通过优化的生产线工艺布局，减少人工干预，提高生产线的自动化程度，降低由于布局设计不合理造成的浪费，推进电镀车间精益化生产的实现。我们不妨来看看今日分享的关于无氰镀镉生产线工艺布局优化的研究。

精益生产是美国麻省理工学院数位国际汽车计划组织的专家，在研究日本丰田准时化生产方式过程中提出来的，精益生产的中心理念就是消除一切浪费，核心内容包括准时生产和自动化。近年来，精益生产方式已经在国内大型制造企业广泛应用，精益生产布局也已经在厂房规划和设备布局中推广运用。相比机械加工车间，多镀种小批量的电镀车间由于工序比较繁杂，自动化程度低、配套设施需考虑安全环保等原因，更难实现精益生产，目前仍以传统的功能型布局为主，但对于大型制造企业的电镀车间，精益的生产布局和其他机械加工车间相比具有同样重要的地位。实践表明，精益生产在电镀行业的应用也是可行的。通过优化的生产线工艺布局，减少人工干预，提高生产线的自动化程度，降低由于布局设计不合理造成的浪费，推进电镀车间精益化生产的实现。

01

工艺布局设计

生产线工艺布局的原则

合理的生产线工艺布局可以节约人力、能源，降低生产成本，提高产品质量的稳定性，提高生产效率，缩短生产周期。电镀生产线的工艺布局原则应重点考虑均衡生产和灵活性。均衡生产原则是根据客户的需求来计算生产节拍，通过合理的布置来满足平衡流动;灵活性原则是要考虑布局的灵活性，可随生产任务的变化，工序的变更、增减等进行调整和扩展。所以，生产线的工艺布局必须具备前瞻性，可以满足至少10年的调整和扩展的需求。

科生产线工艺布局的方法

根据零件结构相似性、材料相似性和工艺相似性划分为不同的产品族，应用工艺成组技术定义产品族，实现将品种众多的零件按其相似性分类形成种类不多的零件族，按零件族组织生产和运营管理，包括P-Q分析和P-R分析等。程序分析法采用“5W1H”提问技术、“ECRS”四原则的分析方法。“5W1H”提问技术是对某一问题进行连续提问，寻找问题点，获得改善方案。“ECRS”四原则即是取消、合并、重组和简化。在实际分析过程中，先采用“5W1H”发现问题点，然后用“ECRS”四原则进行分析，最终得出合理的改善方案。

1.3

科清洁生产在工艺布局中的应用

新建生产线必须考虑清洁生产要求，目前，无氰镀镉工艺已完成了工艺验证，可完全取代氰化镀镉。除此以外，喷淋、回用等清洁生产措施要贯彻到新建的生产线中，并比已有生产线具有更多的优势。

2

生产线工艺分析

2.1

工艺流程分析

无氰镀镉生产线的工艺可分为预处理、前处理、电镀、后处理四个部分。预处理主要包括除油、冷热水洗工序;前处理则包括电镀前的腐蚀、除挂灰、中和、冲击镀镍、冷热水洗工序;电镀包括镀镉、水洗、吹干工序，后处理则包括活化、出光、钝化、老化工序，最后是烘干，如图1所示。

图1 工艺流程图

2.2

产品分析

(1)P-Q分析。电镀生产线同种材料工艺路线基本相似，通常按照材料相似性来进行P-Q分析，如图2所示。可以发现不锈钢、高温合金零件和碳钢零件数量较多，占比均在40%左右;铜及铜合金和弹簧钢零件数量较少，其中铜合金仅占比4%。

图2 产品P-Q分析

(2)P-R分析。按照零件材料的不同进行工艺流程分析，列出有差异的工序，如表1所示。

表1 产品P-R分析

通过分析，虽然只有不锈钢、高温合金零件需要进行冲击镀镍工序，但是，由于零件数量比较多，此工序必不可少;而弹簧零件占比不多，需要考虑是否可以简化;铜及铜合金零件不需要强腐蚀和除氢;每种材料的后处理工序都分为出光或者钝化、老化两种情况。

