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山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘要 生產(chǎn)線平衡(Streamline Balancing)就是對(duì)生產(chǎn)線的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整作業(yè)負(fù)荷，以使作業(yè)時(shí)間盡可能相近的技術(shù)手段與方法，是生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化中最重要的方法體系。在大批量生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，裝配線平衡問題關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)制造系統(tǒng)的效率。如何在現(xiàn)有條件下最大限度地提高生產(chǎn)效率，如何均衡各工作站的生產(chǎn)負(fù)荷直接影響到工作效率。 論文系統(tǒng)介紹了生產(chǎn)線平衡性對(duì)企業(yè)流水線的重要作用,以及提高流水線負(fù)荷率和效率這一生產(chǎn)線平衡的方法；通過收集大量的相關(guān)數(shù)據(jù)和文件資料，利用工作研究和平衡生產(chǎn)線的相關(guān)技術(shù)和方法，對(duì)DANZE裝配線進(jìn)行分析和改善，并根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍對(duì)該裝配線進(jìn)行生產(chǎn)線平衡設(shè)計(jì)。主要解決工序流程不合理問題以及通過合理劃分工作地來提高關(guān)鍵工序的生產(chǎn)能力,以達(dá)到消除工序不平衡，消除工時(shí)浪費(fèi)，努力實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流”生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)，令企業(yè)在現(xiàn)有條件下使裝配線平衡程度達(dá)到了最佳，為降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率奠定了基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線平衡，工作研究，生產(chǎn)線負(fù)荷率，節(jié)拍 ABSTRACT The balance of the production line is to make all work carry on equally. It is the technical means and method that make the time of each work possibly close by adjusting the work burden, and it is also the most important method to standardize production process and work. In mass production system, assembly line balance impact the efficiency of the whole manufacturing system. It directly impacts work efficiency that how to balance the work load of each station. This paper introduced the production line balance systematically to the important function of the business enterprise flowing water line and the principle, and introduced an exaltation and efficiency this production line balance of method; By collecting a great deal of related data and document data, then used the technologies of work study and the balance of the production to improve the assembly line, according to the produce rhythm of the flowing water line of the business enterprise carry on a design of the production line balance. Mainly resolve reasonless problems in the work process and pass the reasonable demarcation work ground to raise the production ability of the key work to attain cancellation work preface unbalance, remove man-hour waste, carry out "1 flow" production hard, raise production the target of efficiency, and make the line balance to the best level under the current situation of the enterprise, to reduce the production cost, raised the production efficiency to lay the foundation. Keywords: streamline balancing, work study, the burden rate of the flowing water line, balance efficiency 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 目錄 1緒論 1 1.1問題的提出 1 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 1.3研究意義 5 1.4論文的主要思路和框架 7 2基本理論 8 2.1工作研究的技術(shù)和方法 8 2.2流水線生產(chǎn)理論概述 11 2.3生產(chǎn)線平衡理論及方法 13 3 DANZE裝配線的生產(chǎn)現(xiàn)狀及工作研究 20 3.1青島成霖及裝配車間概況 20 3.2裝配作業(yè)內(nèi)容及現(xiàn)狀 23 3.3裝配作業(yè)的主要問題分析 32 3.4 DANZE裝配整體流程的改善與評(píng)價(jià) 35 4 DANZE生產(chǎn)線的平衡改善與設(shè)計(jì) 41 4.1 DANZE裝配線平衡的必要性和可行性 41 4.2流水線平衡改善的原則 42 4.3生產(chǎn)線的平衡研究和設(shè)計(jì)過程 43 4.4改善后的效果評(píng)價(jià)分析 55 5結(jié)束語 59 參考文獻(xiàn) 60 致謝 61 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論 緒論 1緒論 1.1問題的提出 臺(tái)灣是世界三大閥門生產(chǎn)基地之一，當(dāng)亞洲各國和地區(qū)正處于較為封閉的時(shí)期，臺(tái)灣較早地參與了國際經(jīng)濟(jì)分工和國際市場競爭，抓住了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整的歷史機(jī)遇，成為世界重要的制造基地。九十年代中期，隨著亞洲各國和地區(qū)對(duì)外開放程度的加快和臺(tái)灣勞工成本的不斷提高，臺(tái)灣制造業(yè)逐步失去了競爭優(yōu)勢(shì)，很多臺(tái)商把工廠搬遷到大陸，產(chǎn)品返銷臺(tái)灣或國外。目前我國水龍頭行業(yè)最大型的出口企業(yè)均是臺(tái)資企業(yè)。 成霖集團(tuán)創(chuàng)立于1979年，是目前臺(tái)灣唯一一家股票上市的水龍頭專業(yè)制造商，自1990年開始相繼在深圳寶安區(qū)設(shè)立了深圳成霖潔具股份有限公司、成霖五金制品公司及深圳成霖實(shí)業(yè)有限公司，形成一條龍工廠，其中深圳成霖潔具股份有限公司曾連續(xù)四年水龍頭出口額位居我國首位。