缝制工序负荷平衡方法的探讨

    摘  要：在服装生产中，缝制工序多，是主要的生产环节。文章介绍了服装生产线的负荷平衡理论及其重要参数，讨论了工序负荷平衡的方法与步骤，并结合某款西装裙的工序编排实例，通过合理安排流水线上的人力和设备数量，以提高服装生产效率。

    关键词：缝制工序  负荷平衡理论  负荷平衡方法

    1  引言

    研究表明，服装企业生产效率的高低主要由缝制工序的效率来确定，缝纫车间生产线的平衡是服装生产研究的关键内容。目前我国服装企业中，缝制工序的编制和设备的利用等主要凭经验、直观感觉等进行估算，缺乏科学依据，往往导致缝制工序负荷不平衡，劳动力和生产设备得不到充分利用，经常发生误工、误时现象。研究缝制工序的负荷平衡方法，在提高流水线效率后，能减少企业的资源浪费，提高管理水平和经济效益，提高企业的竞争能力。笔者结合多年服装生产管理的实际经验，总结了一些方法与大家共同探讨。

    服装生产线的负荷平衡理论为缝制车间提供了平衡方法的理论依据。要研究缝制工序平衡的方法首先要将成衣的整个缝制过程细化到最小工序单元，按照作业顺序编制工序，然后根据生产计划来确定流水线节拍。其次，利用生产线的负荷平衡理论，对工序进行组合和调整，获得较为合理和有效的工序流程并进行评价。最后根据实际情况，在生产过程中随时进行调整，不断改进，以获取更高的生产效率和经济效益。

    2  生产线的负荷平衡理论

    2.1 研究目的

    以节省人力、提高产品质量和生产效率为最终目的。通过各工序合理的分解与组合及工序本身的标准加工时间，合理安排每道工序的人力与设备数量，使每个工序及整条生产线保持较高的生产率，使成衣生产保持连续性和高效性。充分发挥每个生产工序和生产单位的生产能力，使流水生产线畅通高效，达到预期的编制效率及产量、质量要求。

    2.2 理论及要求

    假设缝制工序流水线共有k道工序，第i道工序的单件标准作业时间为t_i（i=1，2，3……k）， 单件标准总加工时间为T，生产流水线节拍为P₀，则t_i与P₀在生产中共有下列3种情况：

    （1）t_i＞P₀，一般不允许此情况出现，出现这种情况意味着第i道工序属长期超负荷运转，下道工序处于待料状态，通常把该工序称为“瓶颈工序”。

    （2）t_i= P₀，这是最理想的状态，属于强节拍作业。

    （3）t_i＜P₀，表示该工序在每一个节拍时间里有一定空闲的生产时间。

    缝纫流水线的负荷平衡要求：

    ①按工序先后顺序，合理地把工序分配给每一个工作站。

    ②每个工作站的作业时间要尽量接近平均节拍，并使流水线上的工作站最少。

    ③各工作站空闲时间要少，并使工作站之间负荷均匀，以保证流水线时间损失率最低。

    ④流水线上所用设备尽量最少，减少一人多机数量。

    3  工序负荷平衡方法

    3.1 工序设计

    工序是构成作业系列分工上的单元，通常操作工人接受生产的范围可以作为最小的工序单元。工序的单元越小，工序平衡和改进越方便，工人操作越单一，但工序数量会增多，并会为工序负荷平衡工作和生产管理增加困难，可能会造成人力和设备的浪费。只有对生产的服装尽可能列出简化的工序，才能使生产有序、合理。在服装生产流水作业过程中，若工序的标准加工时间相同，则工序与工序之间就不会出现停工等待现象，使生产具有连贯性。

    3.2 流水线平均节拍与瓶颈节拍

    流水生产线上生产两件产品之间的间隔时间或产品在各工序间每移动一次所需的间隔时间称为流水线的生产节拍P₀，它是流水线生产组织的重要依据。

    流水线平均节拍是评价作业编排的基础指标，用生产线上所有工作地的平均节拍P_平均表示：

    实际生产中真正决定流水线生产速度的是瓶颈节拍P，平均节拍是作为工序编排用的参考值，瓶颈节拍是加工时间最长且超过平均节拍的节拍，即时间负荷最大并且较难进行工艺改进的工序的节拍，它最需要生产组织者的关注。

    3.3 生产流水线的编制效率

    生产流水线的编制效率表示作业分配时工序平衡程度优劣的系数，用η表示。生产流水线的编制效率可预先设置，也可以在生产流水线编制完成后用来检验编制的效果。一般服装企业要求生产流水线的编制效率η≥85%，其计算方法为：

    3.4 负荷平衡方案

    最佳的工序负荷平衡方案有：

    ⑴ 以节拍为先决条件时，应以人员最少为目标，即确定工作地个数的最小值（最佳值）。

    ⑵ 以工作地个数为先决条件时，应以给定人员最大生产量为目标，并寻求最小的循环时间（或生产节拍）。无论何种条件，各工序的空闲时间都应最小。

    ⑶ 由允许范围内的节拍和工作地个数，以最大的经济效益为目标，求得最大编制效率，由此决定实际的生产节拍和工作地个数。

    ⑷ 以预先设置的编制效率为先决条件时，应以节拍和编制效率来确定编制时间的上限和下限，确定工作位个数和实际操作人员数。节拍界限是工序组合计算时用于限定时间范围的数值，分节拍上限和节拍下限。考虑到企业对工序编排效率的要求，一般取节拍界限为7%～10%。

    编制时间上限= 生产节拍时间P₀ / 编制效率η

    编制时间下限=2×P₀ -编制时间上限

    在进行生产线工序负荷平衡时，根据不同的负荷平衡方案还需考虑的因素有产品的种类、数量、工序的先后顺序和作业时间、标准时间、日工作时间、作业人员数以及预计的产量等。

    4  工序负荷平衡步骤

    4.1 工序分析

    对成衣进行工序分析，列出各简化工序的标准加工时间（或产量），明确加工顺序及方法。标准加工时间是指具有一般技能水平操作工的操作时间，有的操作工的加工时间会比标准加工时间短，有些则较长。

    标准加工时间=操作作业时间×（1+浮余率）×（1+批量系数）

    浮余时间包括布置工作地时间和更换品种的准备时间等，浮余率约在10%～30%之间，一般取20%。浮余率是反映操作工工作状态的指标。

    批量系数是指生产不同款式成衣时其起步时加工速度比熟练后的加工速度慢、批量大小不同对生产效率的影响。大批量的产品，生产时间长，起步阶段的损失占整体比重小，而批量小的产品则相反。

    4.2 产量要求及生产定额

    根据该款式服装的产量要求或生产定额，计算平均生产节拍P_平均，再根据各简化工序标准加工时间或产量计算简化工序所需的人力设备数量、计算工序所需的人力与设备的数量及其和。其中，

    实际人力数=计算人力数量取整数（4舍5入）

    实际设备数=计算人力数+取整进位数

    在实际生产中，人力数和设备台数不可能为整数，人力数的小数位用α表示，其取整原则为：小数位α＜0.2时，人力数与设备数不需增加；小数位0.2≤α＜0.5时，设备数加1，但不增加操作工人数，俗称“飞机位”；当0.5≤α＜1时，人力数和设备数均加1。根据标准加工时间和人数即可求出实际工作时间，也就是实际的工作节拍。

    4.3 工序的整合

    检查各简化工序中，在小数取整时的人数或设备的浪费现象或远离平均节拍的现象，分析和确定可否与其他工序合并，如制作工艺上允许，可合并，计算合并后的标准加工时间。