服装制造企业生产效率提升研究
李帅①② LI Shuai；徐劲力① XU Jing-li；张智聪② ZHANG Zhi-cong；晏晓辉② YAN Xiao-hui
（①武汉理工大学机电工程学院，武汉430070；②东莞理工学院机械工程学院，东莞523808）
摘要： 本文以某服装制造企业的礼服生产过程为研究对象，为解决制造过程中存在的忙闲不均，人员利用率偏低，订单不能如期完成等问题，针对该生产过程进行了细致的调研、分析。首先本研究对瓶颈工序进行了工作负荷转移以达到如期交货，然后通过设置看管周期，设计了工人在看管周期内在一些工序内灵活机动工作的方案。通过以上改善，有效地解决了人员利用率偏低的问题，取得了较好的改善效果。
关键词： 服装制造；改善；效率
1 概述
随着科技的进步与发展，服装制造已从个人手工缝制演变为机械化、自动化的大规模生产。为了降低复杂性及制造成本，大部分服装企业都采用了流水装配线的思想来组织服装生产。服装制造是项复杂的工作，因为服装制造涉及的材料为柔性材料且工序众多，各工序需要一定技能，各工序的能力又可能因人而异。装配线是一个有效的组织方法，把工序简单化以后将各个工序通过运输机制联合在一起，工件/衣服根据指定的装配过程从一个工作站流向另一个工作站。服装行业是被买家驱动的，竞争市场是一个全球范围内的充分竞争。为了在激烈的世界竞争中保持活力，保证企业的效率至关重要。先进的制造工具，准确的生产方法和流程，熟练的技术工人，这些都对实现高生产率具有重要意义，然而，当受困于某种特定条件限制时，工业工程就成为提高企业效率和生产率及提升公司竞争力的有效工具。在服装制造过程中使用工业工程技术，如建模仿真，工作研究，能力研究，生产计划与控制等，最终都将导致交付高利润的服装。通过实施这些技术，企业的效率会得到显著提高。
服装装配线优化本质上是装配线优化。兰爽等[1]将工作研究应用与电动机定子装配线的优化过程，取得了较好的效果。李琴等[2]采用工业工程技术优化了某生产线的平面布局、缩短了搬运距离，提高了生产线平衡率，进而提高了生产效率。李沛等[3]在断路器装配中应用工业工程技术进行优化，提高了生产线的效率。关于服装装配线中的工业工程研究，文献[4-5]等进行了研究，取得了较好的改善效果。随着约束理论的提出，越来越多的改善思路关注瓶颈的改善，文献[6-7]针对制程中的瓶颈环节改善进行了详细的分析与探讨。
李白的《东武吟》改为叙写自己的经历，回顾三年志得意满的翰林生活及离开长安后凄凉的境况，失意中潜藏着一份用舍由时、行藏在我的豁达，昂扬的情感成了诗歌的主旋律。
本研究以某服装制造企业的礼服制造过程为研究对象。该礼服制造过程工序众多，组织复杂，本研究通过采用工业工程的相关优化手段，如时间研究和装配线平衡的创新使用来分析优化该企业的生产线。在优化过程中本文首先关注的是制造工作是否能够按时完成交付，其次是希望找到提高效率的方法，例如怎样高效的利用机器和员工，劳动强度如何最小化以及装配线如何整体运作等问题。
2 企业现状调研
本文所研究的企业是一家集服装设计、制造及销售为一体的大型礼服制造公司。主营时尚女性礼服，产品主要外销海外市场。由于需求量大，生产较稳定，故而企业采用了流水装配的思想来完成礼服的生产制造过程。该生产线采用直线型布置，各工序间通过放置在柔性传送带的周转箱来传送物料。该生产线在实际运营过程中现有的组织方式存在两个突出的问题亟需解决，一是订单经常不能如期交货；二是工人忙闲不均。不能如期交货，导致企业经常赶进度，本来作业时间已经很长，为了赶进度造成过度加班，进而会造成员工的工作疲惫，导致作业质量的下降；工人忙闲不均，会导致工作分配上的困难，团队士气的低迷等各种问题，这些问题如不能及时解决，企业在竞争愈加激烈的市场中将举步维艰。
为解决上述两大问题，本文首先对该生产线的作业现状进行了秒表工时测定，考虑了合理的宽放策略后综合得出了各工序的标准时间，如表1中时间栏所示。企业现在的人员配置情况，及企业目前各工序的平均完成时间经过计算后也在表1中予以标示。
从图3中可以看出，作业编号为1、3、6、8及11的工人在看管周期内都在俩个不同的工序间轮流作业，如此导致完成全部作业由改善前的24人减少为19人。作业人员的平均利用率为：
人员利用效率=工序作业总时间/周期时间*工人总数
图1 工序作业时间柱状图
从图1中可以明显看到生产线上的各工序存在忙闲不均的现象。考虑到8号工序为瓶颈工序，假设瓶颈工作作业时间为生产线的周期时间，则可进一步计算该生产线的人员利用的理论效率：人员利用效率=作业总时间/周期时间*工人总数