經(jīng)過20多年的發(fā)展，成霖集團(tuán)開發(fā)出500多種各式水龍頭，40多種衛(wèi)浴配件及100多種花灑，擁有GOBO、DANZE、GERBER、FUSION四大自有品牌，其中GOBO與DANZE品牌遠(yuǎn)銷至世界各地，成為美國最大的進(jìn)口水龍頭品牌。目前成霖股份在深圳設(shè)有3個(gè)廠區(qū)，主要從事水龍頭、衛(wèi)浴掛具等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售，公司主要采用自主設(shè)計(jì)制造(ODM)和貼牌(OEM)業(yè)務(wù)模式，產(chǎn)品95%外銷歐美市場，已成為亞洲最大的水龍頭專業(yè)生產(chǎn)商。 青島成霖科技工業(yè)有限公司是成霖集團(tuán)投資5.71億人民幣在青島西海岸出口加工區(qū)興建的一個(gè)分公司，尚未建設(shè)完工，建成后將成為占地30萬平方米、建筑面積16萬平方米、員工總數(shù)超過1萬人的完善的衛(wèi)浴五金產(chǎn)業(yè)園地。目前主要負(fù)責(zé)部分水龍頭的生產(chǎn)與組裝，產(chǎn)品主銷北美和歐洲，完全按照歐美等國標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品工藝程度和質(zhì)量要求較高。 成霖集團(tuán)注重工業(yè)工程在企業(yè)的應(yīng)用，無論是部門設(shè)置還是生產(chǎn)線的布置與優(yōu)化，都體現(xiàn)著工業(yè)工程的思想。多年來，成霖集團(tuán)積極強(qiáng)化企業(yè)管理基礎(chǔ)工作，大力推進(jìn)管理創(chuàng)新，特別致力探索改進(jìn)生產(chǎn)管理方式，通過貫徹精益生產(chǎn)管理思想，實(shí)施精益生產(chǎn)方法，改進(jìn)管理手段，達(dá)到提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。 課題來源于青島成霖裝配車間的生產(chǎn)線平衡研究及改善。雖然IE在成霖集團(tuán)得到了一定重視和應(yīng)用，但由于建廠時(shí)間短，系統(tǒng)化的企業(yè)管理工作未得以深入開展，IE在該企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用中仍存在許多問題和缺陷。 （1）停工待料。不合格的進(jìn)料導(dǎo)致不合格的產(chǎn)品，因進(jìn)料合格率不高、來料檢驗(yàn)不過關(guān)等問題，導(dǎo)致多次出現(xiàn)工人停工待料的現(xiàn)象，延誤了下幾步工序的進(jìn)行，增加了不合格品的產(chǎn)生比率。加之工序間半成品較多，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)返工、甚至報(bào)廢等質(zhì)量事故。 （2）生產(chǎn)節(jié)奏不協(xié)調(diào)。生產(chǎn)忙時(shí)，員工必須加班加點(diǎn)才能滿足交貨，造成員工和設(shè)備緊繃；生產(chǎn)閑時(shí)，員工工作量過小，收入隨之減少，易造成員工積極性低落。另外，生產(chǎn)現(xiàn)場布置不合理，工作時(shí)間過長等原因使員工易疲勞，增加了不規(guī)范操作和安全事故的可能性。 （3）瓶頸制約。長拉布置不合理、設(shè)備研發(fā)更新過慢等原因，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)節(jié)不協(xié)調(diào)，產(chǎn)生大量存滯品。存滯品的存在導(dǎo)致流水線出現(xiàn)瓶頸，產(chǎn)生了不必要的動(dòng)作和可避免的等待，生產(chǎn)線無法平衡，嚴(yán)重制約和影響了工作效率。 本課題以裝配車間的DANZE水龍頭裝配生產(chǎn)線為研究對(duì)象，通過應(yīng)用基礎(chǔ)工業(yè)工程的相關(guān)知識(shí)對(duì)裝配過程進(jìn)行優(yōu)化、改善，努力消除裝配車間中的工時(shí)浪費(fèi)、生產(chǎn)中止等不合理現(xiàn)象，減少作業(yè)瓶頸，節(jié)約物資消耗，減少在制品，加速流動(dòng)資金的周轉(zhuǎn)，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)線負(fù)荷率的目的，真正實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流”。其中，生產(chǎn)線工藝平衡的改善和設(shè)計(jì)是解決裝配線瓶頸的主要手段和關(guān)鍵。 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1生產(chǎn)線及其平衡的研究現(xiàn)狀 一百余年的汽車工業(yè)發(fā)展史上有過兩次生產(chǎn)方式的變革：一次是本世紀(jì)福特的大批量流水生產(chǎn)方式否定了單件生產(chǎn)方式；另一次就是豐田的精益生產(chǎn)方式戰(zhàn)勝了大批量流水生產(chǎn)方式。這兩次變革不僅極大地推動(dòng)了汽車工業(yè)的發(fā)展，而且大大加快了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 流水生產(chǎn)線這種生產(chǎn)組織方式于1914年誕生于美國福特公司，極大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，大幅度降低了汽車成本?？梢哉f，是福特發(fā)明的流水線揭開了現(xiàn)代化大生產(chǎn)的序幕。 大規(guī)模生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化商品一般是一種完全競爭性產(chǎn)品，其生命周期已經(jīng)處于成熟期，市場趨于飽和，企業(yè)要在市場中生存，必須努力降低成本，提高服務(wù)質(zhì)量。降低成本的有效途徑之一就是規(guī)?；a(chǎn)，企業(yè)往往通過不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模來獲取競爭優(yōu)勢(shì)。在大量生產(chǎn)的情況，流水生產(chǎn)線是一種生產(chǎn)過程的先進(jìn)組織形式，大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品往往采用流水線的形式來達(dá)到經(jīng)濟(jì)、均衡的效果，流水線的平衡過程就是實(shí)現(xiàn)一種勞動(dòng)生產(chǎn)率、設(shè)備利用率和滿足市場需求三者之間的平衡的過程。 流水線平衡的方法有兩大類型：啟發(fā)式方法和最優(yōu)化方法。盡管最優(yōu)化方法能找到最優(yōu)解，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)十分繁瑣，往往一個(gè)很小的問題需要構(gòu)造的模型非常大，計(jì)算機(jī)耗時(shí)也較多。啟發(fā)式方法以其簡便、易懂、快速和滿意贏得了眾多管理人員的信賴和歡迎，并被廣泛應(yīng)用于其它領(lǐng)域。最優(yōu)化方法和啟發(fā)式算法是難以截然分開的，啟發(fā)式內(nèi)部也局部用到了尋求最優(yōu)解的方法。 在計(jì)算技術(shù)和制造技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下，生產(chǎn)線平衡問題的解決也在進(jìn)步。在計(jì)算技術(shù)的推動(dòng)下，尤其是進(jìn)化算法，如遺傳算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、多智能體技術(shù)等，引入了生產(chǎn)線平衡的新技術(shù)和新工具。在制造技術(shù)的推動(dòng)下，尤其在柔性制造技術(shù)，引入了生產(chǎn)線的新模型。 自從1913年，Henry Ford發(fā)明了第一條生產(chǎn)線以后，一直到20世紀(jì)50年代，在大部分的制造系統(tǒng)中，生產(chǎn)線的平衡技術(shù)只有Trail-and-Error方法在嘗試。為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象？有兩種假設(shè)：要么是平衡方法的不使用；要么是實(shí)際從業(yè)者對(duì)平衡技術(shù)和方法不了解、不熟悉。 