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摘要：文章從工業工程概念出發，從生產線優化意義及使用的具體方法做出介紹，以具體企業生產線為例，分析了生產線中存在的問題，并基于工業工程，提出優化現場管理、生產流程、仿真軟件等方面的具體應用措施。
關鍵詞：工業工程；生產線；優化應用
社會發展，使人們各類工業的生產線生產水平有了更高要求。工業工程在生產線優化過程中的應用，可優化企業生產環境，降低生產成本投入，提升企業競爭優勢?；诖?，企業在生產線優化過程中，應重點提升生產人員對相關技術的應用，按照實際生產標準優化配置生產流程，以規范的生產流程，提高生產線生產效率。
1工業工程概念
工業工程起源于美國，歷經多年發展之后形成集管理、系統、人機工程、運籌等學科于一體的綜合學科，并在工業生產中取得了廣泛應用。工業工程指的是利用人員、機械、材料、信息及各種能源等結合成的系統展開設計，使用相關技術和方法，對工程技術加以改善，獲得整個系統運行可行性的方案。當前在生產方式的逐漸發展下，工業工程在力求生產出更多高品質的產品的同時，致力于提升生產者的工作幸福感，展現出其中的人文情懷?？傊?，工業工程的核心內容就是各類科學方法提升生產效率，提升企業經濟效益[1]。
2生產線優化內容
2.1意義
生產線的優化指的是將生產線中各個工序及生產工位中的生產內容加以調整，最大化減小不同生產作業存在的時間間隔，最終達到不同工位平衡生產的目標。對生產線進行優化，可改變企業的生產環境，促使不同的生產工位均衡作業，降低生產者的勞動強度，縮短物料等待時間及在特殊生產步驟耗費的時間，提高生產線效率的同時，縮短產品的生產周期，對企業的經濟具有至關重要的意義。
2.2方法
通常影響企業生產線工作的原因主要分為三種類型：第一，不同工位存在負荷不均現象；第二，生產者的技能水平；第三，設備運行狀況。對于重點工位、生產難度系數高的工位可將此部分生產內容分解，并將其和簡單操作內容優化重組，使整個生產線可均衡負荷。對于生產者技能問題，可通過培訓提升人員水平，保障人員的造作和生產線的生產流程協調配合。針對生產難度系數大的工位，可使用多個生產人員互相配合的方式，提升工作效率。通過生產者和生產機械的高效配合，提升生產線的效率。
3企業生產線運行現狀
3.1企業概況
該企業主要生產醫療器材，生產車間4500m2，共有員工1000人，主要生產血糖儀、除顫儀和護理儀等，還生產各種醫療設備應用的接線、傳感器及導管等。隨著市場需求逐漸上升，企業表現出設備低生產率的問題。為解決企業生產線存在的問題，應利用工業工程技術，優化生產流程，提高生產效率，促使企業經濟發展。
3.2生產線問題
企業在生產過程中，主要表現為以下問題：第一，在生產人員方面，經了解不同操作工生產技能存在差異，同時生產過程還伴有態度消極問題。通過分析，主要原因是人員在上崗之前未能對其技能掌握情況展開系統培訓，同時生產過程缺乏考核與監督。第二，在生產設備方面，常出現無預兆性停止工作現象，導致生產工作受到影響。同時在生產線中還存在設備空置現象，未能高效利用。產生這種問題的原因是機器的維護人員沒有及時對設備進行保養，導致生產過程人機配合效率低。第三，在生產材料上，常出現質量不合格的材料，對產品質量造成影響。材料供應不連續，使生產中斷。加工過程材料使用不規范，出現浪費現象，使生產成本過高。在生產過程中，生產流程銜接不好，導致生產線生產秩序混亂，使產品生產存在各種浪費現象。第四，在生產車間環境方面，對空調系統利用不合理，導致車間環境溫度和濕度不達標。同時，醫療器械屬于精細設備生產，要求車間的環境溫度、濕度均要滿足有關標準，但經調查發現，二者達標率偏低。
4工業工程在該企業生產線優化中的應用
4.1優化現場管理
經調查，該企業在生產線上存在人員防護用具穿著、設備維護和保養、物品擺放、標準施工流程、生產廢料處理等方面的問題，對此可應用IE成立生產現場管理組，定期開展巡邏和檢查，發現問題時使用頭腦風暴、ECRS等方法加以總結。然后針對具體問題使用PDCA展開管理，并將相關問題納入到管理人員的績效考核當中，避免再次發生。例如：可使用5S管理理念對生產線操作工、生產機械、生產材料、生產方法及各類生產要素等展開針對性管理。在應用初期，要加強監督，確保各個生產人員具有良好的生產意識，結合企業當前生產線生產情況，制定有效的管理目標，并將目標按照重要性分類，先完成容易達到的目標，使生產人員養成良好的職業素養。管理小組定期檢查，并對生產人員表現進行評分，一段時間展開匯總，讓所有人員加強學習，保障生產線現場處于良好的生產狀態當中。
4.2改善現場生產流程
