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摘 要：动作分析法是实施生产线改善的一种重要方法。以某公司车身射频控制器组装生产线为研究对象，运用方法时间测量法（MTM）测定了生产线瓶颈工位的作业时间，分析发现生产操作过程中的问题点，针对组装生产线的瓶颈，提出动作分析的改善措施，降低了产线节拍，改善了操作工的劳动强度，提升了整条生产线的产能和生产效率。
关键词：工作研究；方法时间测量法（MTM）；瓶颈工位
中图分类号：TH16 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-171-3
0 引言
某公司是一家中德合资的汽车零部件生产企业，主要从事汽车控制器相关的零部件开发和生产的相关业务。车身射频控制器产品项目是从德国引进，项目从立项到批产时间节点紧凑，对于设备和过程工艺开发，完全参考和复制德国公司的产线设计概念，没有对其工艺过程进行进一步的研究，导致该生产线在量产后，生产线瓶颈突出，产线平衡不高。量产初期客户需求不高的情况下，产线的产能能够满足，到了批产一年后，由于市场需求旺盛，客户需求大幅上升，产线的产能不能满足客户的需求，产线工人需要经常加班，增加了企业的生产成本。因此，需要对现有的生产线进行了分析，找出其主要的影响因素，并采取改善措施，提高产能。
在整个分析和改善的过程中，主要应用了工作分析的相关理论。针对车身射频组装线的瓶颈工位进行程序分析、操作分析和动作分析三个步骤，采用ECRS分析法（消除、合并、重组、简化），對产线的布局进行优化，减少操作员的走动和身体移动；对物料的来料进行定义，规范物料的摆放，标准化操作的步骤；同时通过MTM（methods time measurement，方法时间测量）测量，分析了操作工的动素，减少操作的无效动作，提高了工作效率；同时结合MTM测量和人机工程的相关理论，对相关的生产设备进行了改进，有效缩短了设备的节拍，改善了操作。
1 生产线存在的问题分析
该组装产线目前是一条专用生产线，只生产车身射频控制器。射频控制器的生产过程包含两个主要的制程工艺，前道电子元器件贴片工艺段和后道组装测试段。贴片工艺段属于标准工艺，由公司其他的生产部门直接供应贴好元器件的电路板。组装测试线的设备都由非标的设备组成，也是这次组装线改善的对象。
根据IE部门测定的工位节拍，从图2可以看出，产线的节拍第一瓶颈是3号操作员的操作时间32.6秒，第二瓶颈是1号工位电路板压接的节拍18.4秒。3号操作员以人工作业为主，存在很大的改善空间，而且在产量需求上升时，可以通过额外增加一个人手的办法，分担3号操作工的工作。但是1号工位为单人单设备的工作节拍，必须采取改善措施，有效降低该工位的节拍。故分析重点选择分析3号操作工和1号工位。
首先针对所有的工位做了工艺流程分析，发现了以下的一些问题
①产线的布局不合理，导致了过多的走动；3号操作工在工位间的移动距离超过3米，每回合操作中，都包含无效的移动时间3秒以上；②设备和物料架尺寸过大，增加了操作工的移动；3号操作工在组装产品时，需要隔着两台设备拿取上盖和电路板半成品；完成测试的产品，从功能测试到下一个标签工位，需要3号操作工带着产品移动过去；1号操作工每回合操作需要拿取3件物料，但是物料箱距离不合理；拿取电路板需要踮脚往前；拿取弹簧需要转身并弯腰拿取，拿取底盖时，需要转身移动拿取；③存在多余的动作；3号操作工在操作过程中需要执行打点标识的工作，该动作只是批产初期为了标识目视检查过焊接点位置。
其次按照动作经济性的4条基本规则，对该产线的1号工位的每个动素进行分析。
1号工位为电路板压装工位，操作员将电路板、底盖和弹簧天线完成预装配，放入设备后，设备自动完成电路板和连接器端子的压接，并在底盖上激光打码，便于后续工位的产品追溯。其作业要点如下：
