诺博橡胶制品有限公司 河北 保定 071000
摘要：随着经济全球化，随着国民经济持续稳定地增长，汽车工业进入高速发展阶段，国外著名汽车集团和零部件制造商纷纷到中国投资，给汽车零部件制造企业带来了前所未有的机遇和挑战。如何利用先进的精益生产理念，结合本身产品制造的特点，制定合理的生产布局，从而达到降本增效的目的，对处在高增长汽车行业中的零部件配套企业尤为重要。
关键词：密封条，后加工生产布局，可重构，设计与验证
一、可重构轿车密封条后加工工作单元的构思
传统的后加工布局对场地、人员的利用率极低，过程中浪费很大，造成生产效率低下，难以保证产品达到高标准的质量要求。为此，我们提出了密封条后加工工作单元再设计的设想。经过近阶段的实践，我们已积累了一定的经验和数据。但是必须需要找到一种适合于诺博汽车公司产品、工艺和制造的布局模式，并且充分利用已有的经验和数据验证试验方法的合理性与可靠性，从而找到最优化的工作单元布局模式，解决实际工作中的问题。因此，我们将采用后加工工作单元设计与验证方法来解决这个问题。
二、后加工工作单元改进过程描述
改进后的后加工布局是以产品为工作单元的，每个工作单元中包含设备、工装、人员、半成品等因素，这些因素的物流走向与产品的工艺流程一致。所以要研究产品的布局，必须收集所有与工作单元有关的信息作为输入信息，工艺流程、工时节拍，操作规程等。改进过程基本过程如下：1.收集信息；2.工艺流程；3.工艺流程决定了产品的加工工序，所用的设备、工装、专用的工位器具；4.作业指导书；5.明确操作规程；6.工时节拍：工时节拍决定了每个工序所需要的时间，包括人员操作时间和机器工作时间。通过工时节拍的测定可以看出加工过程中的瓶颈口，并且工时节拍也是工作单元内人员安排的依据；7.产量需求：一个产品的产量需求决定了岛区的规划，设备、工装、人员的数量配备。特别对于低产量或者产量不稳定的产品来说，更加需要考虑柔性化的布局形式。
三、运用eM-Plant 仿真软件建模和仿真
仿真建模数据准备、建立仿真模型、模型仿真结果及结论。
四、编制标准化作业指导书
根据优化后的工作单元，改进作业指导书，明确操作规程、动作顺序、工具、时间等。
五、建立仿真模型
模型的建立基于建模仿真的目的和所准备的各项数据，根据本次建模仿真的目的共建立了5个仿真模型，按产品类型可分为两大类：导槽密封条建模和头道密封条建模。
六、导槽密封条建模
（一）建模有关的几个概念
导槽密封条的生产模式共建立了三个模型，分别为：原布局模型、U型布局模型和平行布局模型。
（1）原布局模型
原布局模型是指按照改造前车间生产布局和加工方式所建立的仿真模型。
（2）U型布局和平行布局
这两种模型是在优化生产物流的总指导思想下，根据导槽密封条的后加工工艺特点和车间状况以及生产加工设备的数量、尺寸等建立的新生产布局方式下的仿真模型；所谓U型布局和平行布局是从导槽密封条后加工的前两道加工工序设备的布局方式来命名的；顾名思义，U 型布局是指导槽密封条定长冲角的设备均布置为“U”型；而平行布局是导槽密封条定长冲角设备均布置为“一”型，两条生产线保持平行。
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（二）模型介绍
导槽密封条后加工生产建立的仿真模型是基于前面所准备的数据建立的，下面是对三种仿真模型的介绍：
（1）原布局模型
原布局模型的几何性质和功能都能模拟生产布局调整以前的生产方式，只是所建立的仿真模型的一些参数是可以调整的，如生产过程中操作设备的人数、生产加工时的批量等。该模型主要作用是通过对原布局模型的仿真，得出一些数据如生产能力等，一方面对所建立模型进行验证，即与实际的生产能力进行对比，看是否符合实际，从而验证所建立模型的正确性。另一方面与调整后的另外两种布局形成比较，为选择合适的布局作参照。在所建立的模型中，导槽密封条定长冲角铣槽、导槽密封条定长冲角铣槽各由一个人操作；导槽密封条接角硫化工序的三台设备由一个人操作，导槽密封条接角硫化工序的两台设备由一个人操作，建立仿真模型可以在时间上无限制的仿真原有的生产方式。
（2）“U”型布局模型
