U型装配线人员步行路线规划

摘 要：U型装配线人员的步行路线对U型装配线的生产线平衡率以及设备综合效率OEE有重要的作用。该文以生产线平衡的U型装配线人员移动路线图、人体工程学来考虑人员步行路线图为依据做出实验，结合实验结果做出优缺点分析，从而降低员工的劳动强度，减少人员路线安排不当引起的损失。因此在实际生产中，一定要将减低劳动强度放在一个重要的位置。自始至终贯彻精益的思想，不断提高劳动强度，毕竟稳定的熟练工人是公司宝贵的财富，能够使生产计划顺利的执行。

关键词：U型装配线 步行路线 生产线 平衡人体工程学

中图分类号：TG65 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（c）-0108-02

U型装配线因形似英文字母“U”而得名，与其它类型装配线相比，优点是U型装配线空间利用率高，工位之间距离短，减少搬运，首尾相顾，便于实现单件流一；缺点是在人员的安排上相对于困难，人员布局较复杂。

U型装配线人员的步行路线是指操作工人在U性线间的移动路径，决定了生产的节拍、工位作业的分配方式以及每个操作员工的工作量。不同于以往的其他类型的装配线，U型装配线中的员工可以兼顾左右以及后方机器的工作。因此，U型装配线相对于传统的其他类型的装配线，在人员的移动路线上更多样性。操作人员的移动路线可以是直线型、三角形、不规则多边形、交叉型等。

企业在规划U型装配线人员步行路线时都希望节拍越平衡越好，因为如果存在不平衡，为了实现单件流，节拍短的操作员工在每个节拍都要等待节拍长的操作员工，造成生产中的浪费。并且如果工位作业分配不平衡，工作量大的员工容易产生不良情绪，进而影响整条U型装配线的生产连续性以及生产效率。

1 基于生产线平衡的U型装配线人员移动路线图

U型生产线与传统的生产线相比，人员的移动更加灵活，故企业在布局U型线人员的步行路线时，更关注的是人员的节拍时间是否接近，因此，企业目前在布局U型装配线的人员步行路线时，主要考虑生产线的平衡率，方法如下。

1.1 计算客户节拍

客户节拍=有效工作时间/客户需求量

这里假设某公司客户对A产品需求量为3 000件/d，该公司为三班制，每班有半个小时吃饭时间，产线OEE（设备综合效率，Overall Equipment Effectiveness）为75%，则该客户节拍（TT，Takt time）为：

TT ==20.25 S

1.2 作业时间测定

作业时间的测定主要有两种途径，一是秒表测时，为了数据的准确性，应测多组数据，一般建议最少20组，剔除异常值后求平均值即是该工位的人工时间。二是MTM方法，MTM方法是把人的动作分解成多种基本动作，如足动、腿动、转身、伸手、抓、握等基本动作，现在很多大型企业已经开始使用MTM进行时间研究。表1为S公司的作业时间统计表。

其中：工位时间=机器时间+人工时间-重叠时间。

1.3 确定U型线员工人数

为了达到客户要求，生产线的实际节拍不能高于客户节拍，因为一旦高于客户节拍，则不能在规定时间内完成客户的需求。

为此，最少的操作人员数为：

OP≥

故该公司的OP≥ = = 4.65

因此，该U型装配线最少有五名操作员工才能满足客户需求。在实际生产中，各个工位之间还有走动时间，这里暂不予考虑。

1.4 人员路线安排

大部分企业为了提高生产线的平衡率，总是尽可能的让U型线内的操作人员的工作节拍相等，从而最大程度的减少人员能力损失，提高生产线的平衡率，对于企业来说，平衡率越高代表企业的人员损失越少。图1为S公司根据实际的人工时间计算出的给出的人员路线图。

用OP（operator）表示操作员，则：

OP1=19.1s；OP2=19.2s；OP3=18s；OP4=19.9s；OP5=17.9s

理论上，基于上述方法计算出来的U型装配线节拍应该不大于19.9S，然而实际现状却是：（1）很难达到理论上的生产节拍19.9S，实际节拍高达24S；（2）员工离职率高，留不住熟练员工。

通过对实际产线的现场记录分析，发现OP1虽然理论上节拍为19.1s，但实际上因为走动路线涵盖线头线尾，而这两个位置容易受干扰，如满箱后打标签，因此会拉动整条线的节拍，实际节拍平均值为22.4s；OP3和OP4在实际生产中，总是容易碰撞，互相挡道，特别是OP4，因为本身就是节拍时间最长的，当发生碰撞时容易心情急躁，与OP3发生过不愉快，且OP3的平均节拍为23.7s；OP2抱怨腿部特别辛苦。在研究这条线的两个月中，OP2和OP4均离职。

