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CRTSI型轨道板施工生产优化

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CRTSI 型轨道板施工生产优化
高杰培
(中铁十二局集团第四工程有限公司,陕西省西安市未央区红旗东路 3 号,邮编 710021) 摘要:以 CRTSI 型轨道板生产为研究对象,结合车间预制施工特点,找出影响施工生产的主要原因,并对 其进行分析和改进,实现了节约成本提高生产效率的目的。 Abstract:As the research object of CRTSI Track Matte Production,combining the characteristics of workshop prefabricate construction to find out the main reason for affecting production,then,analyzing and improving it.As last,saving cost and increasing productive efficiency will become come true. 关键词:I 型轨道板;工序优化;流水线*整 在高速铁路建设工程中轨道板生产具有重要地位,轨道板的生产是一项复杂的系统工程,具有技术含 量高、大批量生产的特点。生产工艺流程关系着生产效率、经济效益,意义重大。通过对各工序进行分析 和优化,得以较低的成本实现较高的产出。 本文以宁安铁路贵池制板场实际生产为例进行分析。

1. 工程概况
宁安铁路贵池制板场位于DK200+100处,占地65亩。设计采用CRTSⅠ型板式无砟轨道,负责轨道板制板 范围DK156+000~DK244+263,全长88.26KM,其中DK160+800~DK167+200及DK217+733.37~DK222+400段为有 砟轨道,实际制板长度77.34公里,供板总块数为31752块。采用双向后张预应力混凝土结构,预应力筋采 用低松弛无粘结预应力钢棒,公称直径为13mm;配筋按截面中心对称布置;设计考虑轨道板的耐久性、满 足谐振式轨道电路及客运专线综合接地系统的相关要求。轨道板内预埋扣件绝缘套管和轨道板起吊用套管。 板的基本尺寸为:4962mm×2400mm×200mm、4856mm×2400mm×200mm、3685mm×2400mm×200mm,板顶还 有20mm的承轨台。 主要施工要素有:制板车间2个、钢筋加工车间1个、拌和站1个和存板区1个。主要设备工装有:HLS90 搅拌楼2台、10T桁吊8台、5T桁吊2台、10T龙门吊2台、运板车2台、混凝土板车4台、混凝土料斗8个、2T 蒸汽锅炉2台、250kw发电机组1台、300kw发电机组1台、模具72套、水养池2个(存板600块)。

2.原施工配置及生产情况
两个制板车间各有模具36套、工人52名。相同工序在两车间同时展开,单日历史最高总产量为72块。 生产工艺流程按工序号依次循环进行,各工序的主要情况如表1所示。
表1 I型轨道板各工序情况明细表 工序号 主要工作内容 每班工 人数量 1 清理模板、 安装锚穴橡胶圈、 喷脱模剂、 安装套管螺旋筋 吊装钢筋 安装锚穴螺旋筋、调整钢筋预应力钢筋 位置、固定接地端子、预紧预应力钢筋 3 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 主要设备和工具 时间 (分) 38 同一工序 班组数量 3 工序时间 (分) 12.7

2 3

2 3

3.5 41

1 3

3.5 13.7

合模 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 浇筑混凝土 蒸汽养护 拆除预应力钢筋螺栓 拆模 拆除锚穴橡胶圈 安装起吊吊耳 起板 翻板 预紧预应力钢筋螺栓 张拉 封锚 水养 7 3 2 1 1 2 3 2 5 6 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 空压机 1 台 1 拖 4 张拉机 1 台 空压机 2 台、空气锤 4 把 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 2t 蒸汽锅炉 2 台 15 900 5.5 7.5 8 3.5 5.5 3 5 13.5 10 4320 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 600 15 5.5 7.5 8 3.5 5.5 3 5 13.5 10 7.2

3.I型轨道板生产单日产量的确定
3.1单日产量的计算方法 根据表1可以看出,CRTSI型轨道板工厂化施工生产是工业生产中单一产品流水线施工的一种。 工业生产中单一产品流水线生产中工期计算公式如下: F = r N