“U”型布局是布局调整后的一种新的生产方式，在这种生产方式中，导槽密封条前三道工序加工的设备均布置为“U”型，从局部布局上看是“岛式”布置，符合国际上同类先进生产企业的生产模式。在建立的仿真模型中，生产线上通过选择合适的批量可以达到工序间的平衡，具体结果见“模型仿真结果 ”。尽管模型中的一些参数是可调的，但是在得出结果的仿真模型中，物料搬运的速度，各工序加工的时间、生产加工中设备的间距、操作工看管设备的数量等参数是基于生产实际情况的；导槽密封条定长冲角铣槽、导槽密封条定长冲角铣槽各由一个人操作；导槽密封条接角硫化工序的三台设备由一个人操作，导槽密封条接角硫化工序的两台设备由一个人操作决定于当前的生产安排；各工序加工的时间是由既定的工艺决定的，物料搬运的速度、生产加工中设备的间距是由当前的生产条件决定的。当然，如果生产的条件改善了，这些参数就可以调整以适应新的生产。
（3）平行布局模型
平行布局模型是布局调整后另外一种生产模式，在该模式中，导槽密封条前三道工序加工的设备均布置为“一”型，从局部布局上看是以产品为导向的，该生产布局设备布置清晰，物流合理，是一种比较符合这个车间实际生产情况的布局方式。在已建立的仿真模型中，人员的安排是基于生产实际和工序间平衡的，导槽密封条定长冲角铣槽、导槽密封条定长冲角铣槽各由一个人操作；导槽密封条接角硫化工序的三台设备由一个人操作，导槽密封条接角硫化工序的两台设备由一个人操作。其他的参数如物料搬运的速度、各工序加工的时间、生产加工中设备的间距是基于前面准备的数据。当然，如果生产的条件改善了，这些参数就可以调整以适应新的条件。同上，该模型在时间上可以无限仿真该生产布局的生产过程.
七、头道密封条建模
头道密封条主要是头道密封条的生产方式，共建立了两个仿真模型，即原布局模型、新布局模型；同上，原布局模型是指在车间生产布局改造以前的布局条件下建立的仿真模型。新布局模型是指在车间新的布局方式下建立的仿真模型，所谓新的布局方式是指在优化生产物流总的指导思想下，根据头道密封条的生产工艺特点和车间现有条件设计的新的布局方式。在已建立的模型中，各工序加工的时间是由既定的工艺决定的，生产加工中设备的间距是由各自的生产布局决定的，物料搬运的速度、操作工看管设备的数量是由当前的生产管理的条件决定的，同样这些参数都可以根据生产的变化而进行调整。根据头道密封条仿真的目的，本次重点研究的是物流时间的变化，因此，两个仿真模型中除了工序间的距离不同外，其他的参数都是一样的，也就是说是这两个模型在相同的条件下进行的建模仿真。
结语：本次建模仿真从总体上说是非常成功的，通过建立的原有模型对导槽密封条的仿真运行结果可以看出，本次建立的仿真模型从几何和功能上都能满足建模仿真的指导思想，模型的柔性和扩展性也很好，可以说这个仿真模型是仿真密封件后加工过程的一个优秀模型。但是也存在一些不足之处：1.在仿真过程中，生产设备总是处于理想的状态，也就是说，是在没有故障的状况下进行的仿真，其实根据我们建模仿真的经验，如果能够将设备的故障率融合到模型中，仿真模型将更加完美。2.由于导槽密封条加工工艺中接角硫化工序是生产过程中的瓶颈口（2.66 分钟/套），接角硫化时间的过长和所配置设备在生产能力上的不匹配导致了生产中工序间生产节奏的不平衡，而且接角硫化工序在目前的生产条件下无法进行整合，因此优化布局后的模型没能在生产能力有大幅度的提高，U型布局比原布局提高 3.63%,平行布局比原布局提高了 6.1%，但是如果适当的增加硫化设备的数量，使生产中各个工序生产能力完全平衡，将会较大幅度提高导槽密封条的生产能力。
参考文献：
[1] 马彤兵，《基于精益生产的车间设施规划改善设计》，组合机床与自动化加工技术，2015.
[2] 王频，《面向大批量定制的产品设计方法研究》，机械工业出版社，2012.
论文作者:史佳智
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第03期
论文发表时间:2019/5/27
标签：布局论文; 模型论文; 密封条论文; 工序论文; 设备论文; 加工论文; 建模论文; 《工程管理前沿》2019年第03期论文;