IE工业工程案例-工业工程技术在发动机制造工厂的应用

某工厂通过天行健管理咨询公司首次进行精益生产方式的理论培训,之后又在天行健专家指导下,在TU系列发动机装配生产线选定工序OP160至OP250区域,进行了一个星期的实际应用,效果十分明显。以此工厂正式运用精益生产的理念及工作方法,以TU系列发动机装配生产线为试点进行提升产能改造。

 

IE工业工程案例-工业工程技术在发动机制造工厂的应用

一、IE工业工程案例之生产线改善前的状况。

1、生产线主要数据。

现有手动工位47个,自动设备17台,人员136人,生产节拍78秒/台,年生产能力25万台,主要有TU3JPK、TU5JPK、TU3AF、R33、T11、N68计6大品种共线生产,整条装配生产线由内装、外装、缸盖分装及试验台架四部分组成。

 

2、工序工作节奏不均衡。

以外装为例,节拍最慢79秒,最快49秒,工位工时不平衡率20%,改善前工位工时平衡图见图1。

IE工业工程案例-工业工程技术在发动机制造工厂的应用

图1 改善前工位工时平衡图

 

3、进气管、出水室、摇臂三大分装远离装配区。

三大分装布置在独立的分装区,通过搬运小车集中转运到装配主线上,产生大量在制品,造成零件往返搬运量大,也存在零件磕碰伤的质量风险,零件堆放及工位布置面积占用达200m2,按年产25万台发动机计算,改善前三大分装的物料搬运数据见表1。

 

表1改善前三大分装物料搬运的数据

IE工业工程案例-工业工程技术在发动机制造工厂的应用

 

4、工位之间被隔断。

受工作台布置、零件货架、设备电柜及操作面板等因素,工位与工位间被隔断。如,发动机水油道密封性检查设备布置在滚道里边,操作工进出不便;出水室涂胶机布置在滚道外边,工位间被阻隔,不利于相邻工位间协助;进排气正时齿轮料筐布置在操作工侧面,使工序OP50与工序OP60隔断。

 

5、集装器具不合理。

大部分零件的采用容器为铁制料筐,且为原包装上线,造成大量在制品,以及人工拆包装及倒包装现象,占用大量的堆放面积,零件搬运主要采用叉车。如进气凸轮轴正时齿轮,单次上线数量为520件,操作工需要弯腰掏箱,倒运零件到小料盒,再把小料盒搬运到工位上。

 

6、零件供货方式存在问题。

零件供货方式为中间库→高位仓库,再由高位仓库→线边。高位仓库库存达2-4天,线边零件数量各不相同,短的只能用1小时,多的可以消耗半年。零件供货方式为要货制,即零件消耗完毕,由操作工发出要货指令,再进行物料的搬运补充,容易造成补货不及时而停线的现象。

 

7、操作工疲劳强度大。

部分操作工有90度转身取料,以及大的弯腰操作。

 

二、IE工业工程案例之采取的措施。

1、确定目标。

按客户年需求发动机30万台计,年工作时间为276天,每天三班21小时,则生产线产距时间=年工作时间/年生产需求=(276×21×60)/300000=69秒/台。考虑到一定的质量损失5%,生产线目标节拍=69×(1-5%)=66秒/台。

 

2、工位平衡。

按目标节拍66秒要求,打破生产线原有布局,根据发动机装配顺序及质量控制,重新拆分、合并、组合工序装配内容,降低瓶颈工序节拍,减少工位工时平衡损失(目标控制在10%以内)。如三大分装从分装区转移到主线上或旁边,创建工序OP05,缸盖下线与上线合并,缸盖排气面螺栓从分装转移到外装装配。

 

3、工位模拟与工位改造。

一个一个工位,按理论的平衡方案到现场进行模拟试装,制作简易工作台,摆放零件,验证可操作性、质量风险、零件干涉及工位布置等,对于改动大的工位,在线外建立模拟台试装,不断优化、调整理论的平衡方案。试装通过后,正式实施工位改造,采取布置零件在正前方和方便手取的高度、调整扳手高度、重新设计或布置工作台、增加料架和料盒、标识零件位置、作业人员培训等措施。

