对于以装配者手工作业为主的汽车生产线来说，其效率的提升不仅取决于装配者，还取决于工位设计是否有利于减少装配者的无增值性作业时间，诸如不必要的走动、处理零件、取工具等无增值性行为所消耗的时间以及物流配送形式是否有利于配合生产线等特点，以实现生产线的高效运转。

影响生产线效率的因素

通常来讲，制约制造企业生产线效率的因素主要由“七大浪费”构成，即等待时间的浪费、无效运输的浪费、低效工序的浪费、错误动作的浪费、产品缺陷的浪费、制造过程的浪费以及过量库存的浪费，在这七大浪费的定义中，包括了人、机、料、法和环五方面因素。

由此可见，生产线的运行效率不仅取决于工艺过程编制的合理性因素和装配者的人员因素，还取决于工位设计的合理性因素、现场物料配送形式以及设备综合效率OEE(OEE=时间稼动率×性能稼动率×良品率)等多方面的因素。

所谓工艺过程编制的合理性要求，一是要避免装配过程中出现工序间的干涉现象，即避免出现由于工艺设计不当所引发的不必要的动作浪费以及等待时间浪费，以此保证各个装配环节的顺畅衔接；二是要满足生产线的均衡化设计要求，避免出现人为设计出的低工序工位制约整条生产线效率的现象发生。

对于装配者的人员因素主要从两方面衡量：一为装配者的增值性动作，二为其非增值性动作。对于生产线的运行效率要求来讲，增值性动作定义为：对产品有实质效益的动作，即当零件及工具与车身发生直接装配关系后所消耗的时间，此期间装配者所做功为有用功；而此过程外的所有附加动作如取零件、处理零件、取工具及走动等行为均视为无增值性动作，其做功属无用功。

基于以上定义，即可为提高生产线的运行线效率指明改进方向。在生产线优化设计中所进行的工位优化设计以及物流配送方式改进等工作的目的，就在于减少或消除装配者在装配过程中产生的非增值性动作，以此降低装配者所消耗的非增值性时间，减少无用功所占比例。在实现前者后，可以加入其他增值性动作，以提高其增值性作业的时间。由此，可实现工作效率（效率=实际工作时间/生产节拍）及工时利用率（利用率=增值性动作时间/实际工作时间）双双提高的目标。

工位优化设计思路及方案

工位优化主要取决于两方面工作：一是在工位设计前期，能否依据有效的数据输入，如零件信息、工位器具信息、工具信息及工艺信息等，输出合理的工艺设计方案；二是在后期生产中能否进行持续改进。

通常，SAP系统中包含的零件信息、零件对应的箱型及高、低储信息；制造系统中的工具信息；工艺系统中的工艺卡明细、工艺过程明细；物流系统中的料架规格尺寸、特殊料架尺寸等信息都汇总至工位模拟设计系统，再由此形成工位布局优化方案。

由于北京奔驰（以下简称“BBDC”）总装生产线的工位数量达200多个，如果不采用统一规格、统一尺寸的工位器具，不仅会增加日常的生产管理费用及线棒料架等保养维修费用，还会增加BBDC的产品制造成本。所以，BBDC在生产线设计前期就采用了统一的工位范围设计标准、统一的线棒、料架设计标准及统一的HBB特殊料箱设计标准。

三种规格的线棒均采用“二进一出”的结构设计及相同的高度设计，其设计思想就是依据人机工程学理论，以生产线上平均身高170CM的群体为设计对象，保证料箱码放到线棒第一层及第二层后，装配者取零件时的胳膊伸展高度范围适当，以减轻其疲劳度，实现动作经济性原则。

基于以上标准化设计的管理思路，工艺设计部门可以进行所有工位的3D模拟优化设计工作。以下是对装配线上某一工位的优化设计过程：

首先，系统需要从SAP系统导入该工位装配过程中所涉及的所有零件及每种零件所对应的箱形、高储及低储等方面的信息。计算机会根据这些输入数据提供所有可行的线棒组合方式；之后，系统还需要输入该工位所涉及的特殊料架尺寸信息、工具布局信息、工艺过程信息及工艺卡描述等方面的信息。

接收到这些信息后，工艺人员需要综合考虑有效工作面积、工具占用空间等方面的因素，选择一套优化的线棒、料架组合方案；之后，便可以依据装配过程信息来确定装配者选择零件的先后次序，以便将装配所需的零件按顺序逐一码放到线棒的对应位置上。需要注意的是，在确定线棒、特殊料架以及其他工位器具位置时，要遵循动作经济的原则，具体设计要求包括：尽可能用小动作去完成、合理的配置及物料码放、对称动作、作业点高度适当以减轻疲劳度、基本作业要素项目愈少愈好及减少装配者基础工作量等。

最后，在完成工位3D建模后，即可借助MODAPTS方法——基于人机工程学理论，以运动代码及分配给代码相应模数为法则，建立模拟装配的代码与模数有机组合的数学模型；最后通过模数累加来推算实际加工时间的方法——推算出该工位所消耗的实际装配时间。