①左手从周转箱拿取底盖，右手从另一个周转箱拿取弹簧天线，在手中完成两者的预装配，并放置到操作平台上；②右手拿取电路板，送到扫描枪处，调整角度，读取电路板上的二维码；③双手完成底盖和电路板的预装配；④左手翻转打开设备的夹具，并取出完成的产品，放到下一个工位；⑤右手放入预装配好的产品，并翻转关闭夹具；⑥双手同时按压启动按钮，关闭设备安全门；⑦设备自动完成压接和激光打码。
1号工位的动作因素分析下如表：
在对1号工位进行分析时，运用5W1H提问技术对该工位的作业内容、作业方法、操作者、作业地点、作业时间进行提问、分析，结果发现以下问题：
①从左侧拿取底盖后，需要换到右手在进行装配；②拿取弹簧需要调整方向；③拿取PCBA需要调整方向；④拿取整板周转盘需要调整方向；⑤需要操作并保持双手开关；⑥需要在放置好产品后，手动翻转压壳工装；⑦需要移动到下个工位，并放置产品；⑧在扫描电路板上的二维码时，需要调整电路板的放置位置。
2 生产线改善方案设计和实施
在坚持工作经济性原则和ECRS四大原则基础上，对该工位进行改善。具体包括以下方面：
2.1 改变产线的布局
经过重新地产线布局，产线从L型改成U型，3号操作工本来负责3个工位的操作，每回合需要移动4米，在改善后，每回合移动距离降低到1米内，大部分工作依靠转身就能够完成。压壳设备改造，直接放置在功能测试操作面多余的面积上，有效减小了设备的尺寸，减少了3号操作工的移动距离。
2.2 简化工作流程，去除多余动作
取消3号操作员检查焊点后，做打点标识的动作。操作工之间的半成品物料传递，由之前的人工移动送到固定位置，改成滑轨传递，完成加工的产品只需要放入滑轨，就可以滑到下一个工位操作位置。
2.3 改善现场的布置，标准化物料的放置
1号工位第一颗物料是底盖，由于底盖料架太高，造成零件搬运距离远，劳动强度大。我们修改了底盖料架的结构，使之前水平放置的料架改成面向操作员倾斜放置，修改后，操作员伸手既可以拿取。 1号工位第二颗物料是弹簧，之前是混装在物料箱上线，弹簧之间容易缠在一起，并且方向也经常颠倒，操作员不容易分开弹簧，也不容易拿取弹簧。我们通知弹簧供应商修改了弹簧的包装，弹簧采用塑料托盘定向放置，这样的改善后，操作员容易拿取弹簧，弹簧的上料方向也不需要额外的调整。
1号工位第三课物料是电路板，电路板采用了塑料托盘从内部车间供应，但是电路板没有定义在托盘内的放置方向，操作工拿取后，经常需要180度调整电路板方向；每个周转箱内存放6组托盘，托盘间的放置也没有定义方向，需要在操作时调整；用完的托盘没有定义放置位置，需要操作员转身放置到物料架后面。我们通过改善活动，定义了周转箱的放入料架的方向，托盘在周转箱内的放置方向，电路板在托盘内的放置方向，这样的定置管理后，操作员拿取电路板无须额外的动作。用完的托盘直接放入到改造后的物料架下方存放处，累计到6个空的托盘，放入用完的周转箱即可，无须多余的移动，减少操作的波动。
2.4 改善设备，轻松动作
拿取电路板后，首先需要读取电路板上的二维追溯码，扫描枪安装在下方，操作员在放置电路板时，由于看不见扫描枪，导致位置放置不准，经常需要调整位置；我们在扫描枪上方制作了电路板的放置支架，用于定位电路板的放置，保证每次电路板都放置在相同的位置，扫描枪可以一次准确读取。
2.5 改进设备，增加自动化程度
操作员在把预装电路板放入夹具后，需要手动翻转上工装，保证上下压接工装粗定位；经过设备内部结构改造，直接固定上工装，下工装采用马达移动，减少了翻转工装的动作。
