手工装配流水线结构与节拍分析
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在目前国内制造业中,手工装配流水线是最基本的生产方式,相当多的产品的装配都在手工装配流水线上进行的,进行产品的装配作业,特别在家电制造行业就是一个典型的例子.这种装配作业中在制造业中发挥重要作用,它适用于产品需求量较大;相同或相似;装配过程中可以分解为多个工序;减少人的疲劳强度,而且节约一些成本.手工装配流水线的基本特点,成本低廉;可以充分利用国内大量廉价劳动力资源,由于产品是有许多零件和部件组成的;需要许多工人完成工序.如果每一个工人长期从事某一工序或多个工序操作;可以达到一定的操作水平和技能;生产组织灵活性很好,不仅能够适应多品种中小批量生产的需要(因厂家的订单数量不多,但是品种多的话,规格需要更换)不适合于自动化生产;有利于提高产品的质量,有许多产品是要靠人工和机器完成的;能够及时发现产品质量问题;在实际情况中也反映,市场竞争相当激烈;,用户和商家对产品的质量要求更高,新产品周期更短,产品价格更低.企业的最终目标也是时间更短;质量要求更高;成本更低;降低成本是企业竞争手段之一,采用手工流水线就可以满足上述要求,同时也是实现自动化的基础;更利于自动化的快速发展.当然这种生产方式有许多不足之处.技术含量低,需要大批量人员进行生产,阻碍产品的技术提高和市场竞争力.
一.手工装配流水线的基本结构;要点;概念.
手工装配流水线就是自动化输送装置基础上由一系列工人按一次序组成的工作站系统;每个工人作为一个工作站后工位完成产品制造装配过程中的不同工序,当产品经过全部工人的装配操作后即完成全部装配操作,并最终成为产品;如果生产线只完成部分工序的装配检测为半成品.产品的输送系统有许多形式如皮带输送线;滚筒输送线;悬挂链输送线等.输送的方式可以是连续的也可以是间歇式的;工作的操作方式也多样.通常有如下几种方式：（１）直接在输送线上的产品上进行装配，产品随输送线一起运动，工人也随之运动；操作完成后再返回原位置；（２）将产品从输送线上取下，在输送线旁边的工作台上完成装配后再将产品送回输送线上；（３）工件通过工装板在输送线上输送，工装板到达装配位置后停下来重新定位装配，装配完成后将工装板及工件随输送线运动；工人的工作既可以坐着进行例如一些零件较小的装配；也可以站立进行例如在生产大型产品（如轿车．空调等）采用悬挂链输送线输送，工人可以在工位的区域内活动；边随输送线上的产品同时移动位置直到完成装配为止．根据工序所需要的时间长短有区别，每个工位的操作工序既可以是工序时间较长的的单个工序也可以是工序时间较短的多个工序；每个工位的排序可根据生产流程要求经过特别设计安排的，调换工序较为容易；其中每个工序既可以是单个人也可以是多个人同时完成一工序．工人在操作过程中可以是手工装配，但也可以用电动或气动工具完成．在手工装配流水线上；可以有少数工序是由机器自动完成的，如果在生产线上进行改进则可以实现自动化生产；根据实际产品情况；可以在少数工序是由机器自动完成的或者在工人进行辅助操作下由机器完成．
手工装配流水线基本概念．为了更好地理解手工装配流水线的工作过程与设计原理，首先必须了解一些基本的概念，这些概念与自动化生产线是相近或相似的．！（１）生产线由一系列工位组成，每个工位由一名工人工作．也可以由多名工人共同完成工作，其工作内容也可能为一项装配工序，也可以是多项装配工序．（２）工艺的操作时间在某一工位进行装配时实际用于装配作业的时间一般用Ｔs表示，根据工序的操作内容不同，每个工位的工艺操作时是各不相同的．（３）定位时间是在一定的生产节奏下，由于每一工位所需要的装配时间不同，大部分工位完成后各自尚有一定的剩余时间；该时间通常称为空余时间，一般用Ｔd表示，后工位的工作需要等待前一工位完成后才能进行以使整条装配线有节奏进行生产．（４）再定位时间在手工装配线上，经常需要一部分时间进行一些辅助操作．例如工件在夹具上随流水线一起运动，工人边操作边随工件移动位置完成工序操作后又马上返回到原始位置开始对下一个刚完成上一道工序的工件进行操作；也有的是工件在工装板上随流水线一起运动工装输送到位后需要通过一定的机构对工装板重新定位，然后工人才开始工序操作.尽管每个工位的时间会有所不同，但分析时一般假设设备工位上述时间的平均值，通常用Ｔr表示．（５）总装配时间是在流水线上装配产品的各道装配工序时间的总和，一般用Ｔcw表示（单位为min)（６）瓶颈工位，因为在生产线上不可能将产品的全部装配平均分配到每个工位，所以在流水线上的一系列工位中所需要的工艺操作时间是各不相同的；有的工位操作时间短有的长，但必须有一个较长的操作工艺工序，一条流水线最少也有一个瓶颈工序．它所需要的时间也是最长的，剩余的时间也是最短的，它还是整条流水线节奏快慢的一道重要工序．（７）平均生产效率是指手工装配流水线单位时间内所完成产品的件数，一般用Rp表示（单位为件／min）；（８）节拍时间指流水线在稳定生产前提下每生产一件产品或半成品所需要的时间一般用Ｔr表示，它代表每个工位的平均占用时间．则每一工位在时间上构成以下关系：Ｔc＝Ｔs＋Ｔr＋Ｔd