经过数据输入、3D建模、MODAPTS建模及选定优化方案以上4步，便可完成工位设计的前期工作。所模拟的设计方案合理性还需要进行实际生产过程中的验证。后期实际生产中对该工位进行持续改进的效果对比。造成图5左侧图示现场混乱场面的原因有两点：一为后期生产中新车型的上线；二为生产线速度的调整所牵连的工位调整。为解决新车型的零件加入及工位优化合并后所增加的零件问题，在工位优化设计中采用了增加线棒数量，并将300C及J1车型都需要的B柱内饰板以排序方式送至工位，即COSCO依照BBDC的生产计划，提前一定时间，将不同车型所对应的B柱内饰板信息匹配到将要上线的车辆信息上，并将零件顺序码放到料架中，再于规定时间将零件送到工位。工人只需按料架上的编号顺序取件，完成安装即可。此方法不仅解决了工位有效空间不足所造成的零件码无法摆放的问题，而且减少了装配者根据不同车型挑选零件时所消耗的非增值性工作时间，提高了装配者的工作效率。

优化后的工时对比，从改进前及改进后的对比可看出，在装配者的总工作时间不变的情况下，采用排序送件方式后，装配者非增值性动作时间明显减少——降低了29%；与此同时，其增值性动作时间显著提高——提高了128%。

生产线系统优化设计思路及方案

生产线的效率提升不仅依靠于每个工位的优化，还取决于整条生产线的系统优化。在BBDC总装车间内的发动机线及门线，均属于工位间隔小、工作面积狭小及工位空间紧凑型的装配线。如果采用生产主线的工位设计思路，显然无法在狭小的工位间隔空间内码放下标准设计尺寸的线棒以及工位装配所需要的所有零件。基于以上原因，在发动机装配线的系统优化设计中，BBDC采用了称之为 Engine KIT的思路，即发动机线“配餐式”送料的优化方案。

此方法不是着眼于某个工位的优化设计，而是从装配线的系统高度出发，设计了统一箱型、统一隔段的配餐箱。依据不同型号发动机（2.0L、2.4L及2.7L）的零件需求，将每台发动机所需的主要零件统一备齐后，送至发动机装配线的第一个工位处。料箱随装配线同步运转，当KIT箱运转到装配线上最后一个工位时，料箱内零件也应全部装配完毕。装配者将空KIT箱放在装配线尾端的回收料架上，由物流设备统一拉回。

采用“配餐”方式后，不仅节省了大量现场空间，保证了现场通道及装配线工位的宽余整洁，更有效避免了由于现场零件堆积所造成的零件损伤的情况，有效降低了现场管理费用及废品处置费用。

对于工位间隔小，空间同样紧凑的门装配线来说，考虑到门装配线上装配的零件主要以橡胶材质或合成材料为主，这与发动机装配线上所装配的金属基体零件有很大差别。如果采用“配餐”方式由物流统一送检，在运输过程中易造成零件的划伤或磕伤等ISD缺（In-System Damage，即系统内部损伤）。基于以上方面的考虑，在门装配线的优化设计中，BBDC采用了另一种优化方案——设计了CMA(Center Material Area)，即现场零件存储区。

利用门装配线传送链下降段以下的空闲空间，集中设置线棒，将门装配线各工位所用到的标准件以及不同工位所需要的零件集中到CMA来，由专职装配者负责按单车用量及零件装配的先后次序，备齐每车所需的零件，然后将配好的料盒挂在抱具上，随装配线同步前进。每个工位的装配者直接从抱具上的料盒中取料装配，这样不仅减少了以往装配过程中频繁往返于抱具、线棒间的走动次数，降低了无增值性工作时间比例；同时提高了装配线上每个工位的有效工作效率，以此可将装配线的工艺过程重新优化编排，缩减原有装配的人数。BBDC就是通过此种方法，将门装配线上原有的10名装配者优化至7人，提高了整条装配线的运转效率。同时，被精益下来的人员专门负责CMA的备料工作。在不增加人员的情况下，实现了整条装配线的资源优化及效率提升。

基于发动机装配线所实施的Engine Kit及针对门装配线所采用的CMA系统优化方案不仅提升了装配线效率，还实现了物料由静止到运动的转变——物料输送与装配线的同步流。

结语

生产线效率的提升不仅依靠于工位的优化，还依靠于系统高度的优化设计。BBDC在装配线优化设计及解决中，实现了从工位到生产线，从个体到总体，从微观到宏观的整体效率的优化提升，避免了由于设计不当所产生出瓶颈工位，工位间效率提升不同步，制约整条生产效率的情况。

通过以上应用的工位优化设计思路及装配线优化设计方案，BBDC大大节约了现场管理成本。在与以前生产状态消耗相同动能的情况下，整条生产线运转效率明显提高，产能得到了大幅提升。

同时，BBDC也意识到，将装配线的前期优化设计及后期持续改进有机结合起来，不仅对消除制约生产线效率的“七大浪费”起到很大作用，有利于实现资源的优化整合；还大大降低了隐性的管理不善成本：包括质量损失成本、效率损失成本、非增值性作业成本及资金占用成本等；同时保证在不降低产品质量的前提下，实现有效缩减制造成本的目的。