空调生产线产品生产技术发展趋势分析

第一节 产品生产技术发展现状

空调生产线产品是在一系列工作台上将制造出的零件组合在一起,包括部件装配线与产品总装线。装配线(包含自动化,半自动化和手工装配线)是制造行业中应用很广泛的生产方式。生产线平衡是这种生产方式评价的重要指标,因此研究人员对其进行了大量的研究工作。目前国内外对于流水线平衡的理论研究已达到相当高的水平,提出了各种算法：Jackson算法,分枝定界算法,遗传算法,随机算法,启发式算法等,用建立模型并求解的方式来解决一般装配线的平衡问题。

西方的工业化已经经历了将近一个世纪的发展,从20世纪初泰勒等人的工作研究与时间研究,到80年代左右计算机技术在工业领域的应用及至90年代通讯与网络技术的发展,工业化的内涵和外延都发生了很大变化。应用工业工程(IndustrialEngineering,IE)理论和方法的企业在发展取得了很大进步,同时也获得了可观的效益。对于我国企业,因经历了计划经济到市场经济的转变,大部分企业仍处于研发投入不足,工业基础薄弱及管理水平不高的状态,且主要从事设备及人员密集型的产业,急需要提升整体水平。传统的装配线理论主要把注意力放在劳动力的有效利用上,对设备及设施的利用不充分,且通常把问题看成静态并寻找最优的解决方案。

第二节 产品生产工艺特点或流程

现有家电企业的特点是采用装配线进行连续化大规模生产，生产线平衡在这种生产模式中尤为重要，用生产线平衡优化来消除瓶颈工序的实际操作方法更加关键。下面以空调室外机预装段的工序为例来说明。

1、预装段工序流程

空调室外机预装段的装配程序依次为：

电机支架预装、写工艺卡、底板上线、压缩机上线、固定压缩机、固定阀板、安装冷凝器、装配管、焊接、上接头、抽真空。

2、流水线生产线平衡理论

工作站:为了完成某一产品的各道工序,在装配线指定一个工作位置,工人在其中进行操作,这个位置即称为工作站。

作业元素:将操作划分为一个一个操作单元,这些操作单元一般不能再分。

总作业时间:从产品整个装配流程来说,装配一个产品需要的时间,即装配一个产品所有作业工序的作业时间总和。

先后顺序约束:作业元素之间加工的先后顺序。在装配线的作业分配中,当且仅当一个作业元素的所有前作业元素被分配完毕,这个作业元素才能被分配。

节拍:是流水线生产最重要的工作参数。节拍指流水线上连续生产两个相同在制品的间隔时间,它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低[6]。运用生产节拍的概念,将作业划分为数个工作站,每一个工作站要完成的工作由多个作业基本单元组成,使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态,以完成规定的操作量,从而使各工作站的闲置时间最少,作业达到平衡,效率较高[7]。生产线各站作业的不平衡,会造成无谓的损失外,还会造成大量半成品的堆积,严重时甚至会造成装配线的中止。要使生产线能够顺畅高效率地运作,就必须使各站的负荷均衡化,即尽量使分配到各站作业总时间相等,避免或尽量减少等待时间。生产线的平衡状况反映了生产组织是否合理,这与产品的产量,质量及成本皆有很大关系。生产线节拍的公式定义如下：

生产线节拍=每天的生产时间/每天的计划产量

目前,对于装配线平衡的研究主要分为以下3个方面：(1)给定装配线的最小节拍,求最小工作站数,通常在装配线的设计与安装阶段进行；(2)给定装配线的工作站位数,使装配线的节拍最小,对已存在的生产线进行调整优化；(3)在装配线的工作站数和节拍得到优化确定的条件下,均衡工作站上的负荷,给工作人员一种公平感。

1）生产线平衡定义：又称工序同期化,是对于一定生产节拍下的装配线,所需工序的工作地与作业人员数量最少的方案。生产线平衡是衡量生产线工序水平的重要指标之一,生产平衡率越高,则生产线发挥的效能越大。

生产线平衡率=[各工序时间总和/(CT*工序数)]*100%(1-1)

CT：生产线工序中最大标准工时,即生产线节拍根据定义可以看出,生产线平衡需满足以下两个条件：

（1)生产线节拍≥工序时间

（2)Σ(生产线节拍-工序时间)最小

2）生产线平衡原则:

a)调整作业元素组成各工序的作业时间不超过生产线节拍,又不违反工序先后顺序,并使工序数目尽可能减少。

b)各工序损失时间尽可能少,且较均匀,使装配时间损失率最小。

3、生产线平衡优化

生产线平衡的优化首先要对瓶颈工序进行改善，需要应用作业研究的人员程序流程图及动作分析方法解剖室外机生产线两个瓶颈工序。通过改善人员程序、物料布局及动作优化达到消除瓶颈工序的目的。

1）安装冷凝器

冷凝器工序的人员程序依次为：转身、调节螺丝刀位置、走到存储区、搬起冷凝器、检查冷凝器、走回生产线、放好冷凝器、走回螺丝刀处、拿起螺丝刀、拿起螺丝钉、走回冷凝器处、固定背部螺丝钉、固定左侧螺丝钉、拔出橡胶头、插进高压阀。此外，在加工冷凝器时，有效动作时间仅为10．5秒，存在较多的动作时间浪费，比较严重的是走动时间浪费。动作时间浪费的主要原因有两个：一是工人操作动作不规范，工人在加工完第一台冷凝器后，把螺丝刀随手挂在已加工完冷凝器的右侧，而在搬冷凝器上线之后，又要跨过第一台已经完成的冷凝器取螺丝刀进行加工，增加了走动距离，影响效率；二是物料摆放不合理，这是影响冷凝器工序节拍时间的另外一个主要原因，由于生产线旁边物料摆放较多，导致员工走动的距离较远，造成走动时间浪费。

2）装配管

根据现场调研，一般装配管工序两个为一组，共用时6O秒，其中加工时间为51秒，单台的加工时间为25．5秒，再加上取料等走动工作时间，形成了瓶颈工序。对于此瓶颈工序的解决方法是把其中某些具体工序分解，移交给其他相邻工作岗位完成，比如把取配管、拔橡胶塞工作安排给配管的前道工序，从图1上可以看出，装配管的前道工序——固定隔板工序时间只有l4秒，调整以后，该工序时间为14+3+4=21秒，装配管工序为23秒。

3）优化后的工序平衡率

根据生产线平衡率计算公式，消除瓶颈后的预装段的生产线平衡率为：生产线平衡率=236／(12X2TJ×100％=85．6％。通过生产线平衡优化的前两个步骤，生产线平衡率即生产线效率提高了20％。若对各工序进行分解，重新合理化组合，生产线平衡率还会有较大提高，达到减员增产的效果。

预装段工序平衡图

第三节 国内外生产技术发展趋势分析

1、向大型化发展。大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面。

2、扩大输送机的使用范围。发展能在高温、低温条件下、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性的物料的输送机。

3、使输送机的构造满足物料搬运系统自动化控制对单机提出的要求。

4、降低能量消耗以节约能源，已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。

5、减少各种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。

国内主要空调生产企业生产线技术