大幅度提高，提高了劳动效率，平衡了生产线，也为本生产线其他工位提供借鉴之处。
结束语：
本文主要从H车型座舱模块装配的优化来探讨如何利用工业工程的方法研究、作业分析等知识来进行作业优化改善，提高装配效率。通过对座舱模块装配工艺流程、场地布置等方面的探讨分析，积累了现场改善的经验，为其他工位及其他车型的作业改善提供了思路和参考。
参考文献:
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[2] 胡宗武编 工业工程原理、方法及应用 上海交通大学出版社
[3] F?W?泰罗 科学管理原理 北京 中国社会科学出版社
[4]周密 《IE 方法实战精解》 广东经济出版社 2003.3
论文作者:黄东莉,陈坤
论文发表刊物:《防护工程》2017年第25期
论文发表时间:2018/1/3
标签：座舱论文; 作业论文; 模块论文; 车型论文; 操作论文; 方法论文; 程序论文; 《防护工程》2017年第25期论文;