服装缝制工序的编排与优化

0 前言 服装缝制工序的组合编排是将各工序分解组合以满足生产要求的计算、编排过程。一个合理的工序编制方案，能够实现均匀的作业负荷，同时还能有效地减少企业的各种资源的消耗，对实现精益生产具有十分重要的作用。 1 工序编排参数 要实现服装缝制工序作业编排的合理、高效，就要有一定的参数作为衡量编排结果的指标。目前在服装企业常用的参数有以下几项： 1.1 流水线平均节拍与瓶颈节拍 它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(S.P.T.)来表示: 实际生产中，真正决定流水线生产速度的是瓶颈节拍，平均节拍是作为工序编排用的参考值。 1.2 编制效率 流水线编制效率(η)表示各工序安排的平衡程度，一般服装企业要求工序编制效率达到85%以上。其公式为: 图1为某款服装缝制工序编制方案在各工作地的作业时间分布，显然这两种方案实际运作情况有差异，引起这个差异的主要原因是组合工序作业时间方差D(Pi)，它能反应各工作地作业时间与平均节拍的偏离程度，通常在不同作业编排方案的优劣时应该引入这个参考值: 式中：n──编排后的实际工作地数；Pi——各工作地的组合工序作业时间。 表1列出了上述两种编排方案的作业时间方差。方差值越大说明工序组合的时间结果越分散，相反方差值越小则说明作业时间分布越集中，流水线各工序的同步效果越好。 表1 A、B两方案工序作业时间(秒) 工作地作业时间方案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D(Pi) A 253 253 243 243 245 243 255 267 243 255 57.8 B 250 267 250 233 255 240 245 267 258 235 135.6 1.3 节拍界限 它是工序组合计算时用于限定时间范围的数值，分节拍上限、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%。 2 工序组合编排的一般程序 (1)根据企业生产要求确定工序编排的已知条件，计算出S.P.T.值和节拍界限； (2)参照工艺流程图从主流程第一道工序开始,按照加工顺序依次尝试合并,加工设备相同且在作业流程上前后连续的工序合并在一起； (3)以S.P.T.值为参考,尽量使组合工序的作业时间接近平均节拍,如果组合工序的节拍与平均节拍成整数倍关系则设置平行工位来解决,工位数量即为倍数值； (4)支流程零部件加工工序放在主流程外另行编排,参考的平均节拍时间同为S.P.T.值,在装配工序的起始位置将主流与支流汇合； (5)完全独立的加工工序可以不考虑加工顺序分配到任一工作地内； (6)计算出编排效率后进行性能评价。 3. 工序编排实例分析 3.1 编排方案 以某款男裤为例（图2为工艺流程），其标准作业时间为2440秒，生产要求作业人数15人,根据平均节拍S.P.T=2440/15=163(s)、节拍界限152秒～175秒这些参数 ,得出的初步编排方案如表2。 表2 全棉水洗男裤工序编排方案 编号 作业内容工序号 组合工序标准作业时间(s) 安排工位数 工位节拍(s) 作业性质 1 1 180 1 180 平缝作业 2 2 210 2 105 平缝作业 3 3,6 455 3 152 平缝作业 4 4,5 595 3 199 平缝作业 5 7,12 140 1 140 包缝和手工作业 6 8 160 1 150 平缝作业 7 9,11 590 3 197 平缝作业 8 10 110 1 110 套结机和裤袢机作业 注：“_”表示瓶颈节拍 3.2 性能评价 本方案中4号工作地的作业时间199秒为瓶颈节拍，即生产线实际生产节拍为199秒。流水线编排效率η=(163/199)100%=82%<85% , 组合工序作业时间方差D(Pi)=1144.1，其绝对值较大说明流水线负荷平衡不很理想。图3编排方案的作业时间分布曲线，也反映4号工作地加工时间最长，所以半制品在此有可能积压出现瓶颈现象，使流水线运行失去平衡。 工作地设置图4上，粗虚线箭头表示主流程的作业路线，细实线箭头代表裁片在工作地间的传递方向。流水线有8个工作地,共15个工位，主流程上产品的移动路线为1-2-(3,6)-(7,12)-8-(9,11)-10-(9,11)-(7,12)，流水线起步后九个节拍（1791s）开始成品下线。 4 工序编排的优化 服装的缝纫工艺流程上，工序间的关系有两种：一为“相容关系” ，另一种为“优先关系”，这些关系给工序的平衡和同步化带来了很多机动因素，在工序编排时我们就可以采用一些特殊方法和技巧，对普通的编排方案进行完善和优化，这些技巧即 “优化规律”。 4.1 优化方案 改进效果不佳的初步编排方案，应该首先进行编排分析和预测，其方法如表3，表4为该款男裤的工序编排优化方案。 