3

生产线工艺布局优化研究

3.1

工艺流程优化分析

对镀镉生产线进行工艺流程的优化分析，采用“5W1H”加“ECRS”四原则结合的程序分析法来分析工艺流程，减少工序浪费，使之合理化，见表2。

表2 浪费原因分析

通过分析，工艺流程中存在问题包括：

(1)需要对上线的产品进行精确的定位，由于弹簧零件占比较少且可以在小件电镀间完成，故不考虑为弹簧零件单独增加强腐蚀工序和后道水洗工序，弹簧零件不进线。

(2)需要对生产节拍进行核算，合理配置工作槽数量。

(3)需要简化生产工序，减少人为干预，提高工作效率，按照自动线的设计改进工艺布局，简化人工吹干工序，将烘干炉干燥工序改为在生产线上烘干。

3.2

生产节拍分析

根据上述分析，需要按照现有生产线产能不足的情况，分析生产节拍。按照生产节拍确定主工作槽数量。

表3 节拍分析

根据表3可以得出，前处理、后处理在整个流程中时间较短，瓶颈在镀镉槽，所以需增加镀镉槽的数量来满足节拍要求，其中滚镀零件可以通过增加滚筒工装来实现，不需要单独新建滚镀镉槽。弹簧钢零件不进线，根据生产节拍计算，3个镀镉槽即可以满足生产要求。

3.3

工艺布局优化方案

(1)优化后的工艺流程。根据以上分析并考虑清洁生产因素，得到优化后的工艺流程为：热电解除油(按需)→水洗→冷电解除油(保护零件进行)→强腐蚀(按需)→水洗→弱腐蚀→水洗→除挂灰→水洗→中和→水洗→冲击镀镍(按需)→水洗→喷淋→镀镉(按节拍配置)→水洗→喷淋→热去离子水洗→烘干→除氢(按需)→活化→水洗→出光(按需)→回收→水洗→钝化(按需)→老化(按需)→水洗→烘干。

(2)工艺布局方案。运用工具方法对产品数量、工艺流程、存在问题进行分析，得出优化的工艺流程，按照节拍配置镀镉槽数量，并根据清洁生产的要求增加喷淋、回收、烘干等工艺槽，得出优化的工艺布局如图3所示。

图3 生产线槽位排布示意图

用除氢工序分割生产区域，不除氢、不进行后处理的零件在第①道生产线从一端上件，另一端下件;不除氢但需要后处理的零件在第①道上线，在第①道末端通过自动转运车到第②道完成后处理后下线;除氢零件在第①道下线除氢后，再到第②道上线进行后处理。这样工艺流程顺畅，生产节拍优化，减少了等待时间。剩余空位预留了发展空间。在优化布局的同时，合理安排车间的生产计划，进行均衡有序的流动生产。

(3)配套设施。合理配置过滤机、电源、废气废水处理设施等。为了保证槽液成分稳定，便于固化加工参数，建议配置槽液在线分析与加药系统，在国外槽液在线分析技术和设备已经非常成熟，而国内槽液在线分析和自动加药目前处于起步阶段。随着技术的进步，槽液在线分析加药将会是电镀自动化生产线不可或缺的一部分。

4

结 语

通过利用精益布局的分析方法对无氰镀镉工艺过程进行分析，并结合清洁生产得出优化的工艺布局排布。在此基础上，车间的生产计划和自动化生产节拍的控制起到了十分重要的作用，后续车间还需编制标准化工艺规程，固化加工参数，通过输入固化的工艺程序来配合自动化生产线，并适应少人化、智能化的生产组织模式的转变，真正实现精益生产。

文章来源：中国设备工程

PS以上便是关于无氰镀镉生产线工艺布局优化的研究，通过优化的生产线工艺布局，不仅能减少人工干预，还能提高生产线的自动化程度，降低由于布局设计不合理造成的浪费，更提高生产的效率。