 

4、交替式物流。

将零件从中间库直接搬运到超市,零件质量检查提前在中间库或上游供应商进行,改变以前的要货方式,主动上线,信息反馈点由线边提前到超市,缩短工厂的反应提前期。

 

大部分零件包装在中间库或供应商处进行,由大包装改为小包装,每2小时或最低2个标准包装数量配送;存放方式由原来的高位仓库中转存放过渡到直接运到超市,减少对铁制料筐的依赖。超市中以“小包装”状态存放了线边需求的所有零件,采用“火车时刻表与路线图”、“零件地址”和“站点”等方式进行管理,保证多品种和快速准确地将零件从超市送到线边。线边铁制料架更改为竹节料架,其上固定零件看板标识卡,注明零件的名称、零件号、搬运的消耗点、标准包装数量。线边、火车和超市零件库存与搬运方式见表2。

 

表2 线边、火车和超市零件库存与搬运方式

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5、工位固化及标准化作业。

通过工艺分析及方法研究,确定工位最佳的作业方法;建立标准作业指导书,明确零件的平面布置和操作内容、步骤、时间,以及质量控制要点。

 

三、IE工业工程技术案例之取得的效果。

1、生产节拍达到66秒/台,年产能由25万台提升到30万台,提升率20%,还减少2名操作工。

 

2、零件从接受区到线边库存由2-4天,缩短到10小时;线边库存由0.5-1天缩短为2小时。新建超市替代原来的高位仓库,最大限度减少高位叉车和特种叉车的使用及维护成本。

 

3、结合交替式物流,更改了约50种零件的上线方式,即大包装改为小包装上线边货架或将原大铁框零件按照实际小时需求直接上线边竹节料架,节约了线边零件堆放面积100m2每层竹节料架为倾斜的,方便满容器的取用和空容器的回收。将缸盖总成上线和下线合并,取消中间在制品,还打通了搬运车辆通道。

 

4、三大分装由线外分装区搬迁到装配主线上,分装后直接上线,实现一个流生产,减少二次搬运和线边库存,节约面积200m2,还避免因搬运造成的零件磕碰伤。

 

5、工位与滚道间设置宽1.1m通道,实现工位间相互协助,也便于工厂按一名操作工操作多个工位的方式来组织生产,实现了柔性化生产,还改善了作业环境。

 

6、将螺钉、垫圈等小零件,放在操作工面前和方便手取的高度,工具悬挂在操作工上方,减少动作浪费;安装机油滤清器工位增加倾斜台,避免操作工大的弯腰,提高作业舒适度,降低了操作工疲劳强度。

 

7、制作了78个手动工位以及自动工位的标准作业指导书、质量及安全作业指导书,实现可视化管理。作业指导书简单明了、通俗易懂,让操作工清楚本工位的操作标准内容及顺序、零件及其标准布置,了解安全质量问题,并按标准操作,固化效果,保证节拍和质量。改善前后主要数据对比见表3。

 

表3 改善前后主要数据对比

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TU系列发动机装配生产线精益生产的成功改造,为整个公司手动生产线的改造指明了方向,为推广精益生产方式打下了基础,对新装配线的建设也具有指导意义。2014至2015年初,EW系列发动机装配生产线和MA系列变速箱装配生产线相继推行精益生产,实现产能提升20%,设备综合利用率提高20%,劳动生产率提升15%-20%,共计减少操作工7人、节省零件堆放面积329m2,直接经济效益达755万元。

 

四、IE工业工程技术在发动机制造工厂的应用总结

工业工程技术在该工厂的应用,大大提高了生产线产能和劳动生产率,减少零件堆放面积和在线库存,降低了制造成本,提升了企业的竞争力;运用工业工程技术在企业内部挖潜革新,这是实现内涵扩大再生产的最好途径。以上技术方法的工作理念也适用于生产线以外的其它工作,运用统筹学原理和精益思想,提升我们的工作质量和工作效率。

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