二，手工装配流水线节拍分析与计算
1.生产厂家一般有平均生产率来决定生产能力，平均生产率是设计手工装配流水线的需要，通常都是用年产量来表示的．管理人员经常要决定每周开多少班，每班开多少小时，因此必须知道流水的生产能力．这种生产能力通常用平均生产率来表示，也就是装配流水线单位时间内需要完成产品的平均数量，它可以由年产量计划被一年中有效生产时间相除得出可表达为：Ｒp＝Ｄ＊Ｄa／５０ＳＨ 其中Ｒ－平均生产效率 件／h Ｄa年产量计划 件／年 Ｓ－每周工件天数 Ｈ－每天工件时间h ５０ＳＨ代表每年５０周的总工作小时数
2.实际节拍时间．平均生产率只是代表流水线的生产能力；但在设计流水线时；通常都要确定流水线的节拍时间；也是流水线每生产一件产品需要多少时间其中包括：（１）流水线使用效率确定流水线的节拍时间就必须考虑流水线的实际情况，流水线在实际运行时经常会种种原因导致实际工作时间的浪费．例如设备故障停机，意外停电，产品缺料，产品质量问题等，因此流水线每次的工作时间利用效率就达不到１００％，流水线的实际开工运行时间要少于理论上可运行的时间，通常这种时间使用效率用Ｑn来表示，实际工作中手工装配流水线的使用效率一般只能达到９０％－９８％；（２）实际节拍时间与生产效率都是描述生产能力；只是单位不同而以，在单位时间内平均生产数量和生产产品需要的时间可以构成以下关系式：Ｔc＝６０Ｑn／Ｒp（其中Ｑn－流水线的使用效率；Ｔc－实际节拍时间单位为min/件）节拍时间也是由操作工序复杂程度决定的，在稳定生产条件下通常是大致不变的，而生产效率则由于输送线故障检修，停电；缺料等原因影响而产生变化的．在装配流水线的使用效率为１００％时．则流水线的生产效率为：Ｒc＝６０／Ｔc 其中Ｒ－流水线的理想生产效率 件／ 流水线的使用效率Ｑn也可以表示：Ｑn＝Ｒp／Ｒc＊１００％;整条流水线的节拍时间与瓶颈工位有关，它决定整条流水线的平均节拍时间．
三．手工装配流水线工序设计与工人数量计算
１．手工装配流水线的主要设计内容；（１）确定流水线的工序流程，需要多少工位？（２）需要多少工人，在同样的工作节拍中使流水线所需要的工人数量最少．（３）生产效率是否能够达到要求，能否满足该产品
生产计划的要求．（４）生产线的实际节拍时间和平均多长时间间隔生产一件产品等．因此流水线的设计内容主要为工序流程设计，工人数量设计，各工位工时定额设计，生产线节拍设计计算．实践中只有进行工序设计，确定工位数量．工人数量后，流水线才能以一定的节拍组织生产．
２．影响流水线所需要工人的数量的因素，在满足生产能力的前提下，以工人最少为最优目标，通过对一般生产流水线作业过程分析可知：流水线所需要的工人数量主要与以下因素有关：（１）完成产品装配所需要的工序数量．（２）产品制造的难易程度；（３）产品的设计质量与装配工艺性能；（４）产品的年产量；（５）是否采用快速有效的装配作业方法，工具．（６）工人的操作技能与熟练程度．上述因素中，部分因素通过相关的技术员的努力可以改善，提高的，减少工人的数量．
３．流水线的工序设计，产品的装配过程是由一系列的工序组成的．流水线就是按一定合理次序完成产品的装配过程，因此工序设计主要包括以下两个方面的问题：（１）各工序的安排次序必须符合产品本身的工艺流程；（２）根据需要对工序进行分解，但工序的分解及安排必须考虑流水线的平衡问题，即如何在满足节拍时间的前提下使流水线所需要的工人数量最少．
４．流水线的平衡，在设计手工装配流水线时，尽可能减少人力资源浪费，工人数量最少，成本最低，还须考虑在实际的手工装配流水线设计过程中，通常采用以下措施：（１）将复杂工序尽可能分解成多个工序，直接缩短流水线的节拍时间．（２）对于复杂无法分解的工序进行增加人员操作，以满足节拍时间要求．（３）在某些含机器自动操作或半自动化操作的流水线将人工操作与机器的自动化相结合起来，可以充分利用工人的空暇时间提高流水线的生产效率．
５．流水线实际所需要的工人数量设计，流水线实际所需要工人数量比理论上的数量大，科学的工人数量设计方法是与工序分配同时进行的，国外一般采用＂网络图法＂来设计，一般按以下步骤进行设计：（１）将总装配工作量分解为合理的，最小的，不能再细分的一系列单个工序；每个工序都需要对应的一定的工艺操作时间．（２）根据产品的年产量计划计算出流水线的节拍时间；（３）将上述一系列工序以单个（或多个）工序分配给每一个工位，尽可能更能使每个工位的工人分配到工艺操作时间相近的工作量，缩小各工位的操作时间差距，不能让它超过瓶颈工序的操作时间，（４）各工位的工序内容同时还必须严格符合产品的装配工艺先后次序；（５）如果采用＂网络图法＂还必须分解为合理最小单个工序，并将操作时间写在序号的旁边，有利于产品装配时间合理分配人员．
手工装配流水线作为一种技术含量不高的生产模式制造业，在市场上各种产品都是通过这种生产方式完成的，有利于满足我国制造业的发展现状，并在制造业中发挥重要作用．了解生产线的基本概念与结构也可以了解现在自动化生产线组成结构，为自动化的设计提供技术帮助，有利于自动化生产线的设计，分析与思考空间，促进我国制造健康，快速的发展．，为企业创造更大的利润空间和产品质量．