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充气柜生产线工序重组与平衡研究

赵祝娥、朱乐宁、张继雄 2023/11/2 9:04:18

   (常州博瑞电力自动化设备有限公司,江苏 常州 213000)
  
   摘要:以某企业充气柜装配、焊接及试验产线生产过程为研究对象,践行精益生产理念,运用工业工程技术和生产线平衡等方法对产线进行分析,优化工序资源,设计专用工装器具,促进员工作业标准化,减少非增值活动,提高生产线平衡率,提升企业综合竞争力。
   关键词:工序重组;生产线平衡;标准化作业;非增值活动
  
   问题的提出
   国家电网提出《配电设备一二次融合技术方案》与智能电网建设,旨在提升供电一二次装备的标准化、集成化程度,健全一二次装备联调的体系与标准,提高配电装备的运维质量。实现一二次设备融合面临诸多问题,特别对电力设备生产行业提出的高要求,需要生产厂商在技术与设计方面加强投资,采用自动化程度高的先进设备,持续提升产品质量[1]。
   充气柜作为交流配电网系统核心产品,是电力工业中重要输配电设备,其生产过程需要将负荷开关、断路器、铜排、套管等主要元件安装在半封闭的气箱内,并对气箱后封板进行焊接固定,在装配过程中需穿插机械磨合、机械特性、充气检漏、耐压局放等测试。产线生产存在工序多、工位间多次穿插、工序节拍不一致、生产线平衡率低、员工生产效率低等问题。为进一步降低产品制造成本,提高产能及产品质量,针对生产线运用工业工程技术,通过工序作业价值流分析,实现量产产品的作业标准化、节拍最优化,落实工序重组,降低劳动强度,为生产线均衡化提供依据,最终达到充气柜生产线平衡优化的目的[2]。
   生产现状分析
   现有充气柜生产线主要用于主器件装配、机械磨合测试、机械特性测试、回路电阻测试、气箱封闭焊接、充气检漏、耐压局放测试、柜体合装等工序的自动化生产,通过运用RGV穿梭车自动控制及激光测距定位技术,实现工件在各工位间的自动化流转。该生产线各工序布局如图1所示,共有15道工序,17人,每天产出8台,客户对此产品需求大约为每天10台。整条产线人员工作强度参差不齐,存在较多非增值活动。
  


   图1 优化前各工序布局图
   对各工序采用多次秒表测时法[3],获得优化前的作业时间见表1。
   表1 优化前各工序作业时间
   工序编号 工序名称 作业时间(min) 作业人数
   01 工件上线 15 1
   02 托盘切换 30 1
   03 套管装配 45.5 1
   04 真空断路器装配 46 2
   05 母线装配 19.6 1
   06 机构装配 25 2
   07 磨合测试 32.8 1
   08 机械特性试验/电阻测试 27.8 1
   09 拼接点焊 38 1
   10 自动满焊 27 0
   11 补焊 56.5 1
   12 充气检漏 35 1
   13 气箱合装 27 2
   14 耐压局放 53 1
   15 工件下线 32 1
   多次观测得出补焊工序是瓶颈工位,平均节拍时间(CT)是56.5min。各工位员工每天工作7.5小时,可计算出理想状况下:
   理论日产能=7.5×60/56.5=8<10(台)
   产线的生产能力不满足客户需求,急需提高。
   计算得出满足需求的生产线节拍=450/10=45min。图2为各工序作业时间与需求节拍对比,可直观看出各工序与需求节拍的差距。
  

   图2 各工序作业时间与需求节拍对比
  

   可以看出各工序作业时间与节拍差距较大,瓶颈工序补焊制约着整条产线的效率,导致生产线平生损失率39.8%。
   采用鱼骨图[4]把整个系统分解成人、机、料、法、环五个要素,梳理整个系统的问题,具体如图3。
  

   图3 充气柜生产线鱼骨图
   对生产线分析优化
   3.1工装器具改进
   开发气箱定位工装,以气箱折板及侧板为定位基准,使气箱摆放位置与产线工位固定位置保持一致,确保气箱与滑撬准确快速安装,避免气箱二次翻转,减少非增值活动。
   优化(未完,下一页

  

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