根據(jù)美國有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，即使在美國這樣工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，在工業(yè)裝配生產(chǎn)中，平均有5%-10%的裝配時(shí)間浪費(fèi)在平衡延遲中。所以，多年來流水線平衡問題一直受到人們的關(guān)注和重視。 通過廣泛調(diào)查資料文獻(xiàn)，可看到在國內(nèi)生產(chǎn)線平衡技術(shù)的理論研究尚未深入開展，生產(chǎn)線平衡的應(yīng)用也不是很成熟，平衡技術(shù)還沒有深入到生產(chǎn)管理中去，由于生產(chǎn)線不平衡引起的效率低下、成本浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。因此，生產(chǎn)線的平衡技術(shù)在中國企業(yè)有很大的市場。 1.2.2工作研究相關(guān)應(yīng)用 工作研究是工業(yè)工程的經(jīng)典內(nèi)容，十九世紀(jì)末起源于美國，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，并取得了明顯成效，被公認(rèn)為是能杜絕各種浪費(fèi)、挖掘內(nèi)部潛力、有效提高生產(chǎn)效率和效益、增強(qiáng)企業(yè)競爭能力的實(shí)用技術(shù)。究其原因，最主要的就是因?yàn)楣ぷ餮芯渴窃诓恍枰顿Y或很少投資的情況下就能大大提升生產(chǎn)線的平衡性，增強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)能力進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)活力。 世界各國都將工作研究作為提高生產(chǎn)率的首選技術(shù)。日本在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，經(jīng)濟(jì)千瘡百孔，生產(chǎn)率僅為美國的1/7。由于20世紀(jì)50年代引進(jìn)IE，使工業(yè)在短時(shí)間內(nèi)獲得振興，生產(chǎn)率迅速增長。日本企業(yè)工業(yè)工程的應(yīng)用核心內(nèi)容就是工作研究，重視綜合系統(tǒng)理論，創(chuàng)造了以杜絕一切浪費(fèi)為目標(biāo)的準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式，成為全世界公認(rèn)的生產(chǎn)管理的最好模式之一。美國90%以上的企業(yè)都應(yīng)用了工作研究，企業(yè)的生產(chǎn)率普遍提高50%以上。在美國還成立了工業(yè)工程協(xié)會(huì)，專門研究工業(yè)工程的應(yīng)用。在國外，信息技術(shù)已經(jīng)全面介入到工作研究的各個(gè)領(lǐng)域，開發(fā)了ERP、MRP等一系列應(yīng)用軟件，計(jì)算機(jī)輔助工作研究已經(jīng)成為工作研究發(fā)展和應(yīng)用的新趨勢(shì)。 工作研究在制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，前景廣闊，一些技術(shù)往往不需要或只需很少的投資就可以產(chǎn)生很大的效益，這項(xiàng)技術(shù)十分適合中國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。自20世紀(jì)80年代以來，一些部門和企業(yè)開始不同程度地學(xué)習(xí)和應(yīng)用IE的基本原理和方法，取得了顯著的效果。 但總體來說，在我國，工作研究的應(yīng)用還處于起步階段，人們對(duì)效率、標(biāo)準(zhǔn)化的意識(shí)比較薄弱，研究方法和實(shí)際應(yīng)用缺乏科學(xué)性、系統(tǒng)性。所以，目前在我國，如何推進(jìn)工業(yè)工程的應(yīng)用還是一個(gè)繁重的任務(wù)，以此來提高生產(chǎn)效率尚有較大的發(fā)掘空間和潛力。因此，從基礎(chǔ)工業(yè)工程入手進(jìn)行生產(chǎn)線的優(yōu)化改進(jìn)，提高生產(chǎn)線工藝平衡，是一種務(wù)實(shí)的做法，不僅可以逐步實(shí)施“一個(gè)流”生產(chǎn)，并且可以在成熟的時(shí)候?yàn)橐院髮?shí)施現(xiàn)代工業(yè)工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1.3研究意義 “生產(chǎn)線工藝平衡”即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近，它是生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化必須考慮的最重要的問題。生產(chǎn)線工藝平衡的目的是通過平衡生產(chǎn)線使用現(xiàn)場更加容易理解“一個(gè)流”的必要性及“小單元生產(chǎn)”的編制方法，它是一切新理論新方法的基礎(chǔ)。增強(qiáng)生產(chǎn)線的平衡性是一種適當(dāng)提高生產(chǎn)能力的行之有效的思路，是流水線型生產(chǎn)企業(yè)所追求的目標(biāo)，其最高境界是實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流”生產(chǎn)。 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線平衡，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)，有利于保證設(shè)備、人力的負(fù)荷平衡，從而能提高設(shè)備和工時(shí)的利用率，同時(shí)有利于建立正常的生產(chǎn)秩序和管理秩序，以保證產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)；均衡地進(jìn)行生產(chǎn)還有利于節(jié)約物資消耗，減少在制品，加速流動(dòng)資金的周轉(zhuǎn)，從而降低生產(chǎn)成本；在均衡生產(chǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的“單元生產(chǎn)”,提高了生產(chǎn)應(yīng)變能力。因此，生產(chǎn)線平衡對(duì)企業(yè)來說，具有重要意義。通過對(duì)流水線進(jìn)行不斷的改善與更新，在新的環(huán)境下發(fā)現(xiàn)并解決新的瓶頸，使其在更高的水平上達(dá)到新的平衡。 消除流水線生產(chǎn)中不合理、不科學(xué)的因素，確定流水生產(chǎn)線的節(jié)拍，合理而均衡地組織流水線上各工作地的分工，在不需要投資或很少投資的情況下大大提升生產(chǎn)線的平衡性，增強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)能力，進(jìn)而提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)的活力。這是本論文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。 結(jié)合所研究的裝配生產(chǎn)線，通過平衡生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)以下意義： （1）對(duì)生產(chǎn)線的整個(gè)流程進(jìn)行分析和改進(jìn)，消除不合理之處，使員工的工作更加舒適，提高作業(yè)人員及設(shè)備工裝的工作效率。 （2）通過對(duì)現(xiàn)場布置的改善，在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，對(duì)應(yīng)市場變化，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)。減少單件產(chǎn)品的工時(shí)消耗，減少浪費(fèi)，降低成本（等同于提高人均產(chǎn)量）。 （3）分析確定生產(chǎn)線中的瓶頸工序，找出原因進(jìn)行優(yōu)化、改善，減少工序間的存滯品，使生產(chǎn)過程更加順暢高效。 （4）根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍對(duì)該裝配線進(jìn)行生產(chǎn)線平衡設(shè)計(jì)，在現(xiàn)有條件下最大限度地提高生產(chǎn)效率，均衡各工作站的生產(chǎn)負(fù)荷。 （5）通過平衡生產(chǎn)線可以綜合應(yīng)用到程序分析、動(dòng)作分析、規(guī)劃分析、搬運(yùn)分析、時(shí)間分析等全部IE手法，提高全員綜合素質(zhì)，提高工作效率。 1.4論文的主要思路和框架 本文主要致力于提高生產(chǎn)率，找出影響生產(chǎn)線能力不足的各種因素，以及這些影響因素的相互關(guān)系，從而確定生產(chǎn)線工序節(jié)拍不均衡是主要影響因素。明確主要問題以后，按照生產(chǎn)線平衡的實(shí)施步驟，重新對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行平衡，找出并解決瓶頸工序，使生產(chǎn)線效率和生產(chǎn)能力不斷提高，降低作業(yè)成本，為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 本論文分為五個(gè)部分，具體如下所述。 第一部分，緒論。主要論述論文的研究背景及目的、國內(nèi)外關(guān)于生產(chǎn)線平衡研究和工作研究相關(guān)技術(shù)等方面的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，并簡要介紹文章的主要內(nèi)容思路及框架。 第二章，介紹了工作研究中的主要內(nèi)容和相關(guān)技術(shù)，詳細(xì)分析了流水線生產(chǎn)理論、生產(chǎn)線平衡的基礎(chǔ)理論，并具體介紹了生產(chǎn)線平衡設(shè)計(jì)的方法步驟。 第三章，.詳細(xì)闡述DANZE水龍頭裝配線的生產(chǎn)現(xiàn)狀，進(jìn)行問題分析。然后根據(jù)DANZE裝配線現(xiàn)場實(shí)測的結(jié)果和嚴(yán)格的考察、記錄，運(yùn)用“5W1H”提問技術(shù)分析裝配生產(chǎn)線中存在的問題，明確影響生產(chǎn)線不平衡的各種因素，以及各因素之間的相互聯(lián)系。運(yùn)用工作研究中的程序分析等方法，以及“ECRS”四大原則對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行改進(jìn)和評(píng)價(jià)。 第四章，具體進(jìn)行裝配線的平衡研究。按照生產(chǎn)線平衡的實(shí)施步驟，找出并解決瓶頸工序，提出改進(jìn)建議和方法，重新對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行平衡，調(diào)整生產(chǎn)節(jié)拍，均衡各工位的負(fù)荷率，提高生產(chǎn)線效率和生產(chǎn)能力，達(dá)到降低成本的目的，并對(duì)改進(jìn)后的生產(chǎn)線進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。 第五章，結(jié)束語。 8 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 基本理論研究 2基本理論 2.1工作研究的技術(shù)和方法 工作研究包括方法研究和作業(yè)測定兩大技術(shù)，方法研究著眼于對(duì)現(xiàn)有工作方法的改進(jìn)，其實(shí)施效果要運(yùn)用作業(yè)測定來測量，作業(yè)測定是努力減少生產(chǎn)中的無效時(shí)間，為作業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。在進(jìn)行工作研究時(shí)，一般是先進(jìn)行方法研究，制定出標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)方法，然后再測定作業(yè)時(shí)間。兩種技術(shù)既密切相關(guān)、相輔相成，又可以作為兩種單獨(dú)的技術(shù)分開使用。 2.1.1工作研究的常用分析技術(shù) 工作研究常用的分析技術(shù)是“5W1H”提問技術(shù)及ECRS四大原則，具體內(nèi)容分別見表2.1及表2.2。 “5W1H”提問技術(shù)是對(duì)研究工作及每項(xiàng)活動(dòng)從目的、原因、時(shí)間、地點(diǎn)、人員、方法上進(jìn)行提問，可連續(xù)幾次提問，從而進(jìn)一步探討改進(jìn)的可能性。表中前兩次提問在于弄清問題現(xiàn)狀，第三次提問在于研究和探討改進(jìn)的可能性，改進(jìn)時(shí)常遵循ECRS四大原則。 表2.1 “5W1H”提問技術(shù) 考察點(diǎn) 第一次提問 第二次提問 第三次提問 目的 做什么（What） 是否必要 有無其他更合適的對(duì)象 原因 為何做（Why） 為何要這樣做 是否不需要做 時(shí)間 何時(shí)做（When） 為何要此時(shí)做 有無其他更合適的時(shí)間 地點(diǎn) 何處做（Where） 為何要此處做 有無其他更合適的地點(diǎn) 人員 何人做（Who） 為何要此人做 有無其他更合適的人 方法 如何做（How） 為何要這樣做 有無其他更合適的方法與工具 表2.2 ECRS四大原則的運(yùn)用示例 原則 內(nèi)容 目標(biāo) 實(shí)例 取消 （Eliminate） 完成提問后，非必要的取消 是否可以做，如果不做將會(huì)怎么樣 省略檢查、通過變化布局省略搬運(yùn) 合并 （Combine） 對(duì)于無法取消者，看是否合并，達(dá)到省時(shí)簡化的目的 2個(gè)及以上的工序內(nèi)容是否可以合并起來 同時(shí)進(jìn)行2個(gè)以上的加工作業(yè)、同時(shí)進(jìn)行加工和檢查作業(yè) 重排 （Rearrange） 在EC的基礎(chǔ)上重排，除去重復(fù)，使作業(yè)更加有序 是否可以調(diào)換順序 更換加工順序提高作業(yè)效率 簡化 （Simple） 看能否采用最簡單的方法及設(shè)備，以節(jié)省人力、時(shí)間及費(fèi)用 是否可以更簡單 進(jìn)行流程優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化 2.1.2工作研究的常用方法 本論文運(yùn)用到了工作研究中的方法研究。方法研究是以科學(xué)的方法和步驟對(duì)生產(chǎn)過程中現(xiàn)行作業(yè)方法(包含作業(yè)程序、操作方法和動(dòng)作)進(jìn)行系統(tǒng)地觀察、記錄、分析和改進(jìn)，尋求更為簡便、有效、安全和經(jīng)濟(jì)作業(yè)方式的原理和技術(shù)。方法研究包括程序分析、操作分析和動(dòng)作分析三個(gè)層次，具體技術(shù)和相應(yīng)特點(diǎn)如表2.3所示。 表2.3 方法研究的主要分析技術(shù) 類別 分析技術(shù)名稱 技術(shù)特點(diǎn)的分析 程 序 分 析 工藝流程圖分析 工藝流程圖含有工藝流程的全面概況及工序之間的相互關(guān)系，并根據(jù)工藝順序編制，且標(biāo)明所需時(shí)間。分析的目的是改善工藝內(nèi)容、工藝方法和工藝程序。 流程程序圖分析 流程程序圖分析在工藝流程圖分析的基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步的詳細(xì)分析。通過對(duì)制造過程中“操作”、“檢驗(yàn)”、“搬運(yùn)”、“儲(chǔ)存”、“暫存”的記錄、分析，提出改進(jìn)意見。 線圖線路圖分析 線路圖分析是以作業(yè)現(xiàn)場為對(duì)象，對(duì)現(xiàn)場布置及物料和作業(yè)者的實(shí)際流通路線進(jìn)行分析，以達(dá)到改進(jìn)現(xiàn)場布置和移動(dòng)路線、縮短搬運(yùn)距離的目的。 操 作 分 析 人機(jī)操作分析 分析單人單機(jī)或多人多機(jī)的作業(yè)操作，分析人和機(jī)器的相互配合以提高人-機(jī)系統(tǒng)的利用率。 聯(lián)合操作分析 分析多人單機(jī)的操作，以提高多人之間的操作配合程度，平整工人的工作量。 雙手操作分析 以雙手為對(duì)象，記錄其動(dòng)作，表示其關(guān)系學(xué)，經(jīng)過分析、改善、提高工作效率。 動(dòng) 作 分 析 動(dòng)作要素分析 將作業(yè)劃分為動(dòng)作要素，分析每一個(gè)動(dòng)作要素與其他動(dòng)作要素的關(guān)系，以達(dá)到簡化動(dòng)作，提高效率的目的。 