安装完弹簧和底盖的电路板被人工放入设备准备压接和激光打码，为了安全起见，操作员需要双手操作机械式启动按钮，保证安全门关闭后，才能放手，进行下一个产品的操作。我们修改了设备的结构，取消了机械式雙手开关，增加了光电开关和安全光幕，操作工的动作简化成放入产品后，触碰光电开关后，即可进行下一个产品的操作，设备自动关闭安全门，并进行后续的动作，安全光幕可以保证设备的操作安全。
3 改善效果评估
通过实施以上的改善活动，该瓶颈工位的节拍从32.6秒降到了19.9秒，单班计划产出从960个提升到1600个，生产效率提高了66.7%；通过对产线设备布局的调整，节省了20%左右的场地空间。以上的重点改善指标，折合到单件产品，可以降低每个产出品的制造成本3.3元。
同时由于产线的5S、目视管理和定制管理实施后，产线的现场环境得到很大的改观，生产现场变得更加整洁，工位间的物料传递更加顺畅，也减少了物料传递落地的报废。设备的自动化程度提高，有效降低了操作工的劳动强度。
4 总结
生产线的设计水平往往直接影响企业的生产能力，特别是不少生产线常常因为一个或几个瓶颈工位影响了生产线的整体能力。改进瓶颈工位作业，降低生产线节拍，不断提高生产线的效率和产能成了企业改造流水线生产方式的重点。本文针对某公司射频控制器生产线存在的问题，运用动作分析的理论方法对瓶颈工位进行分析和改善，只用了很少的费用，就使生产线的节拍降低了接近13秒，大幅提升了生产效率。
动作分析的最终目的就是通过分析识别生产过程中和人员操作中的非必要活动，进一步采取措施减少或者消灭无效的时间。在产线概念设计阶段，就引入工业工程的方法对现场进行分析模拟，尽量减少非必要的活动，可以有效减少后续生产和改进的成本。
参 考 文 献
[1] 易树平，蒋祖华，陈友玲.工作研究与人因工程[M].清华大学出版社，2011.
[2] 顾涛，周炳海.动作分析法在缸体生产线平衡改善中的应用[J].机械制造，2009（8）：54-57.
[3] 李琴，李泽，蓉卿馨予，文忠波.工作研究在装配生产线改善中的应用[J].现代制造工程，2011（6）：93-96.
[4] 容芷君，张国军，钱欣.基于MOD法的产线工艺平衡率改进[J].物流工程与管理，2011（4）.
[5] 杰弗里K.宾图.项目管理[M].机械工业出版社，2010.
关键词：工作研究；方法时间测量法（MTM）；瓶颈工位
中图分类号：TH16 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）27-171-3
0 引言
某公司是一家中德合资的汽车零部件生产企业，主要从事汽车控制器相关的零部件开发和生产的相关业务。车身射频控制器产品项目是从德国引进，项目从立项到批产时间节点紧凑，对于设备和过程工艺开发，完全参考和复制德国公司的产线设计概念，没有对其工艺过程进行进一步的研究，导致该生产线在量产后，生产线瓶颈突出，产线平衡不高。量产初期客户需求不高的情况下，产线的产能能够满足，到了批产一年后，由于市场需求旺盛，客户需求大幅上升，产线的产能不能满足客户的需求，产线工人需要经常加班，增加了企业的生产成本。因此，需要对现有的生产线进行了分析，找出其主要的影响因素，并采取改善措施，提高产能。
在整个分析和改善的过程中，主要应用了工作分析的相关理论。针对车身射频组装线的瓶颈工位进行程序分析、操作分析和动作分析三个步骤，采用ECRS分析法（消除、合并、重组、简化），對产线的布局进行优化，减少操作员的走动和身体移动；对物料的来料进行定义，规范物料的摆放，标准化操作的步骤；同时通过MTM（methods time measurement，方法时间测量）测量，分析了操作工的动素，减少操作的无效动作，提高了工作效率；同时结合MTM测量和人机工程的相关理论，对相关的生产设备进行了改进，有效缩短了设备的节拍，改善了操作。
1 生产线存在的问题分析
