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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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