瞬時(shí)動(dòng)作分析 用1s或0.01min拍攝1格的速度，記錄操作活動(dòng)，然后在較短的時(shí)間內(nèi)分析動(dòng)作軌跡，加以改善。 慢動(dòng)作分析 用每分鐘拍攝3840-7680格的速度，記錄操作活動(dòng)，然后做慢動(dòng)作分析，以求操作的改進(jìn)。 2.2流水線生產(chǎn)理論概述 所謂流水線生產(chǎn)就是勞動(dòng)對(duì)象按一定的時(shí)(節(jié)拍)序(工藝規(guī)程)通過各個(gè)工作站完成工序作業(yè)的連續(xù)、重復(fù)的生產(chǎn)過程。它把產(chǎn)品專業(yè)化的空間組織形式及平行移動(dòng)的時(shí)間組織形式結(jié)合為一體，使時(shí)空組織先進(jìn)、合理、有效、完善，每個(gè)工作站按產(chǎn)品生產(chǎn)工藝路線的先后順序排列，產(chǎn)品按規(guī)定速度一個(gè)接一個(gè)像流水一樣通過所有工作站而完成所有生產(chǎn)工序，最終轉(zhuǎn)化為成品。 2.2.1流水生產(chǎn)的特點(diǎn) 所謂流水生產(chǎn)是指生產(chǎn)對(duì)象按照一定的工藝路線順序地通過各個(gè)工作地，并按照統(tǒng)一的生產(chǎn)速度(節(jié)拍)完成工藝作業(yè)的連續(xù)的、重復(fù)的生產(chǎn)過程。它一般具有以下特點(diǎn)： （1）工作的專業(yè)化程度高。在流水生產(chǎn)線上固定生產(chǎn)一種或幾種制品，作業(yè)分工很細(xì)，因此每個(gè)工作地僅固定地完成一道或幾道工序。 （2）生產(chǎn)按照節(jié)拍進(jìn)行。所謂節(jié)拍就是流水線上出產(chǎn)相鄰兩件制品的時(shí)間間隔。一般而言，要求每道工序都按節(jié)拍生產(chǎn)。 （3）工藝過程是封閉的。即勞動(dòng)對(duì)象在流水線上從頭到尾接受連續(xù)的加工，中間不接受線外加工。 （4）組成流水線的各工地(設(shè)備)按工藝過程的順序排列，生產(chǎn)對(duì)象在工序間做單向移動(dòng)。 （5）工作地之間有傳送裝置聯(lián)結(jié)。生產(chǎn)對(duì)象如同流水般地從一道工序流向下一道工序，消除或者最大限度地減少了勞動(dòng)對(duì)象的等待加工時(shí)間或設(shè)備加工的間斷時(shí)間。 具有上述特征的生產(chǎn)線才是流水生產(chǎn)線。在流水生產(chǎn)條件下，生產(chǎn)過程的連續(xù)性、并行性、比例性、節(jié)奏性和密封性都很高，所以它具有比其他生產(chǎn)組織形式都高的生產(chǎn)效率和其他一些優(yōu)點(diǎn)[1]。 2.2.2流水線生產(chǎn)的分類 根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、產(chǎn)量大小，裝配生產(chǎn)方式大致可分為以下幾類： （1）單人單產(chǎn)品式。一個(gè)人完成一件產(chǎn)品，操作者要完成所有作業(yè)。這種裝配方式操作者對(duì)作業(yè)不易熟練，裝配周期長，生產(chǎn)管理較混亂。 （2）單產(chǎn)品固定式。將基礎(chǔ)件放在特定的位置上，按規(guī)定的順序?qū)⑵渌悴考蚩偝膳c基礎(chǔ)件連接和固定，最后形成產(chǎn)品。這種方式適用于單件生產(chǎn)的產(chǎn)品，如飛機(jī)、船舶、大型鍋爐等。 （3）多產(chǎn)品固定式。將若干個(gè)相同的基礎(chǔ)件固定在特定的位置上，每個(gè)或每組工人按規(guī)定的順序分別對(duì)每個(gè)產(chǎn)品完成相同的作業(yè)，最后完成產(chǎn)品裝配。這種方式適用于批量不大的重型汽車等。 （4）自由流水式。產(chǎn)品在裝配過程中，不遵守嚴(yán)格的節(jié)拍，工位間可以積存在制品，以防止工位之間由于裝配速度不同而造成的等待現(xiàn)象。這種方式具有一定的柔性，但在制品數(shù)較多，一般用于小型產(chǎn)品或某些產(chǎn)品的總成裝配。 （5）連續(xù)傳動(dòng)流水式。裝配件在裝配過程中隨傳送裝置一起處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，工人在各自的工位上在節(jié)拍時(shí)間內(nèi)完成該工位所規(guī)定的作業(yè)內(nèi)容，接著完成下一個(gè)裝配件的相同作業(yè)內(nèi)容。這種方式適用于大批量生產(chǎn)，如大批量生產(chǎn)的轎車、載重車、摩托車等。 （6）間歇傳動(dòng)流水式。工人進(jìn)行裝配操作時(shí)，傳送裝置及裝配件不動(dòng)，在所有該工位的作業(yè)都完成之后，傳送裝置帶著裝配件移動(dòng)一個(gè)工位。這種方式適用于批量不大、節(jié)拍較長的裝配生產(chǎn)，如批量不大的各種車輛等。 （7）分組式。按照產(chǎn)品構(gòu)成，分成若干個(gè)裝配組，在裝配組之間可設(shè)置在制品，用來消除由于各裝配組的裝配速度不同而造成的等待現(xiàn)象，使裝配生產(chǎn)均衡地進(jìn)行。每一裝配組可視具體情況組成各種形式的裝配線。這種組織形式便于管理，在生產(chǎn)上具有一定的柔性，已受到了普遍重視。 另外，按一條裝配線上所完成的產(chǎn)品類型數(shù)量可分為：單產(chǎn)品裝配線、多產(chǎn)品裝配線和混產(chǎn)品裝配線。單產(chǎn)品裝配線只裝配一種產(chǎn)品；多產(chǎn)品裝配線裝配多種產(chǎn)品，各種產(chǎn)品的投產(chǎn)間隔較長；混產(chǎn)品裝配線，裝配多種產(chǎn)品，各種產(chǎn)品的投產(chǎn)間隔較短[3]。 2.3生產(chǎn)線平衡理論及方法 流水生產(chǎn)線平衡就是將所有作業(yè)單元分派到生產(chǎn)線各個(gè)工作站，使每個(gè)工作站在工作周期內(nèi)都處于繁忙狀態(tài)，以完成最多的操作量，從而使各工作站未工作時(shí)間(閑置時(shí)間)最少。 裝配線平衡就是為了解決由于工序間節(jié)拍不一致出現(xiàn)瓶頸，造成的無謂的工時(shí)損失和大量的工序堆積即存滯品，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)中止等問題而提出的一種手段與方法，它對(duì)各工序的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行平均化，同時(shí)對(duì)作業(yè)進(jìn)行研究、對(duì)時(shí)間進(jìn)行測定，以使生產(chǎn)線能順暢活動(dòng)。 2.3.1裝配線平衡問題的基本概念 裝配線平衡問題具體可以描述為:裝配某一產(chǎn)品或者產(chǎn)品的某一部分包括一系列的工序，其中某些工序之間存在時(shí)間先后順序的約束關(guān)系，給定節(jié)拍時(shí)間CT，在滿足先后順序約束以及一些其它約束的前提下，如何分配各個(gè)作業(yè)工序，使得需要的工作站最少，并使各工作站的最大作業(yè)時(shí)間不超過節(jié)拍時(shí)間、分配到各個(gè)工作站的作業(yè)的總時(shí)間盡可能相等。 接下來，解釋幾個(gè)解決裝配線平衡用到的名詞。 工作地：為了完成某一產(chǎn)品的各道工序，在裝配線指定一個(gè)工作位置，工人在其中進(jìn)行操作，這個(gè)工作位置就是工作站。 工位：操作者為了完成指定作業(yè)在裝配線上的作業(yè)位置。 作業(yè)元素：不能再分的或最小的作業(yè)單元。 作業(yè)元素時(shí)間：完成一個(gè)作業(yè)元素所需要的工作時(shí)間。 工位時(shí)間：完成分配給一個(gè)工位的全部作業(yè)所需時(shí)間。 空閑時(shí)間：指工作時(shí)間內(nèi)沒有執(zhí)行有效工作任務(wù)的那段時(shí)間，可以指設(shè)備或人的時(shí)間。當(dāng)一個(gè)流程中各個(gè)工序的節(jié)拍不一致時(shí)，瓶頸工序以外的其它工序就會(huì)產(chǎn)生空閑時(shí)間。 工位空閑時(shí)間：在節(jié)拍內(nèi)完成分配給一個(gè)工位的全部作業(yè)后所剩余的時(shí)間，它等于節(jié)拍減去工位時(shí)間。 總作業(yè)時(shí)間：從產(chǎn)品的整個(gè)裝配流程來說，裝配出一個(gè)產(chǎn)品所需要的時(shí)間，即裝配一個(gè)產(chǎn)品的所有作業(yè)元素的作業(yè)時(shí)間總和。 總空閑時(shí)間：整個(gè)裝配過程中，所有工位空閑時(shí)間之和。 