汽车座椅滑轨装配生产线精益改善研究

赵培杰，降皓鉴

（广汽零部件有限公司技术中心，广州 511441）

0 引言

受中美经贸摩擦、新能源补贴退坡、全球疫情等因素的影响，我国汽车行业在转型升级过程中承受了较大压力。当前，汽车座椅生产企业面临激烈的行业竞争及严格的交货周期要求，生产方式逐步向高效益、高质量的方向转变[1]，如何改善现有生产线、提高生产效率，成为各企业亟待解决的问题[2]。

精益生产是一种先进的生产管理模式，提出采用较少的生产资源、较低的生产成本产出较高质量产品，提高企业的效益和核心竞争力[3]。近年来，众多学者对精益生产模式的应用进行了大量研究。张铭鹤等[4]采用预定时间法对S公司汽车装配生产线制动管工位进行优化，使工位负荷率从72.13%上升至96.88%。邹培文等[5]基于快速换线理论对G公司生产杂线进行改善，将生产线切换时间缩短了70%。王彦杰等[6]采用取消、合并、重组、简化分析法对TH公司空调卡式机车间进行优化，提高了时间平衡率，降低了物流成本。因此，开展精益生产改善，对实现汽车座椅的高质高效生产具有重要意义。

本文以某车型电动座椅滑轨装配生产线为研究对象，基于精益生产模式对生产线人、机、料、法、环进行多维度分析，对工艺过程进行优化，提出生产线改善方案，达到提高生产效率及人员利用率、降低生产成本的目的。

1 生产线现状

电动座椅滑轨装配生产线布局如图1所示。生产线为I型线，共有12个工序，配备11名作业员，其中工序9与工序10由1名作业员完成。此外，配备4名物料员，负责生产线的来料及成品运输。各工序生产节拍如表1所示。随着工厂的发展，订单不断增多，生产线效率逐渐无法满足客户需求，亟需进行改善。

图1 电动座椅滑轨装配生产线布局图

表1 电动座椅滑轨装配生产线生产节拍（改善前）

2 基于精益生产模式的改善方案

对电动座椅滑轨装配生产线各工位进行实地调研，从人、机、料、法、环五个维度分析产品制造的全过程，识别生产线的瓶颈工序[7～9]，如图2所示。M6防松螺母紧固、水平电机组装及成品送料为制约生产线效率的关键环节。

图2 电动座椅滑轨装配生产线问题识别

2.1 M6防松螺母紧固工序优化

M6防松螺母紧固工序中，作业员需先用手将螺母预装至正确位置，之后采用工具枪以一定扭矩对螺母进行紧固。由于滑轨丝杆低于内滑轨前端面，且内滑轨螺栓安装孔位较小，作业员双手难以伸入作业区，预装螺母易脱落，如图3所示。由现场计时，作业员预装M6螺母动作平均耗时16秒，生产效率较低。

图3 M6防松螺母预装（改善前）

精益生产模式下，通过简单、有效的工作替代复杂、繁重的工作，对工序内容进行简化，是实现节约时间、提高效率的有效途径[10]。由工序动作时间分析可知，M6防松螺母的预装是限制本工序生产效率的关键环节。经检讨，在本工序可采用磁性套筒，利用磁力吸附螺母，避免螺母在紧固时发生脱落，如图4所示。改善后，M6螺母预装动作用时8秒，降低了生产节拍。

图4 M6防松螺母预装（改善后）

2.2 水平电机组装工序优化

水平电机组装工序中，作业员将电机预装至电机支架后，采用尖嘴钳夹紧电机支架上端翻边用力下压固定，如图5所示。工作中，作业员手指承受较大工作载荷，劳动强度大，需频繁更换人员作业，且操作过程中存在碰伤电机风险。由现场计时，下压电机支架翻边动作平均耗时8秒。

图5 水平电机装配过程（改善前）

为降低作业员劳动强度，提高产品合格率及生产效率，根据折弯机工作原理，制作与水平电机支架宽度一致、可套入支架装配位置的简易工装，实现水平电机的快速装配，如图6所示。改善后，作业员下压电机支架翻边动作用时2秒，无需频繁换人作业。

图6 水平电机装配过程（改善后）

2.3 水平电机组装工序优化

电动座椅滑轨装配完成后，由物料员采用台车运送至总装车间，每辆台车收容18架滑轨，如图7所示。由现场统计，物料员装卸物料平均耗时1分钟，运输物料平均耗时6分钟。为保证生产线正常运行，需配备4架台车及4名物料员进行送料，设备、时间及人员投入较大，亟需进行改善。

图7 送料台车（改善前）

产品生产周期中，物料运输时间通常不由制造技术决定，体现生产企业的管理水平[11]。精益生产模式认为，物料运输过程不创造生产价值[12]。降低对物料运输过程的投入，对实现精益生产具有重要意义。经检讨，台车收容数较低是限制物料运输效率的主要因素。权衡物料员劳动强度与物料运输效率，对台车结构进行优化，将滑轨首尾反向交错放置，将台车收容数由18架/车提升至80架/车，如图8所示。改善后，只需配备1名物料员及1架台车送料，有效降低了运输成本。

图8 送料台车（改善后）

3 精益改善效果评价

3.1 生产线平衡率

精益生产模式下，通常采用生产线平衡率TB评估各工序的工时利用率及生产线的生产能力[13]，如式(1)所示：

其中，TB为生产线平衡率，ti为第i道工序的单件加工时间，r为生产线运行节拍时间，We为生产线工作站数量。

改善前，电动座椅滑轨装配生产线的平衡率为：

其中，工序9及工序10视为一个工作站。

改善后，生产线各工序生产节拍如表2所示，其平衡率为：

表2 电动座椅滑轨装配生产线生产节拍（改善后）

（续）

因此，实施精益生产改善后，电动座椅滑轨装配生产线的平衡率提升7.5%，有效提高了人员及设备的利用率，降低了生产周期。

3.2 物料运输成本

统计改善前后电动座椅滑轨装配生产线物料运输成本如表3所示。由表可知，实施精益生产改善后，生产线物料员减少3人，送料总工时降低87.5%，台车成本降低79.3%。

表3 物料运输成本

4 持续改善建议

精益生产模式认为，生产系统从部分到整体持续存在改善空间，企业应不断对生产流程、人员及方法进行优化[14，15]。根据电动座椅滑轨装配生产线的实际状况，本文从以下两个方面提出持续改善建议。首先，可针对多种车型，对多种座椅滑轨的装配工艺进行调研，制定转换作业标准规程，实现对多种座椅滑轨的快速换装生产。第二，可对员工进行不同操作岗位、不同作业内容的多种技能培训，从弹性用工和节省用工两条途径实现装配生产线的少人化生产。

5 结语

针对某车型电动座椅滑轨装配生产线，基于精益生产理念，对生产工艺、工装设备、物料运输等方面进行精益改善并提出持续改善建议，提高了生产线人员及设备利用率，降低了生产成本及生产节拍，对各汽车座椅生产企业具有较高的参考和借鉴意义。