2 基于人体工程学来考虑人员步行路线图

人体工程学研究的是人和机器、环境的的相互作用及其合理结合，使设计的机器和环境系统适合人的生理、心理特点，达到在生产中提高效率以及安全、健康和舒适目的的学科。

因此从人体工学方面考虑，有五个方面在U型装配线人员步行路线时需要考虑。

（1）步行路线不可交叉：在操作人员的工作路线的安排上，交叉一方面容易使工人在工作时存在不必要的安全风险，如碰撞，且容易造成混乱，另一方面存在交叉的步行路线图会降低产线的效率，在实际生产中，应尽可能避免路线交叉情况的出现。

（2）步行与坐姿相结合的原则：步行能够促进腿部静脉的血液循环，舒缓静脉压力，适当消除疲劳。有些U型线中，某一些工位手工操作时间长，一个操作工仅在一个工位工作，这时如果在该工位添加座椅不影响其他工位工作的话，应使该工位为坐姿操作。长时间的站立，会使下肢静脉回流减慢，时间长了容易发生静脉曲张，对工人健康造成危害，因此应尽量避免。因此在实际生产中，要灵活安排，根据实际情况，合理安排步行或是坐姿，避免长期站姿不动工作。

（3）减少侧步走在行走中的比例。在实际的U型生产线中，装配人员的步行路线存在大量的侧身移动，即侧步走，该研究者针对S公司现存的八条U型装配线，选取了十五名装配人员进行分析，这十五名员工男女比例2：1，年纪分布在19～35岁。以25岁左右最多。这十五名操作员在原来的操作路线中，侧步走与正步行走的比例均>1：1；为了对比，重新规划后，工作内容相同，侧步走与正步行走的比例均

（4）转身的次数：频繁的转身会使人产生不适感，因此一个loop中转身的次数要有一个限制。根据生产线特点的不同，转身次数可能需要适当的调整。S公司的要求是1min内转身的次数不超过八次。

（5）不断听取产线员工的建议，不断改进。产线工人是直接作用于U型装配线的，它们因为有实际的接触，有有时候提到的建议非常的有用，为此建议开通员工建议通道，并对于提供优良的建议的员工给予一定的奖励。S公司正是开通了建议通道，因此收到了很多有用的信息。如，如工位ST12和ST13都是纯手工装配，再重新规划步行路线时，员工就建议把ST12的部分装配工作转移到ST13上，使ST13工位的装配时间接近于预期的节拍，这个工位的员工就可以只在这一个工位工作，并负责满箱后的包装等工作。

为此，根据上述的原则重新对该U型装配线人员分配步行路线，如下图2：改进的布局听取了员工的建议，把ST12工位上的部分装配转移到了ST13工位上，使得ST12工位的操作时间变成了10.8s，ST13工位的操作时间变成了18.8s。则新的时间分别为：OP1=19.5s，OP2=19.1s，OP3=17.9s，OP4=18.8s，OP5=18.8s。

改进后消除了原来走动路径中存在的交叉，员工工作时互不干扰。OP1每分钟转身次数为6次，符合标准。OP5坐姿工作，包装时站立。改进后实际测量的整条线的平均节拍为20.2s，符合客户的需求。

3 结语

在U型装配线中，确定人员步行路线时将生产线平衡与人体工程学综合考虑，不能厚此薄彼，一味强调时间上的平衡，而忽略了人体工程学对整个生产上的作用。特别是减轻劳动强度对提高生产效率有至关重要的作用。因此在实际生产中，一定要将减低劳动强度放在一个重要的位置。自始至终贯彻精益的思想，不断提高劳动强度，毕竟稳定的熟练工人是公司宝贵的财富，能够使生产计划顺利的执行。

参考文献

[1] 汪凯.基于精益生产的“一个流”和生产线平衡的研究[J].企业技术与开发，2009，28（8）：135-136.

[2] 孙林岩.人因工程[M].北京：中国科学技术出版社，2003：68-75.

[3] Sanders，MS.Human Factors in Engineering and Design[M]. New York： McGraw Hill，1985.

[4] 丁玉兰.人机工程学[M].北京：北京理工大学出版社，2000.

[5] 岑昊，蔡三发.装配生产线平衡的改善[J].上海管理科学，2005（5）：16-17.