蘇熾龍

摘要 在中國(guó)的制造業(yè)發(fā)展中,目前的大部分企業(yè)都實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化生產(chǎn)。文章就半自動(dòng)化生產(chǎn)模式的特點(diǎn)、發(fā)展進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞半自動(dòng)化流水線要素分析

中圖分類號(hào):TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 半自動(dòng)化生產(chǎn)的概念

工業(yè)在其發(fā)展過程中經(jīng)歷了簡(jiǎn)單協(xié)作、工場(chǎng)手工業(yè)和機(jī)器大工業(yè)三個(gè)階段。目前的制造業(yè)基本上是機(jī)器工業(yè),借助機(jī)器可提高生產(chǎn)效率,純粹的手工作業(yè)幾乎不存在。現(xiàn)在的生產(chǎn)線都是流水線作業(yè),流水線生產(chǎn)線可分為全自動(dòng)生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線。全自動(dòng)生產(chǎn)線是指產(chǎn)品的輸入到輸出完全由機(jī)器進(jìn)行,人只起到一個(gè)監(jiān)控的作用。半自動(dòng)生產(chǎn)線是指人和機(jī)器分工合作,機(jī)器主要負(fù)責(zé)繁重的加工,人起輔助的作用,如上下料、轉(zhuǎn)移物料、檢查等。目前,我國(guó)大部分企業(yè)都是實(shí)行半自動(dòng)的流水線生產(chǎn)。

2 半自動(dòng)化生產(chǎn)在我國(guó)的現(xiàn)狀

國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的制造業(yè)紛紛向全自動(dòng)生產(chǎn)上轉(zhuǎn)移,但到中國(guó)進(jìn)行投資辦廠,所用的設(shè)備技術(shù)卻不是最先進(jìn)的,最多的還是使用半自動(dòng)化的模式。分析其原因,技術(shù)保護(hù)固然是一方面,但最重要的還是從中國(guó)國(guó)情和成本上考慮。

我國(guó)人口眾多,市場(chǎng)廣闊,勞務(wù)成本相對(duì)便宜,國(guó)外企業(yè)正是考慮到這些因素才紛紛來中國(guó)投資。忽略便宜的勞務(wù)成本,而搬用昂貴的全自動(dòng)化生產(chǎn)線模式無疑是本末倒置。另外缺少專業(yè)的設(shè)備維護(hù)人員也會(huì)使設(shè)備管理成本大大提高。因此國(guó)外的很多先進(jìn)設(shè)備進(jìn)入到國(guó)內(nèi)都被重新設(shè)計(jì)分解成若干部分,分由不同的人員去操作管理。國(guó)內(nèi)自己的制造企業(yè)由于局限于整體機(jī)器制造水平的不足,同時(shí)也考慮成本的問題,也基本上采用半自動(dòng)化生產(chǎn)線。

3 半自動(dòng)化生產(chǎn)的特點(diǎn)

半自動(dòng)化生產(chǎn)線就是由人和自動(dòng)設(shè)備組成的生產(chǎn)流水線。生產(chǎn)流水線是指勞動(dòng)對(duì)象按照一定的工藝路線,順序地通過各個(gè)工作中心,并按照一定的生產(chǎn)速度(節(jié)拍)完成作業(yè)。其基礎(chǔ)是由設(shè)備、工作地和傳送裝置構(gòu)成的設(shè)施系統(tǒng)。

半自動(dòng)化生產(chǎn)的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)線離不開人。人在生產(chǎn)線中的作用如果細(xì)分到每一個(gè)工序、每一臺(tái)設(shè)備,人主要負(fù)責(zé)上料、下料、品質(zhì)檢查、半成品轉(zhuǎn)移、成品裝車。半自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備一般為自動(dòng)設(shè)備(狹義上應(yīng)該叫半自動(dòng)設(shè)備),按照設(shè)定好的工序,相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行該工序的加工。為了簡(jiǎn)化設(shè)備,降低投資,加工前的上料、加工后的下料和加工后的尺寸檢查都交由該工序的操作工人進(jìn)行。生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)速度以生產(chǎn)出一個(gè)產(chǎn)品的時(shí)間來描述,我們稱為CT(生產(chǎn)節(jié)拍),單位一般為秒。對(duì)于現(xiàn)代的生產(chǎn)流水線,生產(chǎn)速度都很快。像汽車減震器生產(chǎn)線,CT可以達(dá)到8秒。

4 半自動(dòng)化生產(chǎn)的各要素分析

工序設(shè)定是半自動(dòng)化生產(chǎn)的一個(gè)重要要素。根據(jù)產(chǎn)品的制造工藝設(shè)定生產(chǎn)工序,根據(jù)產(chǎn)品的產(chǎn)量設(shè)定CT。CT也反過來影響工序的設(shè)定。所謂工序是指在一個(gè)工作地點(diǎn),對(duì)一個(gè)或一組工件所連續(xù)完成的那部分工藝過程。工序可以合并也可以分割。工序分割是為了降低CT,增加產(chǎn)量,但會(huì)增加要員;工序合并是為了改善各工序的不平衡,把CT過低的工序的CT提高,減少要員。如果某工序已經(jīng)設(shè)定為一個(gè)工人操作一臺(tái)設(shè)備,那么該工序就不能再分割了,但可以和其它工序合并。所以設(shè)備CT決定了工序CT,而工序CT決定了生產(chǎn)線CT,所有工序中最慢的工序的CT就是生產(chǎn)線CT。