及 N=F/r
其中:F—计划期内有效工作时间(这里为一天 1440 分) ,r—流水线的节拍(分/件) ,N—计划期的产品 产量(件) 。在流水线生产中,节拍等于瓶颈工序时间。 3.2根据现场模板和养护因素的产量计算 由N=F/r知:若想计算单日产量N,需要确定流水线的节拍r,流水线生产中r为瓶颈工序的工序时间。 由表1知:工序时间=时间/班组数量,只有工序5(蒸汽养护)的班组数量不确定,工序时间无法从表 中得出。 由于工序1到10必须在模板上完成, 所以蒸汽养护的最大班组数量=模板总数-其它工序班组数量。 假定工序5(蒸汽养护)为瓶颈工序则有: m?S≥ m≥ 900 r

900 +S r

式中:r为流水线的节拍;m为模具数量;S为工序1、2、3、4、6、7、8、9、10班组数量总和。 3.3原施工生产情况 由表1可知S=13;由于两个车间是各自单独生产,m=36块。 则:m ≥ S +
900 r

36 ≥ 13 +

900 r

及r ≥ 39.1min 和表1中工序时间对比,得知流水线节拍最小为39.1min。 N=F/r=1440÷39.1=36 及原施工情况为:单个车间单天的极限生产能力为36块,两个车间单天极限生产能力为72块。 考虑时间效率, F ? FO ? K , FO—计划期内制度工作时间(分),K—时间利用系数。确定系数 K

时要考虑这样几个因素:设备修理、模具调整、更换工具、更换吊具的时间,工人休息的时间。一般 K 取 0.9—0.96,在这里 K 取 0.9,则 F 为: F = FO × K = 3 × 8 × 0.9 × 60 = 1296分钟 F 1296 N= = = 33 r 39.1 及原施工情况为:单个车间每天持续生产能力为每天33块,两个车间每天持续产量为每天66块。

4.施工生产优化
由公式N=F/r和m ≥ S +
900 r

知:增加日产量的途径有三种:①其它工序的工序时间小于等于工序5(蒸

汽养护)时,增大模具m的数量;②其它工序的工序时间小于等于工序5(蒸汽养护)时,减小除工序5外 各工序的班组数量S;③其它工序的工序时间大于工序5(蒸汽养护)时,减小瓶颈工序的工序时间。 4.1对生产要素进行重新组织 增大模具 m 的数量:对生产要素进行重新组织,打破车间界限,工人、工装设备统一调度,模板按顺序依 次生产。

这里m=72,由 m ? 13 ?
得 r ? 15.3 分

900 r

F ? FO ? K ? 3 ? 8 ? 0.9 ? 60 ? 1296( 分 )

则N ? F

r

?

1296 15.3

? 84

4.2分析优化各工序 工序1:工人每三个工人占据一个模具,工作空间间隙大,把班组数量由三组调整成二组,每班四人, 并提高工人的熟练度。工序3:原来使用的扳手为普通扳手效率低,更换快速扳手提高效率;工人每三个 工人占据一个模具,工作空间间隙大,把班组数量由三组调整成二组,每班四人,并提高工人的熟练度。 工序4:每块轨道板需混凝土2.3方,原料斗每个装载1.15方,每块板需要吊装料斗两次,增加每个料斗的 装载量为1.5方,这样每两块板节省一次吊装动作。工序6、工序7和工序8:工作任务轻,所有工作合并为 一个工序,只占用一块模具。工序9和工序10:工作任务轻,所有工作合并为一个工序,只占用一块模具。 改进后的各工序的基本情况如表2所示。
表2 改进后各工序情况明细表 工序号 工作内容 每班工 主要设备和工具 时间 同一工序 工序时间

人数量 1 清理模板、 安装锚穴橡胶圈、 喷脱模剂、 安装套管螺旋筋 吊装钢筋 安装锚穴螺旋筋、调整钢筋预应力钢筋 位置、固定接地端子、预紧预应力钢筋 合模 4 5 6 浇筑混凝土 蒸汽养护 拆除预应力钢筋螺栓、拆模、拆除锚穴 橡胶圈 7 8 9 10 11 12 安装起吊吊耳、起板 翻板 预紧预应力钢筋螺栓 张拉 封锚 水养 2 3 2 5 6 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 空压机 1 台 1 拖 4 张拉机 1 台 空压机 2 台、空气锤 4 把 7 3 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 2t 蒸汽锅炉 2 台 4 桁吊 1 台、专用吊具 1 套

