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摘要：文章从工业工程概念出发，从生产线优化意义及使用的具体方法做出介绍，以具体企业生产线为例，分析了生产线中存在的问题，并基于工业工程，提出优化现场管理、生产流程、仿真软件等方面的具体应用措施。
关键词：工业工程；生产线；优化应用
社会发展，使人们各类工业的生产线生产水平有了更高要求。工业工程在生产线优化过程中的应用，可优化企业生产环境，降低生产成本投入，提升企业竞争优势。基于此，企业在生产线优化过程中，应重点提升生产人员对相关技术的应用，按照实际生产标准优化配置生产流程，以规范的生产流程，提高生产线生产效率。
1工业工程概念
工业工程起源于美国，历经多年发展之后形成集管理、系统、人机工程、运筹等学科于一体的综合学科，并在工业生产中取得了广泛应用。工业工程指的是利用人员、机械、材料、信息及各种能源等结合成的系统展开设计，使用相关技术和方法，对工程技术加以改善，获得整个系统运行可行性的方案。当前在生产方式的逐渐发展下，工业工程在力求生产出更多高品质的产品的同时，致力于提升生产者的工作幸福感，展现出其中的人文情怀。总之，工业工程的核心内容就是各类科学方法提升生产效率，提升企业经济效益[1]。
2生产线优化内容
2.1意义
生产线的优化指的是将生产线中各个工序及生产工位中的生产内容加以调整，最大化减小不同生产作业存在的时间间隔，最终达到不同工位平衡生产的目标。对生产线进行优化，可改变企业的生产环境，促使不同的生产工位均衡作业，降低生产者的劳动强度，缩短物料等待时间及在特殊生产步骤耗费的时间，提高生产线效率的同时，缩短产品的生产周期，对企业的经济具有至关重要的意义。
2.2方法
通常影响企业生产线工作的原因主要分为三种类型：第一，不同工位存在负荷不均现象；第二，生产者的技能水平；第三，设备运行状况。对于重点工位、生产难度系数高的工位可将此部分生产内容分解，并将其和简单操作内容优化重组，使整个生产线可均衡负荷。对于生产者技能问题，可通过培训提升人员水平，保障人员的造作和生产线的生产流程协调配合。针对生产难度系数大的工位，可使用多个生产人员互相配合的方式，提升工作效率。通过生产者和生产机械的高效配合，提升生产线的效率。
3企业生产线运行现状
3.1企业概况
该企业主要生产医疗器材，生产车间4500m2，共有员工1000人，主要生产血糖仪、除颤仪和护理仪等，还生产各种医疗设备应用的接线、传感器及导管等。随着市场需求逐渐上升，企业表现出设备低生产率的问题。为解决企业生产线存在的问题，应利用工业工程技术，优化生产流程，提高生产效率，促使企业经济发展。
3.2生产线问题
企业在生产过程中，主要表现为以下问题：第一，在生产人员方面，经了解不同操作工生产技能存在差异，同时生产过程还伴有态度消极问题。通过分析，主要原因是人员在上岗之前未能对其技能掌握情况展开系统培训，同时生产过程缺乏考核与监督。第二，在生产设备方面，常出现无预兆性停止工作现象，导致生产工作受到影响。同时在生产线中还存在设备空置现象，未能高效利用。产生这种问题的原因是机器的维护人员没有及时对设备进行保养，导致生产过程人机配合效率低。第三，在生产材料上，常出现质量不合格的材料，对产品质量造成影响。材料供应不连续，使生产中断。加工过程材料使用不规范，出现浪费现象，使生产成本过高。在生产过程中，生产流程衔接不好，导致生产线生产秩序混乱，使产品生产存在各种浪费现象。第四，在生产车间环境方面，对空调系统利用不合理，导致车间环境温度和湿度不达标。同时，医疗器械属于精细设备生产，要求车间的环境温度、湿度均要满足有关标准，但经调查发现，二者达标率偏低。
4工业工程在该企业生产线优化中的应用
4.1优化现场管理
经调查，该企业在生产线上存在人员防护用具穿着、设备维护和保养、物品摆放、标准施工流程、生产废料处理等方面的问题，对此可应用IE成立生产现场管理组，定期开展巡逻和检查，发现问题时使用头脑风暴、ECRS等方法加以总结。然后针对具体问题使用PDCA展开管理，并将相关问题纳入到管理人员的绩效考核当中，避免再次发生。例如：可使用5S管理理念对生产线操作工、生产机械、生产材料、生产方法及各类生产要素等展开针对性管理。在应用初期，要加强监督，确保各个生产人员具有良好的生产意识，结合企业当前生产线生产情况，制定有效的管理目标，并将目标按照重要性分类，先完成容易达到的目标，使生产人员养成良好的职业素养。管理小组定期检查，并对生产人员表现进行评分，一段时间展开汇总，让所有人员加强学习，保障生产线现场处于良好的生产状态当中。
4.2改善现场生产流程