该组装产线目前是一条专用生产线，只生产车身射频控制器。射频控制器的生产过程包含两个主要的制程工艺，前道电子元器件贴片工艺段和后道组装测试段。贴片工艺段属于标准工艺，由公司其他的生产部门直接供应贴好元器件的电路板。组装测试线的设备都由非标的设备组成，也是这次组装线改善的对象。
根据IE部门测定的工位节拍，从图2可以看出，产线的节拍第一瓶颈是3号操作员的操作时间32.6秒，第二瓶颈是1号工位电路板压接的节拍18.4秒。3号操作员以人工作业为主，存在很大的改善空间，而且在产量需求上升时，可以通过额外增加一个人手的办法，分担3号操作工的工作。但是1号工位为单人单设备的工作节拍，必须采取改善措施，有效降低该工位的节拍。故分析重点选择分析3号操作工和1号工位。
首先针对所有的工位做了工艺流程分析，发现了以下的一些问题
①产线的布局不合理，导致了过多的走动；3号操作工在工位间的移动距离超过3米，每回合操作中，都包含无效的移动时间3秒以上；②设备和物料架尺寸过大，增加了操作工的移动；3号操作工在组装产品时，需要隔着两台设备拿取上盖和电路板半成品；完成测试的产品，从功能测试到下一个标签工位，需要3号操作工带着产品移动过去；1号操作工每回合操作需要拿取3件物料，但是物料箱距离不合理；拿取电路板需要踮脚往前；拿取弹簧需要转身并弯腰拿取，拿取底盖时，需要转身移动拿取；③存在多余的动作；3号操作工在操作过程中需要执行打点标识的工作，该动作只是批产初期为了标识目视检查过焊接点位置。
其次按照动作经济性的4条基本规则，对该产线的1号工位的每个动素进行分析。
1号工位为电路板压装工位，操作员将电路板、底盖和弹簧天线完成预装配，放入设备后，设备自动完成电路板和连接器端子的压接，并在底盖上激光打码，便于后续工位的产品追溯。其作业要点如下：
①左手从周转箱拿取底盖，右手从另一个周转箱拿取弹簧天线，在手中完成两者的预装配，并放置到操作平台上；②右手拿取电路板，送到扫描枪处，调整角度，读取电路板上的二维码；③双手完成底盖和电路板的预装配；④左手翻转打开设备的夹具，并取出完成的产品，放到下一个工位；⑤右手放入预装配好的产品，并翻转关闭夹具；⑥双手同时按压启动按钮，关闭设备安全门；⑦设备自动完成压接和激光打码。
1号工位的动作因素分析下如表：
在对1号工位进行分析时，运用5W1H提问技术对该工位的作业内容、作业方法、操作者、作业地点、作业时间进行提问、分析，结果发现以下问题：
①从左侧拿取底盖后，需要换到右手在进行装配；②拿取弹簧需要调整方向；③拿取PCBA需要调整方向；④拿取整板周转盘需要调整方向；⑤需要操作并保持双手开关；⑥需要在放置好产品后，手动翻转压壳工装；⑦需要移动到下个工位，并放置产品；⑧在扫描电路板上的二维码时，需要调整电路板的放置位置。
2 生产线改善方案设计和实施
在坚持工作经济性原则和ECRS四大原则基础上，对该工位进行改善。具体包括以下方面：
2.1 改变产线的布局
经过重新地产线布局，产线从L型改成U型，3号操作工本来负责3个工位的操作，每回合需要移动4米，在改善后，每回合移动距离降低到1米内，大部分工作依靠转身就能够完成。压壳设备改造，直接放置在功能测试操作面多余的面积上，有效减小了设备的尺寸，减少了3号操作工的移动距离。
2.2 简化工作流程，去除多余动作
取消3号操作员检查焊点后，做打点标识的动作。操作工之间的半成品物料传递，由之前的人工移动送到固定位置，改成滑轨传递，完成加工的产品只需要放入滑轨，就可以滑到下一个工位操作位置。
2.3 改善现场的布置，标准化物料的放置
1号工位第一颗物料是底盖，由于底盖料架太高，造成零件搬运距离远，劳动强度大。我们修改了底盖料架的结构，使之前水平放置的料架改成面向操作员倾斜放置，修改后，操作员伸手既可以拿取。 1号工位第二颗物料是弹簧，之前是混装在物料箱上线，弹簧之间容易缠在一起，并且方向也经常颠倒，操作员不容易分开弹簧，也不容易拿取弹簧。我们通知弹簧供应商修改了弹簧的包装，弹簧采用塑料托盘定向放置，这样的改善后，操作员容易拿取弹簧，弹簧的上料方向也不需要额外的调整。