節(jié)拍：從整個(gè)生產(chǎn)裝配線來說，節(jié)拍是指裝配線在穩(wěn)定生產(chǎn)的情況下，連續(xù)完成相同的兩個(gè)產(chǎn)品（或兩次服務(wù)，或兩批產(chǎn)品）之間的間隔時(shí)間，即指完成一個(gè)產(chǎn)品所需的平均時(shí)間。節(jié)拍通常只是用于定義一個(gè)流程中某一具體工序或環(huán)節(jié)的單位產(chǎn)出時(shí)間。 瓶頸：通常是指一個(gè)流程中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個(gè)流程的產(chǎn)出速度，而且影響了其它環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。更廣義地講，所謂瓶頸是指整個(gè)流程中制約產(chǎn)出的各種因素。例如，在有些情況下，可能利用的人力不足、原材料不能及時(shí)到位、某環(huán)節(jié)設(shè)備發(fā)生故障、信息流阻滯等，都有可能成為瓶頸。瓶頸還有可能“漂移”，取決于在特定時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品或使用的人力和設(shè)備。 平衡率：指裝配作業(yè)分配給各個(gè)工作地的平均程度，一般用來直接衡量裝配線平衡的好壞標(biāo)準(zhǔn)。 平衡效率：總作業(yè)時(shí)間與工位數(shù)乘以節(jié)拍的百分比，用AE表示，有AE=T/(N×C) ×100%。 后續(xù)作業(yè)：從該作業(yè)出發(fā)沿著裝配優(yōu)先順序圖上所有路徑前進(jìn)直至終點(diǎn)所遇到的所有作業(yè)。 先行作業(yè)：從該作業(yè)開始逆路徑方向而行直至起點(diǎn)所遇到的所有作業(yè)。 裝配優(yōu)先順序圖：給出一個(gè)產(chǎn)品裝配過程的可能步驟之間明晰的內(nèi)在邏輯關(guān)系。 2.3.2生產(chǎn)線平衡的目標(biāo) 生產(chǎn)現(xiàn)場的改善與革新永遠(yuǎn)圍繞著質(zhì)量、效率、原料消耗(成本)這幾方面進(jìn)行，而效率改善的核心即是消除工序不平衡，消除工時(shí)浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)“一個(gè)流(One Piece Flow)”生產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)線平衡就是圍繞這樣一個(gè)目標(biāo)而展開的[8]。 2.3.3流水線平衡的設(shè)計(jì)方法 制造業(yè)的生產(chǎn)線經(jīng)過作業(yè)細(xì)分化之后，各工序的作業(yè)時(shí)間在理論上、現(xiàn)實(shí)上都不能完全相同，這就勢(shì)必存在工序間節(jié)拍不一致出現(xiàn)瓶頸的現(xiàn)象。為了解決以上問題就必須對(duì)各工序的作業(yè)時(shí)間平均化，同時(shí)對(duì)作業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以使生產(chǎn)線能順暢活動(dòng)。因此，需要對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行平衡。 要進(jìn)行流水線平衡，應(yīng)在一定的改善原則的基礎(chǔ)上首先解決好四個(gè)基本問題，然后再進(jìn)行平衡設(shè)計(jì)。 （1）應(yīng)解決的四個(gè)基本問題 1）確定流水生產(chǎn)線上的基本作業(yè)并制定相應(yīng)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 一條流水線由若干個(gè)工位組成，一個(gè)工位由若干個(gè)作業(yè)組成，一個(gè)作業(yè)由若干個(gè)動(dòng)作組成，一個(gè)動(dòng)作由若干個(gè)動(dòng)素組成。對(duì)原有作業(yè)內(nèi)容，應(yīng)用方法研究對(duì)整條流水線努力加以改善，使流水線上的工序和操作趨于合理。同時(shí)，采用作業(yè)測定方法確定流水線上所需各工序基本作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，使流水線達(dá)到最優(yōu)化。 2）確定完成基本作業(yè)的先后次序，并繪制基本作業(yè)順序圖。 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、零部件的相互位置與各種空間限制，確定完成基本作業(yè)的先后次序，并繪制基本作業(yè)順序圖。基本作業(yè)順序圖是一種網(wǎng)絡(luò)圖，是產(chǎn)品本身對(duì)裝配生產(chǎn)的基本要求。在流水線平衡設(shè)計(jì)過程中，無論對(duì)基本作業(yè)進(jìn)行何種組合，都不能破壞該圖所規(guī)定的作業(yè)順序。 3）確定流水生產(chǎn)線的循環(huán)時(shí)間（節(jié)拍）。 在確定了流水線上所需各工序基本作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)量要求確定流水生產(chǎn)線的循環(huán)時(shí)間（節(jié)拍）。 4）將基本作業(yè)按一定的準(zhǔn)則分配到各工位。 在工藝與技術(shù)的約束下，按流水線的節(jié)拍要求，為每個(gè)工位分配作業(yè)任務(wù)，使它們的負(fù)荷盡可能地充分而均衡，使各工位的操作時(shí)間不超過循環(huán)時(shí)間，并且基本保持一致（平衡），以使每個(gè)工作地在節(jié)拍內(nèi)處于繁忙狀態(tài)，完成最多的操作量，減少工時(shí)損失，從而使各工作地的閑置時(shí)間最少，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)[2]。 （2）生產(chǎn)線工藝平衡的改善原則和方法 平衡率改善的基本原則是通過調(diào)整工序的作業(yè)內(nèi)容來使各工序作業(yè)時(shí)間接近或減少這一偏差。實(shí)施時(shí)可遵循以下原則和方法： 1）首先應(yīng)考慮對(duì)瓶頸工序進(jìn)行作業(yè)改善，作業(yè)改善的方法，可參照程序分析的改善方法及動(dòng)作分析、工裝自動(dòng)化等IE方法與手段。 2）將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其它工序。 3）增加或減少各作業(yè)員，只要平衡率提高了，人均產(chǎn)量就等于提高了，單位產(chǎn)品成本也隨之下降。 4）合并相關(guān)工序，重新排布生產(chǎn)工序，相對(duì)來講在作業(yè)內(nèi)容較多的情況下容易拉平衡。 5）分解作業(yè)時(shí)間較短的工序，把該工序安排到其它工序當(dāng)中去[10]。 （3）單品種流水線平衡方法 實(shí)現(xiàn)流水生產(chǎn)，首先必須制定標(biāo)準(zhǔn)的工作程序和標(biāo)準(zhǔn)的操作方法，即進(jìn)行方法研究，使流水線上的工序和操作趨于合理，然后采用一定的作業(yè)測定方法確定流水線上所需各工序的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行流水生產(chǎn)線的平衡。主要內(nèi)容是確定流水生產(chǎn)地節(jié)拍，然后按節(jié)拍確定工作地?cái)?shù)目并向工作地分配工序任務(wù)。生產(chǎn)線平衡要解決的問題就是將所有工序任務(wù)分派到各個(gè)工作地，以使每個(gè)工作地在節(jié)拍內(nèi)處于繁忙狀態(tài)，完成最多的操作量，從而使各工作地的閑置時(shí)間最少，實(shí)現(xiàn)均衡生產(chǎn)。 1） 確定流水生產(chǎn)的節(jié)拍 節(jié)拍是指流水線上前后出產(chǎn)兩個(gè)相同制品的時(shí)間間隔。當(dāng)流水線的運(yùn)輸批量等于1的情況下，節(jié)拍按下式計(jì)算： C=Fe/N （2.1） 式中：C——流水線節(jié)拍； Fe——計(jì)劃期有效工作時(shí)間； N——計(jì)劃期應(yīng)完成的產(chǎn)量。 若按批運(yùn)輸時(shí)，則流水線節(jié)拍為 C批=CQ （2.2） 式中：Q——運(yùn)輸批量。 節(jié)拍確定后，下一步是考慮如何合理組織流水線上工作地的任務(wù)分工。這種分工將形成流水線的工作地?cái)?shù)。 