表3 各类作业人数分析 作业性质 作业时间 平均节拍 所需人数/人 分析预测 计算值 采用值 由于特种作业工序较少且不适合跟平缝作业合并，所以为了满足平衡平缝作业的采用值舍去了小数而将特种作业进位、手工作业取零，这样就要求在编排时必须注意将各个平缝工序的合并作业时间取稍大于参考节拍(可另设次参考节拍)，其中低于节拍的与手工作业合并，结果略高于平均节拍。 平缝作业 2190s 163s 13.44 13 包缝作业 110s 163s 0.68 1 手工作业 30s 163s 0.18 0 套结作业 110s 163s 0.68 1 合计 2440s —— 15 15 表4 工序编排优化方案 编号 作业内容工序号 组合工序标准作业时间(s) 安排工位数 工位节拍 (s) 作业性质 1 1 180 1 180 平缝作业 2 2,11 320 2 160 平缝作业 3 3,4,6 480 3 160 平缝作业 4 5 570 3 190 平缝作业 5 7,12 140 1 140 包缝和手工作业 6 8 160 1 160 平缝作业 7 9 480 3 160 平缝作业 8 10 110 1 110 套结机和裤袢机作业 4.2 优化性能分析 优化方案的瓶颈工序仍然在4号工作地，但瓶颈节拍缩短为190s。经过改进流水线编排效率η=(163/190)100%≈86%>85% ，高于编排效率合理值的下限，组合工序作业时间方差D(Pi)=549，远低于1144.1的初步方案值，所以编排效果基本满意，优化方案与初步编排方案作业时间曲线变化如图5。 图6优化方案的工作地设置反映，整条流水线仍然安排8个工作地,共15个工位，主流程上产品的移动路线变成1-(2,11)-(3,4,6)-(7,12)-8-9-10-(2,11)-(7,12)，流水线起步后成品下线时间为改进后的九个节拍（1710s），缩短了81秒。 表5为优化前后各工作地的工时负荷情况，负荷率的变化体现出优化方案的优势，流水线各工作地的负荷平衡度较好，工人可以发挥正常作业水平，不会造成赶工引起的作业质量下降，同时无价值的余力工时量也比较合理。 表5 男裤缝制工序编排方案工时负荷对比 初步编排方案 优化编排方案 工作地序号 标准作业时间(s) 工时负荷率(%) 工作地序号 标准作业时间(s) 工时负荷率(%) 1 180 110.4 1 180 110.4 2 105 64.4 2 160 98.2 3 152 93.3 3 160 98.2 4 199 122.1 4 190 116.6 5 140 85.9 5 140 85.9 6 150 92.0 6 160 98.2 7 197 120.1 7 160 98.2 8 110 67.5 8 110 67.5 4.3 工序优化规则 通过这个款式编排实例的分析，可以总结出若干优化规则： (1)支流程的部件作业加工顺序比较灵活，可以根据需要单独组合也可以与主流程工序合并，一般是在不违反加工顺序的前提下与组装工序的前道合并。 例如，3号工作地由3、4和6号工序组成，其中的3、6号工序在主流程上相邻，合并在一起符合编排的一般程序。但是仅这两个工序作业时间之和达不到平均节拍的参照值，而4号支流工序的加工顺序比较灵活且作业时间正好填补3、6号组合工序作业时间与参照值的差值，所以在优化方案中此三项工序被组合在一起； (2)具有优先关系的工序，即在同一流程上不连续的同作业性质工序也可以跨越合并，但是在半制品传递时产生的交叉现象必须用工作地的特殊安排来减弱其影响。 例如，2号工作地包括工序2和11，这两个工序在作业流程上跨度很大，而且可以优先与之组合的支流工序时间又不理想，所以出于各工作地间工时平衡考虑，选择同作业性质的11号工序进行组合，相应产生的传递问题通过工作地设置（如图5）较好地得到了解决； (3)在加工设备比较充足的条件下，不同作业性质的工序作业量之和又低于参考平均节拍，可以适当地进行组合，工种转换带来的附加作业时间可以削弱余力的突显程度，但是此经验不易多用，尤其是对于越流程的异类特种工序。一般认为手工作业的合并灵活性较好，合并的优先级别高于其它特种作业工序。 例如，5号工作地中包缝和手工作业的实际配合时间将略高于140s，与平均节拍的偏离缩小有利于工序平衡。 5 总结 服装缝制工序的编排与优化没有固定的程式可循，凡是能提高编排效率的手段都是值得借鉴的。对不同的服装款式，缝制工序的作业时间分布各有特点，编排的结果也有所不同，但是遵循的基本原则和追求的目标是相同。本文通过对具体服装缝制工序的编排和优化，总结出了比较实用的改进经验。进一步的研究工作将是挑选尽可能多的服装缝制工艺实例，从中整理足够的经验，总结出一套得到生产实践的完善的工序优化规律，以帮助提高服装流水线的生产管理水平。 参考文献： [1] 万志琴、宋惠景，服装生产管理，中国纺织出版社，1999.2 [2] 杨以雄，服装生产管理，上海科学技术出版社，1994 [3] 姜蕾，服装生产工艺与设备，中国纺织出版社 ，2000.4