=（34+…+60）/81*24
=67.2%。
看管周期不宜太长也不宜太短，太长则容易形成过多的在制定导致浪费；太短则不利于时间的综合安排与使用。综合考虑多种因素后，本研究将该生产线的看管周期设定为2h。设定完看管周期后，根据节拍时间考虑适当的废品量后设定看管周期内的产量为93件。随后，计算各工作地的工人作业时间，然后根据作业时间对工人进行综合安排使用，以尽可能少的工人完成作业，从而提升生产线作业效率。最终得到的间断流水线作业指示图如图3所示。
3 问题分析与改善对策
从图2中可以看到，在当前的人员配备下，所有工序上的人员平均作业时间都已小于78s。改善后的作业时间瓶颈环节变化为8、9两道工序，作业时间均为72s，由于已经满足需求，再次需求作业时间的缩短对与整个生产系统的效率提升已无意义。
表1 工序信息调查表
本研究首先解决该企业不能如期交货的问题，也既提升企业的产能。经调研，企业的工作时间制度1班制，每班10小时，其中正常工作8小时，加班俩小时。本文所研究的生产线所生产的服装型号的订单为每月交货订单，平均每月交货9130件。若设定每月平均作业日数为22天，则可算得平均日产量应为9130/22件，即415件。
1.2.2 消化系统感染 ①恶心呕吐或腹痛腹泻症状加重；②有下列任意两项：a.发热；b.周围血白细胞升高；c.大便中可见红细胞、白细胞或脓细胞；d.大便连续两次培养出相同的病原菌。
如果现场被抽中人员不在场，主持人继续主持抽奖，直到奖品被现场的人员领完为止(主持人在邀请读者上台抽奖时，应当提醒读者待主持人确认中奖人员在场后，再进行下一轮抽奖，屏幕上也需要弹出一条信息提醒邀请的抽奖读者确认中奖的人员是否在场)(注：抽奖的大屏在闲时：左侧滚动显示已被用户荐购的图书，右边边滚动已经关注微信公众号的用户，屏幕滚动频率大约7s～10s一次)。
根据约束理论，企业的最主要改善方向就是提高有效产出。为了提高有效产出，必须关注企业的瓶颈环节。本文的研究中，首先应关注企业不能如期交货的问题，不能如期交货就不能最大可能的创造有效产出，故而，我们首先关注的是产能提升的问题。
从图2中可以观察到，虽然满足需求，但各工序的忙闲不均情况依然明显。故而，本研究下面着力于解决作业人员忙闲不均的问题。考虑到缝纫作业改变设备布局工作量大，缝纫作业工序同期化的改善短期内难以实现，本研究考虑设置看管周期的方让工人在多个工序间协同安排以减少工人的使用数量，从而提升人员利用效率。所谓看管周期就是一段相对与节拍较长的时间，在该段时间里各工序出产相同数量的制品，因为时间跨度比节拍要长，所以可以把各工序的空闲时间进行综合安排与利用，又因为各工序在相同的看管周期时间内出产相同数量的制品，也能够形成工序间在生产数量上的配合。
根据上述信息，考虑设备停休率为10%，则可计算满足客观要求的生产线周期时间，也即Takt Time=36000s*0.9/415=78s，也就是说，为了如期交货，该生产线必须每隔78s生产一件礼服。根据图1所示，本文研究的生产线8工序用时最长，生产一件衣服的时间间隔为81s，该工序为最先受到关注的瓶颈环节。本研究首先针对8工序进行研究，发现该工序用时较长的主要作业内容分为俩部分，一是车暗线，二是反转腰带。因为这俩部分作业内容没有实质联系，可以将反转腰带的作业转移到其他工序进行。考虑作业内容的先后次序及各工序作业时间的长短，本研究对8工序的作业内容进行了重新安排。考虑到9工序作业时间较少，且由9工序进行腰带的反转作业不会违反流水线的先后次序原则，所以腰带反转作业由8工序调整至9工序负责。经测时，单件反转作业共耗时27s，由此，8工作的作业时间由原来的243s减少为216，因此工序配备有三名工人，故其平均作业时间为72s；工序9由原定的45s增加为72s。重排作业内容后，所有工序的工人平均作业时间都少于Takt时间，可以按时按量的完成交货。本文绘制了重排后的工序作业时间柱状图，如图2所示。
从以上数据可以看出，人员平均利用效率存在较大的改善空间，通过改善，可以降低生产成本并提升企业竞争力。
图3 流水线看管周期作业指示图表
图2 重排后的作业时间柱状图
根据生产线的调研数据，可知，该礼服生产线共有17道工序，根据所需时间比例每道工序配备了数目不等的作业人员，整条生产线配备作业人员共计24名；全部工序的总体作业时间为1306s。本文做出了各工序平均作业时间的柱状图，如图1所示。
3) 根据裂缝形态,从设计、原材料、养护及施工方法等多方面分析，该项目混凝土板裂缝的成因分析思路和方法，可为今后类似工程的设计和施工提供一定指导意义.