2） 計(jì)算最少工作地?cái)?shù) 工作地也叫工作站，它們分別承擔(dān)制品過程中至少一個(gè)或多個(gè)無法再 分解的作業(yè)元素。工作站中需完成的作業(yè)元素及其工時(shí)定額，分別稱為站工作含量及站工作含量時(shí)間。流水線中所有站工作含量時(shí)間的綜合為總工作含量時(shí)間，亦即制造單位制品所需全部作業(yè)元素加工時(shí)間的總和，以W表示。 W=∑t j (2.3) 式中：t j——工序j的加工時(shí)間。 工作地?cái)?shù)越少，工作地上的負(fù)荷越飽滿，流水線的利用效率或負(fù)荷率也就越高。在給定了節(jié)拍時(shí)間后，最少工作地?cái)?shù)S min應(yīng)為 S min=[W／C] （2.4） 式中：[ ]表示大于或等于W／C的最小整數(shù)。 流水線的最小工作地?cái)?shù)可以作為衡量流水線利用程度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，用來檢查工作地任務(wù)分工組織的合理性。 3） 流水線平衡 最少工作地?cái)?shù)只是一種理想情況。在生產(chǎn)中，有許多因素限制著作業(yè) 元素的分配，使工作地不能達(dá)到滿負(fù)荷，即各站工作含量時(shí)間不能與節(jié)拍時(shí)間完全相等或接近相等?；镜募s束是任何工作地的含量時(shí)間不能大于節(jié)拍。若一項(xiàng)作業(yè)元素的作業(yè)時(shí)間大于節(jié)拍，必須將它們分成兩個(gè)或多個(gè)工作地平行進(jìn)行。于是，應(yīng)在工藝與技術(shù)的約束下，按流水線的節(jié)拍要求，為每個(gè)工作地分配作業(yè)任務(wù)，使它們的負(fù)荷盡可能地充分而均衡，這就是流水線平衡。 對(duì)于裝配流水線主要采取分解與合并工序，合理調(diào)配人力等辦法進(jìn)行流水線平衡。也可采用高效率的工具，改進(jìn)裝配工藝方法等措施減少裝配工時(shí)，但最常用的是前者，即生產(chǎn)組織措施。裝配流水線平衡的方法很多，下面介紹一種簡便而又能取得滿意效果的方法——階位法。 階位法的原理是按作業(yè)元素的階位高低作為理想工作地分配的優(yōu)先順序。作業(yè)元素的階位是指該作業(yè)元素與所有后續(xù)作業(yè)元素時(shí)間的總計(jì)。 階位法的工作步驟如下： ① 作圖表示裝配工藝過程中各作業(yè)元素的先后關(guān)系，并表明每項(xiàng)作業(yè) 元素的時(shí)間。 ② 從作業(yè)元素先后關(guān)系圖中找出每項(xiàng)作業(yè)元素的后續(xù)作業(yè)元素，計(jì)算 它們的時(shí)間總和，即每項(xiàng)作業(yè)元素的階位值。 ③按階位值的大小，由大到小，將作業(yè)元素排隊(duì)，制成作業(yè)元素階位 表。 ④從階位值最高的作業(yè)元素開始，向工作地分配作業(yè)要素。每分配一項(xiàng)作業(yè)元素，計(jì)算一次在節(jié)拍時(shí)間內(nèi)的剩余時(shí)間。若剩余時(shí)間足夠安排另一項(xiàng)作業(yè)元素，從階位表中找出階位值次高的作業(yè)元素分給該工作地。但需注意不違反工藝順序和技術(shù)約束。若剩余時(shí)間不夠安排其他作業(yè)元素，就向下一個(gè)工作地分配，直到全部作業(yè)要素都被安排到工作地為止。當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)作業(yè)元素具有相同的階位時(shí)，可選用后續(xù)工序數(shù)或作業(yè)元素時(shí)間作為輔助規(guī)則，后續(xù)工序數(shù)多的或作業(yè)元素時(shí)間長的作業(yè)元素優(yōu)先分配。 4）流水線平衡的評(píng)價(jià)與再平衡 用下面的公式計(jì)算流水線負(fù)荷率，以評(píng)價(jià)流水線平衡后的效率： E=W/SC （2.4） 式中：E——流水線負(fù)荷率； S——采取平衡措施后的流水線工作地?cái)?shù)。 總之，流水生產(chǎn)線平衡問題的解決是一個(gè)系統(tǒng)問題，因此論文在論述生產(chǎn)線平衡時(shí)，雖采用相對(duì)獨(dú)立的方法，但在應(yīng)用實(shí)踐中必須從系統(tǒng)的角度出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧地使用工業(yè)工程的各種手法對(duì)生產(chǎn)線平衡進(jìn)行研究，充分發(fā)揮出多種單一手段與方法所不具有的聯(lián)合功效。 20 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 DANZE裝配線的生產(chǎn)現(xiàn)狀及工作研究 3 DANZE裝配線的生產(chǎn)現(xiàn)狀及工作研究 3.1青島成霖及裝配車間概況 青島成霖科技工業(yè)有限公司位于青島西海岸出口加工區(qū)內(nèi)，占地面積13萬多平方米，建筑面積17.6萬平方米，其中生產(chǎn)車間17.2萬平方米，輔助車間0.4萬平方米，該園區(qū)可分為鋅制品廠、銅制品廠、裝配廠和辦公樓等功能區(qū)，各功能區(qū)分布狀況如圖3.1所示。 出貨廣場 一樓 半成品倉區(qū) 二樓 注塑區(qū) PVD CNC機(jī)加區(qū) 三樓 裝配區(qū) 一樓 電鍍區(qū) 二樓 包材倉庫區(qū) 鍛造拋光區(qū)（一樓） 鋼管拋光（二樓） 鍛造機(jī)加區(qū)（一樓） 鋼管機(jī)加（二樓） 鍛造區(qū)（一樓） 一樓 原料區(qū) 模具區(qū) 拋光區(qū) （一樓） 機(jī)加區(qū) （一樓） 造型區(qū) （一樓） 砂芯區(qū) （一樓） 鋅壓拋光區(qū)（二樓） 鋅壓鑄機(jī)加區(qū)（一樓） 鋅壓鑄區(qū)（一樓） 拋光區(qū)（一樓） 機(jī)加區(qū)（一樓） 重鑄區(qū)（一樓） 圖3.1 青島成霖功能區(qū)分布圖 成霖集團(tuán)引進(jìn)國外先進(jìn)的工藝設(shè)備，添增國產(chǎn)配套設(shè)備，使之形成年產(chǎn)高檔水龍頭、精品衛(wèi)浴配件零組件各800萬套的能力，包括面盆、浴缸等配套使用的等近千個(gè)品種零組件的加工及裝配作業(yè)，主要生產(chǎn)工序?yàn)椋褐罔T、鍛造、鋅壓鑄、銅管、銅棒、注塑、表面處理(電鍍/PVD/烤漆/噴漆/電泳)、裝配等，主要裝置：重鑄、鍛造、鋅壓鑄、銅管、銅棒、注塑、表面處理(電鍍/PVD/烤漆/噴漆/電泳)、裝配等工藝裝置。其核心工藝詳細(xì)流程見圖3.2。 圖3.2 核心工藝流程圖 此外，高檔水龍頭生產(chǎn)工藝流程為： 鋅材 壓鑄 去毛邊機(jī)加工 拋光 表面處理 裝配 銅材 鍛造或重力鑄造 機(jī)加 拋光 焊接 表面處理 裝配 精品衛(wèi)浴配件生產(chǎn)工藝流程為： 銅材（鋅） 鍛造或重力鑄造（壓鑄） 去毛邊機(jī)加工 拋光 表面處理 裝配 成霖集團(tuán)除了為客戶提供品牌代工制造外，擁有GOBO、DANZE、GERBER、FUSION四大自有品牌并提供相應(yīng)制造支持，產(chǎn)品銷至北美市場。 此次畢業(yè)實(shí)習(xí)主要在裝配車間，研究DANZE水龍頭裝配線的生產(chǎn)線平衡問題，并予以改進(jìn)和評(píng)價(jià)。裝配車間擁有多條流水線，負(fù)責(zé)組裝不同品牌和型號(hào)的衛(wèi)浴產(chǎn)品及其配件，其設(shè)施布置狀況如圖3.3所示。 其中，DANZE品牌水龍頭裝配線位于其中裝配組裝區(qū)的灰色區(qū)域。 ① ② ⑩ ③ ⑤ ⑥ ⑨ ④ ⑦ ⑧ 注：① —— 零散件區(qū) ② —— 零散件區(qū) ③ —— 前置區(qū) ④ —— 物料區(qū) ⑤ —— 裝配組裝區(qū) ⑥ —— 激光打字區(qū) ⑦ —— 現(xiàn)場辦公區(qū) ⑧ —— 前置 ⑨ —— 設(shè)計(jì)暫存區(qū) ⑩ —— 辦公區(qū)域 圖3.3 成霖倉儲(chǔ)及裝配車間平面布置圖 3.2裝配作業(yè)內(nèi)容及現(xiàn)狀 DANZE水龍頭裝配線是手工裝配流水線，采用雙列式布置方式安排工作站，每個(gè)工作站有一個(gè)裝配工，完成規(guī)定的一部分裝配任務(wù)。流水線傳動(dòng)裝置——傳送帶是以一定速度移動(dòng)的，工人均為站立操作。各工位上的作業(yè)時(shí)間應(yīng)滿足一定的節(jié)拍要求，作業(yè)分配量按工位同期化，即要求工位能力均衡，作業(yè)時(shí)間均衡；產(chǎn)品按一定的速度移動(dòng)，線上全體員工同時(shí)作業(yè)；產(chǎn)品按合理化直線路徑向完成方向移動(dòng)[6]。 