設(shè)備CT由MT(機(jī)器時(shí)間)和HT(人工時(shí)間)相加組成。MT是機(jī)械自動(dòng)加工的時(shí)間,即從機(jī)器啟動(dòng)的瞬間到機(jī)器自動(dòng)加工完后停止的瞬間。HT是人工操作的時(shí)間。半自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)備并非全自動(dòng)設(shè)備,離不開人的操作,如人工把工件放置在設(shè)備上并按“啟動(dòng)按鈕”、人工把加工完的工件從設(shè)備上取出并放置到中轉(zhuǎn)臺(tái)上等。如果該工序有多臺(tái)設(shè)備,還包括人走動(dòng)的時(shí)間。MT由機(jī)器和加工參數(shù)決定。對(duì)于非標(biāo)類的機(jī)器,加工時(shí)機(jī)器的整體狀態(tài),如動(dòng)作的設(shè)置、夾緊方式、動(dòng)作延時(shí)、機(jī)器裝配精度等決定了MT。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)類設(shè)備,如數(shù)控車床等,編制的加工程序起主要決定作用,當(dāng)然機(jī)器本身的性能也會(huì)制約程序的編制從而影響MT。在新生產(chǎn)線上馬的時(shí)候,要考慮瓶頸工序的CT,某些連續(xù)的CT較短的工序可以整合在一臺(tái)設(shè)備上,這樣做設(shè)備MT雖然提高了,但不影響生產(chǎn)線CT,而且減少了設(shè)備數(shù)量和操作工步。HT由人的熟練度和設(shè)備設(shè)置、工序設(shè)置的合理性決定。設(shè)置合理的設(shè)備、工序能降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,也不會(huì)造成工人有過余的空閑時(shí)間。工人能快速、不費(fèi)功夫地放置、取出工件,然后可以按順序地操作工序上的設(shè)備而不需要閑等,這樣的設(shè)備和工序設(shè)定就是最合理的。

合理的工序設(shè)定就是提高生產(chǎn)線的“編成效率”。編成效率是“所有工序的CT的和”與“所有工序的CT都等于生產(chǎn)線CT時(shí)的和”的比值。也就是說如果設(shè)定的各工序CT都一致,那么工序CT就等于生產(chǎn)線CT,編成效率就是100% 。那是最理想的狀態(tài),實(shí)際上很難達(dá)到。但工序設(shè)定的目標(biāo)就是朝100%去努力,通過工序合并,改善設(shè)備操作性,改善平面布置等方法提高編成效率。

在半自動(dòng)化生產(chǎn)中還有一個(gè)不可忽視的因素是“稼動(dòng)率”。稼動(dòng)率是指設(shè)備在所能提供的時(shí)間內(nèi)為了創(chuàng)造價(jià)值而占用的時(shí)間所占的比重。影響稼動(dòng)率的最大因素是設(shè)備停止時(shí)間,包括更換機(jī)種、設(shè)備異常停止及修復(fù)時(shí)間。所以設(shè)計(jì)合理、精度高、故障少的設(shè)備非常重要。對(duì)于機(jī)種更換,目標(biāo)是機(jī)種通用,不需更換。如果不行,更換的夾具數(shù)量要盡可能少,并能一次裝夾、不需調(diào)整。這就需要新設(shè)備上馬時(shí)對(duì)設(shè)備仕樣考慮周全。要減少設(shè)備的故障率,首先要找有實(shí)力的制造廠家設(shè)計(jì)制造,其次要做好設(shè)備管理,包括生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)的日常點(diǎn)檢和保全部門的定期設(shè)備檢修。

品質(zhì)是企業(yè)的生命。在半自動(dòng)化生產(chǎn)中,大部分的工序的品質(zhì)檢查是通過人工進(jìn)行的。讓設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行外觀、尺寸等的品質(zhì)檢查理論上可行,但相應(yīng)的在硬件上的投入和管理費(fèi)用將非常大。所以人在生產(chǎn)中就扮演了非常重要的作用。作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行、人的責(zé)任心的教育不可忽略。另外為防止人為疏忽造成的工序飛躍、重復(fù)加工等情況,在設(shè)備上要設(shè)置防錯(cuò)裝置,當(dāng)疏忽發(fā)生時(shí),防錯(cuò)裝置發(fā)出警報(bào)提醒工人。

成本關(guān)系到企業(yè)的生存。為了節(jié)省設(shè)備投資,一般在生產(chǎn)線能力擴(kuò)容的時(shí)候,會(huì)首先考慮在原有生產(chǎn)線上進(jìn)行。如通過提高稼動(dòng)率的方法,通過降低CT的方法。降低CT的方法包括:對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造;對(duì)工序進(jìn)行分割;增加要員;對(duì)瓶頸設(shè)備再購(gòu)買。盡可能把原有生產(chǎn)線提升到最大的能力。只有達(dá)到了極限能力,才考慮新增一條生產(chǎn)線。因?yàn)樾略鲆粭l生產(chǎn)線,設(shè)備投資、廠房投資、要員都幾乎在原有基礎(chǔ)上翻倍,會(huì)造成能力過剩、成本上升。

5 半自動(dòng)化生產(chǎn)的發(fā)展

雖然半自動(dòng)化生產(chǎn)的模式目前比較符合我國(guó)的制造業(yè)。但全自動(dòng)的機(jī)器生產(chǎn)模式是一種趨勢(shì)。自動(dòng)化的發(fā)展并不是一步到位,在企業(yè)內(nèi)部可以從生產(chǎn)線的某些工序開始嘗試,通過增加簡(jiǎn)單的裝置或者在新設(shè)備上馬時(shí)改變?cè)O(shè)備仕樣,實(shí)現(xiàn)某些工序無人化操作?；旌闲偷纳a(chǎn)線可以把勞務(wù)成本和投資成本控制在更為合理的平衡狀態(tài)。不斷改進(jìn)的生產(chǎn)線在給企業(yè)降低成本的同時(shí)也不斷累積企業(yè)的技術(shù)力量。