1号工位第三课物料是电路板，电路板采用了塑料托盘从内部车间供应，但是电路板没有定义在托盘内的放置方向，操作工拿取后，经常需要180度调整电路板方向；每个周转箱内存放6组托盘，托盘间的放置也没有定义方向，需要在操作时调整；用完的托盘没有定义放置位置，需要操作员转身放置到物料架后面。我们通过改善活动，定义了周转箱的放入料架的方向，托盘在周转箱内的放置方向，电路板在托盘内的放置方向，这样的定置管理后，操作员拿取电路板无须额外的动作。用完的托盘直接放入到改造后的物料架下方存放处，累计到6个空的托盘，放入用完的周转箱即可，无须多余的移动，减少操作的波动。
2.4 改善设备，轻松动作
拿取电路板后，首先需要读取电路板上的二维追溯码，扫描枪安装在下方，操作员在放置电路板时，由于看不见扫描枪，导致位置放置不准，经常需要调整位置；我们在扫描枪上方制作了电路板的放置支架，用于定位电路板的放置，保证每次电路板都放置在相同的位置，扫描枪可以一次准确读取。
2.5 改进设备，增加自动化程度
操作员在把预装电路板放入夹具后，需要手动翻转上工装，保证上下压接工装粗定位；经过设备内部结构改造，直接固定上工装，下工装采用马达移动，减少了翻转工装的动作。
安装完弹簧和底盖的电路板被人工放入设备准备压接和激光打码，为了安全起见，操作员需要双手操作机械式启动按钮，保证安全门关闭后，才能放手，进行下一个产品的操作。我们修改了设备的结构，取消了机械式雙手开关，增加了光电开关和安全光幕，操作工的动作简化成放入产品后，触碰光电开关后，即可进行下一个产品的操作，设备自动关闭安全门，并进行后续的动作，安全光幕可以保证设备的操作安全。
3 改善效果评估
通过实施以上的改善活动，该瓶颈工位的节拍从32.6秒降到了19.9秒，单班计划产出从960个提升到1600个，生产效率提高了66.7%；通过对产线设备布局的调整，节省了20%左右的场地空间。以上的重点改善指标，折合到单件产品，可以降低每个产出品的制造成本3.3元。
同时由于产线的5S、目视管理和定制管理实施后，产线的现场环境得到很大的改观，生产现场变得更加整洁，工位间的物料传递更加顺畅，也减少了物料传递落地的报废。设备的自动化程度提高，有效降低了操作工的劳动强度。
4 总结
生产线的设计水平往往直接影响企业的生产能力，特别是不少生产线常常因为一个或几个瓶颈工位影响了生产线的整体能力。改进瓶颈工位作业，降低生产线节拍，不断提高生产线的效率和产能成了企业改造流水线生产方式的重点。本文针对某公司射频控制器生产线存在的问题，运用动作分析的理论方法对瓶颈工位进行分析和改善，只用了很少的费用，就使生产线的节拍降低了接近13秒，大幅提升了生产效率。
动作分析的最终目的就是通过分析识别生产过程中和人员操作中的非必要活动，进一步采取措施减少或者消灭无效的时间。在产线概念设计阶段，就引入工业工程的方法对现场进行分析模拟，尽量减少非必要的活动，可以有效减少后续生产和改进的成本。
参 考 文 献
[1] 易树平，蒋祖华，陈友玲.工作研究与人因工程[M].清华大学出版社，2011.
[2] 顾涛，周炳海.动作分析法在缸体生产线平衡改善中的应用[J].机械制造，2009（8）：54-57.
[3] 李琴，李泽，蓉卿馨予，文忠波.工作研究在装配生产线改善中的应用[J].现代制造工程，2011（6）：93-96.
[4] 容芷君，张国军，钱欣.基于MOD法的产线工艺平衡率改进[J].物流工程与管理，2011（4）.
[5] 杰弗里K.宾图.项目管理[M].机械工业出版社，2010.