該企業中4027生產線中存在以下三個方面的問題：第一，工藝程序問題。焊點檢查和芯線浸錫屬于相似操作；打膠工序和PCB板的焊連相似。各類相似功能操作處于不同操作工位當中，未能高效利用操作位的資源，在生產過程中導致搬運重復過多，造成人力和物力等資源的浪費。第二，生產布局問題。各種成形機如內模、外模、Puck和Football等位置處于生產線的外部，導致生產過程出現大量額外搬運工作。同時Puck和Football兩種成型機的安放順序不科學，使產品產生逆向流轉，不但延長了搬運距離，而且還延長了加工時間，使該企業生產效率較低。針對生產線中的各類問題，可使用5W1H及ECRS等技術展開分析，獲取問題解決方案。針對相似操作處于不同工位的問題，主要是焊接、芯線操作時可能產生長度誤差，應在機組端先測量，然后裁剪，保障誤差＜1mm。同時，剪芯線過程可在剝機上開展操作。操作人員接受培訓之后，可將焊接誤差保持＜3mm，這個過程加工誤差＜5mm對產品質量沒有影響，可將類似操作進行合并。對于如何減少操作出現的逆向流轉問題，可找出產生此問題的原因，為生產工藝繁雜和重復。可將此生產線中相似工位加以合并，減少工位數量，進而降低搬運過程的距離。針對原始生產線布局的問題，可在Offline設置在生產線初始端，按照合并改善的工位，對工藝流程展開設置，從而使生產線中形成穩定流動狀態。先使用Puck，再利用Football形成模型，將這兩個成型機位置交換置于生產線內部，防止出現產品逆向流轉問題[2]。除此之外，在焊點檢查工序中存在兩個相似操作，同時這兩項操作的內容較為簡單，耗時短，是否可將其取消。對于此問題，可先找出焊點檢查整個過程的工作內容，確認焊點中是否被錫全部覆蓋，以及是否存在假焊現象。在此操作之前的焊接操作時，能發現各個焊點中錫覆蓋情況，確認假焊問題。而在下一步的焊接測試的操作過程中，可對焊接質量展開系統化檢驗，可將檢測焊點這道工序取消，簡化生產線流程。經過生產流程的改善，優化了生產線的結構，使生產線中的操作工位減少，由原來的20個減少到14個；同一生產時間段操作工人數量減少了，由原來的20個減少到16人。生產線的效率由原來的65.24%提升至85.24%，生產出一件產品需要的時間從680s減少到510s。由此可以看出，利用工業工程將生產線進行優化，可降低生產過程人員的投入，避免生產中產生大量重復操作，提高生產效率。
4.3使用仿真軟件
在企業裝配除顫儀生產環節，利用Witness軟件展開仿真建模，模擬出生產線的組裝過程，然后展開仿真演示，對特定時間段內組裝產品數量展開分析，并分析組裝設備利用效率等，找出生產過程效率較低的機械，展開優化處理，提升其生產能力。利用IE技術優化生產線，規范生產流程，包括電路和電極組裝、焊接，電池和外殼等組裝流程。首先，定義出建模元素。Part元素指零件處于不同元素間進行移動，通常分為主動、被動兩種形式進入模型的時間間隔；Machine機器元素主要是加工零件，此元素可處于工作、間歇、關閉三種狀態。此模型中分為Single單機和Assembly裝備兩種機器形式。Buffer緩沖元素屬于零件存在區域的元素，不可進行其他操作。其次，將零件的裝備建模。按照模型內不同元素先后順序，確定出設備裝備的順序。由于裝配材料、裝備機械間距較短，因此建模時把這部分定義成緩沖區，促使模型更加簡化。將不同機械操作過程簡化，同時延長操作時間。使模型中裝配時間和實際裝備時間相等。按照企業每天工作時間為8h，每個月工作30d，共計時間240h，按照這個定義將模型簡化。再次，分析仿真模型結果。當指令輸出結束之后，運行模型，待運行之后，將生產線機器使用效率及創配的產品數量等進行分析，通過對5組機器的利用效率觀察發現數值分別為79.86%、88.96%、100%、68.94%、76.53%，可以看出第3臺機械設備處于滿載運行，對設備的耗損非常大，故第3臺機械屬于問題機械。最后，優化系統方案。針對問題機械展開分析，發現其位置位于裝備環節開始部分，對后續器材的裝配可產生較大影響。為降低機械損耗，可增加同一型號的機械，同時保持系統內其他數值不變，運行240h，實踐過后，通過增加同樣型號的機械之后，對機械的利用效率降低到57.28%，同時產品數量也有所提高。通過以上仿真流程可以看出，按照生產線實際生產過程，使用軟件仿真建模。分析仿真數據，可找出問題機械，并通過合理制定改進方案，提升生產機械生產力，提升企業效益[3]。
5結束語
總之，對于當前部分企業生產產品過程中存在的生產線運行問題，導致整體生產力降低的問題，應重點將工業工程中的各項技術應用其中，優化生產線，保障生產過程的平衡，改善生產線存在的各種問題，保持最佳生產狀態，提升企業的經濟效益。
參考文獻：
[1]靳一洲.基于工業工程和Arena的D公司生產線平衡研究[J].內燃機與配件,2019(2):160-162.
[2]田凌峰.基于FLEXSIM的A公司生產線平衡問題優化研究[D].成都:成都理工大學,2017.
[3]申家愷.基于工業工程的H公司整裝生產線改進研究[D].西安:西安工程大學,2015.
作者:任一嘯 沈琦 張嘉偉 單位:中國礦業大學徐海學院