(分) 26

班组数量 2

(分) 13

2 3

2 4

3.5 28

1 2

3.5 14

13.5 900 13.1

1 1

13.5

13.1

7.5 3 5 13.5 10 4320

1 1 1 1 1 600

7.5 3 5 13.5 10 7.2

由表2可知:S=8 则:m = S + 得72≥ 8 + r ≥ 14min 由表2可知所有工序的工序时间均小于等于14min。 则日产量 N=F/r=1440÷14=102 块 考虑时间系数,则N = r =
F 1296 14 900 r

=8+

900 r

900 r

= 92块

及施工优化后,车间的持续生产能力为每天92块,极限生产能力为单天102块。 4.3流水线同期化处理 流水线同期化也叫流水线*整。流水线*整主要使工序流动间负荷之差距最小,流动顺畅,减少因时 间差造成的等待现象。简单说就是对某流水线,在给定流水线的节拍后,求出流水线所需工作地数量和用 工人数最少的方案。结合企业具体情况及各影响因素限制,采用工序同期化基本方法对施工生产进行分析 与改进。 由表2可知:工序2、7、8、9、11的等待时间较长,工序2和工序7因为要协同起重作业,工人数量不 能再减少。工序9的工作较轻,可以交由工序8的工人完成,虽然切换工具浪费时间,但工序合并后没有成 为瓶颈工序。工序11,提高工人熟练度,并减少两名工人。同期化处理后各工序的基本情况如表3所示。

表3 同期化处理后时间表 工序号 工作内容 每班工 人数量 1 清理模板、 安装锚穴橡胶圈、 喷脱模剂、 安装套管螺旋筋 吊装钢筋 安装锚穴螺旋筋、调整钢筋预应力钢筋 位置、固定接地端子、预紧预应力钢筋 合模 4 5 6 浇筑混凝土 蒸汽养护 拆除预应力钢筋螺栓、拆模、拆除锚穴 橡胶圈 7 8 安装起吊吊耳、起板 翻板、预紧预应力钢筋螺栓 2 3 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 桁吊 1 台、专用吊具 1 套、 空压机 1 台 9 10 11 张拉 封锚 水养 5 4 1 拖 4 张拉机 1 台 空压机 2 台、空气锤 4 把 13.5 10 4320 1 1 600 13.5 14 7.2 7.5 3 1 1 7.5 11 7 3 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 2t 蒸汽锅炉 2 台 13.5 900 13.1 1 1 13.1 13.5 4 桁吊 1 台、专用吊具 1 套 主要设备和工具 时间 (分) 26 同一工序 班组数量 2 工序时间 (分) 13

2 3

2 4

3.5 28

1 2

3.5 14

5.改进前后效果比较分析
根据CRTSI型轨道板施工生产的特点,对主要工序进行了分析和优化,提高了生产效率,减小了工人 劳动强度,增加了企业效益,改进取得了良好的效果。对比情况如表4所示:
表4 改进前后效果对比表 项目 改进前 日产量 (块) 工人数 (人) 66 104 劳动强度 工人每天工 作 9 小时 改进后 92 138 工人每天工 作 8 小时 效果 增 26 块, 效 率提高 39% 增加 34 人, 劳动强度降 增加 25% 小 12.5% 提前 136 天, 缩短 39% 345 天 工期 481 天 工人工资 104×481× 100=5002400 138×345× 100=4761000 节 省 241400 元 设备折旧 5088× 481=2447328 5088× 345=1755360 节 省 691968 元 土地厂房使 用费、管理 费等因工期 缩短而降低 其它 备注 设备原值总 计 660 万元

6.结论

本文以宁安铁路贵池制板场CRTSI型轨道板施工生产为例,为了优化施工生产,提高经济效益,结合 现有条件,对主要工序进行分析和优化,计算出最优产量。研究对比了生产优化前后,生产效率、劳动强 度、经济成本的变化。

参考文献:
[1]蒋祖华,奚立峰,潘尔顺.工业工程典型案例分析[M].北京:清华大学出版社,2005 [2]李炽辉,黄玉萍,李锦辉.应用工业工程的方法提高生产效率[J].工业工程,2006,9(6):129-130 [3]陈荣秋,马士华.生产与运作管理[M].北京:高等教育出版社,1999




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