该企业中4027生产线中存在以下三个方面的问题：第一，工艺程序问题。焊点检查和芯线浸锡属于相似操作；打胶工序和PCB板的焊连相似。各类相似功能操作处于不同操作工位当中，未能高效利用操作位的资源，在生产过程中导致搬运重复过多，造成人力和物力等资源的浪费。第二，生产布局问题。各种成形机如内模、外模、Puck和Football等位置处于生产线的外部，导致生产过程出现大量额外搬运工作。同时Puck和Football两种成型机的安放顺序不科学，使产品产生逆向流转，不但延长了搬运距离，而且还延长了加工时间，使该企业生产效率较低。针对生产线中的各类问题，可使用5W1H及ECRS等技术展开分析，获取问题解决方案。针对相似操作处于不同工位的问题，主要是焊接、芯线操作时可能产生长度误差，应在机组端先测量，然后裁剪，保障误差＜1mm。同时，剪芯线过程可在剥机上开展操作。操作人员接受培训之后，可将焊接误差保持＜3mm，这个过程加工误差＜5mm对产品质量没有影响，可将类似操作进行合并。对于如何减少操作出现的逆向流转问题，可找出产生此问题的原因，为生产工艺繁杂和重复。可将此生产线中相似工位加以合并，减少工位数量，进而降低搬运过程的距离。针对原始生产线布局的问题，可在Offline设置在生产线初始端，按照合并改善的工位，对工艺流程展开设置，从而使生产线中形成稳定流动状态。先使用Puck，再利用Football形成模型，将这两个成型机位置交换置于生产线内部，防止出现产品逆向流转问题[2]。除此之外，在焊点检查工序中存在两个相似操作，同时这两项操作的内容较为简单，耗时短，是否可将其取消。对于此问题，可先找出焊点检查整个过程的工作内容，确认焊点中是否被锡全部覆盖，以及是否存在假焊现象。在此操作之前的焊接操作时，能发现各个焊点中锡覆盖情况，确认假焊问题。而在下一步的焊接测试的操作过程中，可对焊接质量展开系统化检验，可将检测焊点这道工序取消，简化生产线流程。经过生产流程的改善，优化了生产线的结构，使生产线中的操作工位减少，由原来的20个减少到14个；同一生产时间段操作工人数量减少了，由原来的20个减少到16人。生产线的效率由原来的65.24%提升至85.24%，生产出一件产品需要的时间从680s减少到510s。由此可以看出，利用工业工程将生产线进行优化，可降低生产过程人员的投入，避免生产中产生大量重复操作，提高生产效率。
4.3使用仿真软件
在企业装配除颤仪生产环节，利用Witness软件展开仿真建模，模拟出生产线的组装过程，然后展开仿真演示，对特定时间段内组装产品数量展开分析，并分析组装设备利用效率等，找出生产过程效率较低的机械，展开优化处理，提升其生产能力。利用IE技术优化生产线，规范生产流程，包括电路和电极组装、焊接，电池和外壳等组装流程。首先，定义出建模元素。Part元素指零件处于不同元素间进行移动，通常分为主动、被动两种形式进入模型的时间间隔；Machine机器元素主要是加工零件，此元素可处于工作、间歇、关闭三种状态。此模型中分为Single单机和Assembly装备两种机器形式。Buffer缓冲元素属于零件存在区域的元素，不可进行其他操作。其次，将零件的装备建模。按照模型内不同元素先后顺序，确定出设备装备的顺序。由于装配材料、装备机械间距较短，因此建模时把这部分定义成缓冲区，促使模型更加简化。将不同机械操作过程简化，同时延长操作时间。使模型中装配时间和实际装备时间相等。按照企业每天工作时间为8h，每个月工作30d，共计时间240h，按照这个定义将模型简化。再次，分析仿真模型结果。当指令输出结束之后，运行模型，待运行之后，将生产线机器使用效率及创配的产品数量等进行分析，通过对5组机器的利用效率观察发现数值分别为79.86%、88.96%、100%、68.94%、76.53%，可以看出第3台机械设备处于满载运行，对设备的耗损非常大，故第3台机械属于问题机械。最后，优化系统方案。针对问题机械展开分析，发现其位置位于装备环节开始部分，对后续器材的装配可产生较大影响。为降低机械损耗，可增加同一型号的机械，同时保持系统内其他数值不变，运行240h，实践过后，通过增加同样型号的机械之后，对机械的利用效率降低到57.28%，同时产品数量也有所提高。通过以上仿真流程可以看出，按照生产线实际生产过程，使用软件仿真建模。分析仿真数据，可找出问题机械，并通过合理制定改进方案，提升生产机械生产力，提升企业效益[3]。
5结束语
总之，对于当前部分企业生产产品过程中存在的生产线运行问题，导致整体生产力降低的问题，应重点将工业工程中的各项技术应用其中，优化生产线，保障生产过程的平衡，改善生产线存在的各种问题，保持最佳生产状态，提升企业的经济效益。
参考文献：
[1]靳一洲.基于工业工程和Arena的D公司生产线平衡研究[J].内燃机与配件,2019(2):160-162.
[2]田凌峰.基于FLEXSIM的A公司生产线平衡问题优化研究[D].成都:成都理工大学,2017.
[3]申家恺.基于工业工程的H公司整装生产线改进研究[D].西安:西安工程大学,2015.
作者:任一啸 沈琦 张嘉伟 单位:中国矿业大学徐海学院
