机加工生产线布局设计是制造工程规划设计的重要内容之一，生产线布局的精益程度对于提高生产效率、产品质量以及资源利用率至关重要，进而达到降低运行成本、提高经济效益的效果。本文针对机加工生产线如何进行精益布局设计进行了探讨。

生产线布局问题是现代企业发展中面临的重要课题之一，精益规划生产线设备布局，如何在最短的时间内以最低的成本生产出符合市场需求的产品，将是决定企业在激烈的市场竞争中持续发展的重要保证。

在我公司40万台发动机新基地建设中，我们参考丰田生产方式，通过运用精益生产的基本原则、理论及方法，实现了“一个流”生产。发动机5C件生产线设备按照U/C型布置，有效改善了作业组合，减少了工序间在制品零件的数量；减少了走动时间和搬运的浪费；提高了生产效率，实现了精益化生产。发动机5C件加工线及装配线布局如图1所示。

机加生产线的设计原则

生产线布局设计是系统中单元的选择及单元的排列组合，即结合车间场地、空间结构特点及工艺约束，对设备进行合理布局。要充分考虑设备之间在空间位置上的协调性，以确保生产系统物流畅通及设备的充分使用。

加工设备布局需要遵循包括工艺性、经济性、可持续性以及安全性在内的四大原则。

在此，以我公司发动机缸盖加工生产线平面布局为例，浅谈如何利用丰田生产方式的准时化支柱，优化工艺设计思路，实现一人多机管理，通过有效率的劳动提高生产效率。

“一个流”生产要求作业场地、人员和设备必须得到合理的配置，实现人尽其才、物尽其用以及时尽其效。在对该缸盖生产线进行平面设计时，按照工艺流程来排列生产设备，以逆时针拉动，尽可能使设备的布置流水线化。为了真正实现精益生产，我们对以下几种布线方式进行了分析比较。

方案一：粗加工工序采用复列设备并C形套线布置，即实现U形生产，如图2所示。

方案二：粗加工工序采用复列设备平行直线布置，并序后实现U形生产，如图3所示。

方案三：粗加工工序采用复列设备，其中一条辅线为直线布置并入主线，另一条线与精加工设备成U形生产线，如图4所示。

三种生产线布线方式对比如表所示，经过整体的思考和规划后，优先选用方案一进行生产线平面布置及人员的优化组合。最终的生产线平面布置及人员的优化组合如图5所示。

机加生产线的布局特点

1. 图5所示的缸盖生产线采用U/C形布线，实现“一个流”生产，其主要特点如下：

（1）U/C形布置使生产线距离最短，消除了人员走动和工件搬运的浪费，提高了生产效率。

（2）“一个流”生产，各道工序严格按节拍进行生产，将浪费显现化，消除批量不良品发生。

（3）消除在制品堆积与等待的浪费，第一时间暴露生产中存在的浪费并及时排除，降低成本。

（4）以“生产节拍”为目标，一人多机操作，实现少人化生产；培养多能工以均衡生产，且利于人员的增减。

（5）采用站立走动的作业方式，制定适宜的上料高度，增加作业人员工作的灵活性，从而提高工作效率。

（6）采用小型柔性加工设备和辅助设备相结合，易于生产线变更，节省空间。

（7）作业标准化，员工严格按照作业指导书的要求，按既定的生产节拍进行生产。

（8）流水化布局，要求每一道工序严格控制工作质量，做到质量在过程中控制，遵循内部用户原则。

2.在物流方面，其工件流向为操作者正对机床，工件从右到左，逆向流动，主要特点如下：

（1）毛坯上料采用物流小车与液压升降台对接辊道形式（见图6）。

（2）成品下料采用滚道和成品车对接输送（见图7）。

（3）工序内工件输送方式采用人工推拉和自动线结合上下料方式（见图8）。

生产线实施标准化作业，其中标准手持是指按照作业顺序进行作业时，为了能够反复以相同的顺序、动作作业而在工序内持有的最小限度的在制品。缸盖生产线的标准手持包括生产线内设备上正在加工的零件数量（1件）和工序间滑道规定保持的零件个数（1件）。

结语

生产线布局问题是现代企业发展中面临的重要课题之一，精益规划生产线设备布局，如何在最短的时间内以最低的成本生产出符合市场需求的产品，将是决定企业在激烈的市场竞争中持续发展的重要保证。

目前，机加工线使用U形布局是推行精益生产的一种方式，通过5C件加工线布局优化过程的实践和创新，实现了“一个流”节拍生产、一人多机操作以及物流距离最短。经过总结，我们发现U形生产线布局具有以下优点：结构紧凑，U形布局从几何学上讲，能减少既有生产线的占用面积；并行粗加工线的设计，在单台设备故障或换刀时，不会影响节拍；U形加工线出现瓶颈问题，便于现场管理及时发现流水线哪部分有问题需要调整；封闭开口，减少产品和员工走动，最大限度减少动作的浪费，提升工作效率；优化作业组合，实现一人多机操作；员工技术水平较高，能掌握多工序操作能力；由于上下工序衔接，存放量少，物料搬运工作量少，搬运成本降低；生产计划简单，易于控制。

但其也存在缺点，主要表现为：设备专用性强，产品一旦变换，适应性较差；生产线的速度取决于最慢的部分，部分设备发生故障时会导致整条生产线中断；发生缺料或人员不在岗时，生产受影响较大；对员工的技术要求、素质要求较高，需要较长培训周期。