多品種裝配線一個(gè)計(jì)劃期內(nèi)，在同一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)品種規(guī)格不同的產(chǎn)品。但裝配線上的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝相似，規(guī)格和型號(hào)相同，生產(chǎn)過程中，不同產(chǎn)品之間的轉(zhuǎn)換基本上不需調(diào)整生產(chǎn)線，所以本文的研究具有典型性。 3.2.1裝配線的基本參數(shù)和工作狀況 通過實(shí)地考察，DANZE裝配線上工作人員均為年輕員工，技術(shù)比較 嫻熟，但規(guī)范性不足，需進(jìn)行進(jìn)一步的培訓(xùn)和鍛煉。每天工作時(shí)間分為三部分，每個(gè)人的工作地點(diǎn)和工作任務(wù)一般情況下不變，在產(chǎn)品型號(hào)、工藝等方面有較大變化時(shí)，少數(shù)裝配工的工作有所變動(dòng)。經(jīng)過測量記錄，得其各項(xiàng)基本參數(shù)如表3.1所示。 表3.1 裝配線工作臺(tái)及工作人員基本數(shù)據(jù) 流水線速度 0.055m/s 工作臺(tái)高度（水平） 0.90m 傳送帶寬度 0.50m 操作臺(tái)寬度（左右對(duì)稱） 0.305m 組長 1名 男工人 3名 線外工人 2名 女工人 6名 工作時(shí)間 8：00——11：15 12：15——17：00 18：00——22：00 注：每個(gè)工作時(shí)間段有10分鐘休息時(shí)間，生產(chǎn)線開動(dòng)時(shí)任何人不得隨意離線。 為了便于分析研究，研究者按照裝配順序進(jìn)行跟蹤和觀測，逐道工序調(diào)查記錄工位布置、工序的安排和時(shí)間、工具配備、物流方式等。由于工序和工位的數(shù)量較多而空間的長度不夠大，可看出DANZE裝配生產(chǎn)線采用典型的雙列式布置，平面示意如圖3.4所示。 1 6 8 5 3 7 4 9 2 1——作業(yè)前準(zhǔn)備 2——試氣測試 3——試水測試 4——試扭力測試 5——恒溫測試 6——上標(biāo)示板、螺絲、螺帽、固定板 7——折盒及底座、擦拭、產(chǎn)品入盒 8——折上座入盒 9——檢查、放說明書、封盒 注：點(diǎn)劃線處為擋板，平行四邊形處為橋臺(tái)，箭頭所指方向?yàn)橹破返牧鲃?dòng)方向 圖3.4 改進(jìn)前的DANZE裝配線雙列式布置示意圖 DANZE水龍頭裝配線分析是根據(jù)工藝要求和生產(chǎn)實(shí)際，將現(xiàn)有流水線上的各道工序進(jìn)行分析，確定合理的工序內(nèi)容及順序，然后依據(jù)一定的作業(yè)分配規(guī)則，將所有基本的作業(yè)單元分派到各個(gè)工位，以使每個(gè)工位在節(jié)拍內(nèi)都處于繁忙狀態(tài)，完成最多的操作量，使各個(gè)工作站的閑置時(shí)間最少。觀測并記錄其操作內(nèi)容和工藝要求如表3.2所示。 表3.2 DANZE裝配線操作內(nèi)容及說明 工位 作業(yè)名稱 操作的具體內(nèi)容和工藝說明 1 作業(yè)前準(zhǔn)備 取栓仔組至固定塊，關(guān)鍵要定位準(zhǔn)確 取心軸置于于栓仔組內(nèi) 取套筒置于心軸上 螺絲打緊，用工具進(jìn)行固定 完成放置于流水線上，止于擋板處 2 試氣 抓取本體夾緊于試氣夾具中 出水口裝上塞頭 打開心軸 沉入水中30s，局部無氣泡冒出，說明本體良好不漏氣 浮出水面 卸下塞頭 將心軸再次沉入水中測試30s，出水口處無氣泡冒出，說明心軸良好 浮出水面 卸下本體運(yùn)至橋臺(tái) 3 試水 本體夾緊于試水夾具里 開進(jìn)水開關(guān)，觀察水流情況，試水壓是否符合要求 開關(guān)3-5次試水龍頭把手，檢查心軸止水功能是否良好，心軸打開時(shí)，出水口出水流暢，關(guān)閉時(shí)出水口無水流漏出或滲出，為良好，否則為不良 分水切換3-5次，檢查分水良好 續(xù)表3.2 工位 作業(yè)名稱 操作的具體內(nèi)容和工藝說明 3 試水 分水閥關(guān)閉，檢驗(yàn)是否滲漏，出水口無水滲出為良好 卸下移至流水線 4 試扭力 開扭力測試臺(tái)氣閥，夾緊工件 開進(jìn)水閥，打開把手 開自動(dòng)測試開關(guān)，檢驗(yàn)扭力，試水臺(tái)紅燈亮為不良品，亮綠燈則為良好 關(guān)閉自動(dòng)測試開關(guān) 打開夾具 取本體運(yùn)至橋臺(tái)上 5 恒溫測試 開恒溫測試臺(tái)氣閥，夾緊工件 開進(jìn)水閥，打開把手 開自動(dòng)測試開關(guān)進(jìn)行恒溫檢驗(yàn)， 試水臺(tái)亮紅燈，為不良；亮綠燈則為良好 關(guān)閉自動(dòng)測試開關(guān) 關(guān)閉把手進(jìn)水閥 取出工件運(yùn)至流水線 6 上標(biāo)示板、螺絲、固定板等 取工件 上標(biāo)示板，打螺絲 上固定板，打螺絲 上螺帽 掛標(biāo)簽 掛零件袋 續(xù)表3.2 運(yùn)至流水線 7 檢查、擦拭、入盒 取紙殼折成紙盒 粘貼條形碼外標(biāo)簽到紙盒外 取紙殼折成底座 將底座裝于紙殼 擦拭組裝的工件 檢查齊全 將組件裝于底座 運(yùn)至流水線 8 置上座 取紙殼折成上座 將上座裝于組件上部 運(yùn)至流水線 9 放說明書、封盒 取說明書進(jìn)行檢查 折疊產(chǎn)品說明書 將說明書置于盒內(nèi) 封盒 取膠帶封口 3.2.3改進(jìn)前的DANZE裝配線工藝流程分析 程序分析是工作研究的基礎(chǔ)。如果未作程序分析，預(yù)先發(fā)現(xiàn)某工序在整個(gè)流程中根本不必要，就先做微觀的作業(yè)分析或動(dòng)作分析，就可能會(huì)造成較大的浪費(fèi)。程序分析的工作流程一般由五種基本活動(dòng)構(gòu)成，即加工、檢查、搬運(yùn)、等待和儲(chǔ)存。美國機(jī)械工程師學(xué)會(huì)規(guī)定了5種符號(hào)分別表示加工、檢查、搬運(yùn)、等待和儲(chǔ)存這5種基本活動(dòng)，如表3.3所示。 表3.3 程序分析的常用符號(hào) 符號(hào) 名稱 表示的意義 結(jié)合該流水線舉例 ○ 加工 指原材料、零件或半成品按照生產(chǎn)目的承受物理、化學(xué)、形態(tài)、顏色等的變化 夾緊工件、打開按鈕、上緊螺絲、上標(biāo)簽、封盒等都屬于加工 □ 檢查 對(duì)原材料、零件、半成品、成品的特性和數(shù)量進(jìn)行測量?；蛘哒f將某目的物與標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行對(duì)比，并判斷是否合格的過程 產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)測試、檢查物件是否齊全等都屬于檢查 → 搬運(yùn) 表示工人、物料或設(shè)備從一處向另一處在物理位置上的移動(dòng)過程 在制品的搬運(yùn)、操作工人的移動(dòng)等 D 等待或暫存 指在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不必要的時(shí)間耽誤 等待被加工、被運(yùn)輸、被檢驗(yàn)都屬于等待 ▽ 儲(chǔ)存 為了控制目的而保存貨物的活動(dòng) 物料在某種授權(quán)下存入倉庫 流程程序分析是程序分析中最基本、最重要的分析技術(shù)。它以產(chǎn)品或零件的制造全過程為研究對(duì)象，把加工工藝劃分為檢查、檢查、搬運(yùn)、等待和儲(chǔ)存五種狀態(tài)加以記錄。流程分析是對(duì)產(chǎn)品和零件整個(gè)制造過程的詳細(xì)分析，特別適用于對(duì)搬運(yùn)、儲(chǔ)存、等待等隱藏成本浪費(fèi)的分析[5]。 水龍頭主要裝配工序?yàn)椋鹤鳂I(yè)前準(zhǔn)備，試氣測試，試水測試，試扭力測試，恒溫測試，上標(biāo)示板、螺絲、螺帽和固定板，折盒，折底座、擦拭本體、本體入盒，折上座入盒，檢查、放說明書、封盒等。其中，檢查是水龍頭裝配過程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。 不同型號(hào)的水龍頭的具體生產(chǎn)工序大同小異，以DANZE水龍頭為例，通過現(xiàn)場的觀察分析，做出其正常情況下的基本流程圖如圖3.5所示。 1 1 取栓仔組至固定塊 9s 心軸 上心軸于栓仔組 5s 2 套筒 上套筒于心軸 4s 3