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=（34+42+…+60）/78*19
=1306/1482=88.14%；
和改善前的人员利用率67%相比，人员利用率提升了21个百分点，有效的提升了改生产线的效率，降低了生产成本，提升了企业的竞争力。
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4 总结
本研究首先着眼于瓶颈工序的改善，通过研究瓶颈环节工序的作业内容后，对作业内容进行了重新安排，由其他工序分担瓶颈工作作业内容，从而让瓶颈环节的产能得到了释放，使得瓶颈工序作业时间降低至Takt Time以下，有效提升了产出，保证了企业能够准时交货，然后本研究有聚焦于生产线人员使用效率偏低的问题，采用间断流水线的设计理念，通过看管周期的合理设定，对工人作业进行综合考虑与安排，最终获得了更高的生产线效率。值得注意的是在改善初期产能提升并不明显，这是由于需要作业人员掌握多种技能，存在学习曲线问题，随着员工的熟练程度增加，效能开始大幅提升，至本文写作时，实际效率已基本接近理论水平。在本文的研究中，通过瓶颈作业转移分担工作内容，有效的使瓶颈环节作业时间由81s降至72s，满足了订单的产能要求；进一步的作业效率改善使得减少了5个作业员的使用，生产线的平均人员利用效率提高了21%，改善效果明显。在后续的工作中，可以通过工业工程的改善方法，进一步对各用时较长的工序进行作业方法优化，以期达到工序同期化，从而设计连续流水线，再次提升作业效率。也可关注流水线在制品存量的变化情况，设计相应的生产控制系统，尽最大可能减少浪费，提升企业的有效产出，增加企业的盈利及竞争力。
参考文献：
[1]兰爽，李丹婷.工作研究在定子装配线优化中的应用[J].工业工程，2010，13（3）：126-129.
[2]李琴，李泽蓉，卿馨予，等.工作研究在装配生产线改善中的应用[J].现代制造工程，2011，201：l.
[3]李沛，周秉超.工作研究在断路器装配线平衡中的应用[J].价值工程，2010：84-85.
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[7]李建，周炳海.基于流程程序分析的电动执行器装配线改善研究[J].机械制造，2019：88-93.
Research on the Improvement of Production Efficiency of Garment Manufacturing Enterprises
（①School of Mechanical and Electronic Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，China；②Department of Industrial Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China）
Abstract: This paper takes the dress production process of a garment manufacturing enterprise as the research object,and solves the problems in the manufacturing process,such as the low utilization rate of the personnel,and the failure to complete the order as scheduled.We conducts detailed investigation on the production process.Firstly,this study carried out the workload transfer of the bottleneck process to achieve the scheduled delivery,and then designed the flexible operation of the workers in some processes by setting the watch cycle.Through the above improvements,the problem of low utilization rate of personnel has been effectively solved,and a good improvement effect has been achieved.
Key words: clothing manufacturing；improvement；efficiency
中图分类号： F273
文献标识码： A
文章编号： 1006-4311（2019）16-0190-04
基金项目： 国家自然科学基金（61703102）。
作者简介： 李帅（1977-），男，河北张家口人，武汉理工大学访问学者，东莞理工学院讲师，主要研究方向为企业优化、智能制造。
标签：服装制造论文; 改善论文; 效率论文; 武汉理工大学机电工程学院论文; 东莞理工学院机械工程学院论文;