电机厂小发车间

1、兰州理工大学本科毕业论文机电工程学院毕业论文兰州电机厂小发车间生产线平衡设计 学 生 姓 名 金秀稳 学 号 07040204 专 业 班 级 工业工程 指 导 教 师 冯瑞成 研 究 所 长 赵家黎 教 学 院 长 杨萍 日 期 2011年6月10 摘 要 随着快速多变的市场需求及企业的发展,在流水线生产的模式下,如何提高生产线的整体效率,减少工序间的在制品,以及追求同步化生产越来越受到重视,企业生产中通常用平衡率这一量化的指标来评价一 条流水线平衡性的高低。它在某种程度上决定着企业设备的利用率,并限制着生产线生产能力的提高。论文通过对发电机生产线平衡的研究,结合自身企业产品的特点,对现有生

2、产进行了改善,说明了现有工业工程技术在生产线平衡改善中的作用。关键词：生产线平衡 工序节拍 人机操作分析 学习曲线 AbstractWith the development of fast-changing market demands and enterprise, in assembly line production mode, how to improve the overall efficiency of production lines, less in products between processes, and the pursuit of synchronized prod

3、uction more and more attention, normally used in the production balance rate of this quantitative indicators to assess the level of a line balance. It to a certain extent determines the equipment utilization, and limit production capacity increase of the production line. Papers by the research of ge

4、nerator line balancing, combining the characteristics of its enterprise products, to improve the existing production, illustrates the existing techniques of industrial engineering's role in the line balancing improvements.Keywords: line balancing process cycle time analysis of human-machine the

5、learning curve 目录第1章 绪论11.1 课题研究的背景11.2 课题研究目标21.3课题研究意义2第2章 生产线平衡的相关理论32.1 工业工程在企业中的应用32.2 生产线平衡的相关概念62.3 生产线平衡的计算方法82.4 生产线平衡的改善方法82.5 兰州电机厂生产现状112.6 生产线平衡问题的提出12第3章 现状分析及问题的提出133.1兰州电机厂小发车间的生产现状及车间布置133.2车间的主要生产产品和生产计划（3月份）133.3TFW425/75W的工艺流程15第4章 生产线平衡改善方案204.1 生产线平衡改善的步骤204.2 确定小发车间现行生产线节拍214.

6、3 调整工序作业内容254.4 人机法的应用294.5 提高瓶颈工位的生产能力32第5章 生产线平衡方案实施效果评价375.1工艺流程变更的相应措施375.2调整后的生产效率375.3改善前后的产能及人力变化385.4本章小结39第6章 结论与展望40参考文献42文献翻译43致谢49第1章 绪论 在对生产线研究过程中，通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有

7、可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲，时间。这就需要对生产工艺进行平衡研究。1.1 课题研究的背景目前现代工业工程虽然在许多行业得到广泛应用, 特别是在国

8、外企业及一些国防工业中已取得显著效益, 但全球大部分企业仍以基础工业工程为应用的重点. 在我国沿海, 大部分在华的外资、合资企业对基础工业工程都十分重视. 根据我国企业的技术条件、管理水平、信息化程度和所处的经济与市场环境, 企业从基础工业工程( 或叫经典工业工程) 做起不仅容易, 而且成效也快且显著, 同时可为将来实行现代工业工程打下坚实的基础。 因此, 为达到生产线平衡的目的可采用传统工业工程的方法研究和作业测定等方法。制造业的生产多半是在进行细分化之后的多工序流水化连续作业生产线, 此时由于分 工作业, 简化了作业难度, 使作业熟练度容易提高, 从而提高了作业效率。 然而, 经过了这样的

9、作业细分化之后, 各工序的作业时间在理论上、现实上都不能完全相同, 这就势必存在工序间作业负荷不均衡的现象。 除了造成无谓的工时损失外, 还造成大量的 工序堆积, 严重时会造成生产线的中止.。生产线平衡( Streamline Bal2ancing) 就是为了解决上述问题而提出的一种手段与方法, 它对各工序的作业时间进 行平均化, 同时对作业进行研究、对时间进行测定,使生产线顺畅连动. 本文旨在通过对生产线均衡与基础工业工程的方法和程序分析的研究, 以及对企业界大量使用的5S活动管理及日常业务中的管理进行分析, 以使我国企业能够重视基础工业工程方法的研究, 从而为现代工业工程方法的应用打下良好

10、的基础。1.2 课题研究目标 以学以致用为宗旨，锻炼自己灵活运用所学专业技能的能力。通过案例和数据解析，证实程序分析对生产线优化的巨大作用。只有平衡率达到一定值，生产线才能稳定，只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降，达到精益生产的目的。1.3课题研究意义“生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加高效，节能，它是一切新理论新方法的基础。实现平衡生产线可以达到以下几个目的：1、提高作业员及设备工装的工作效率。2、减少单件产品的

11、工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）。3、减少工序的在制品，真正实现“一个流”；4、在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统。5、通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划（Layout）分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。第2章 生产线平衡的相关理论方法研究把工作简化并定出进行此项工作的更经济的方法和程序作业测定确定进行某项工作所需时间的长短工作研究提高生产率图2-1 工作研究2.1 工业工程在企业中的应用2.1.1工业工程的应用领域IE首先产生并应用于制造业，随着IE技术的发展，其应用范围不断扩大。二次世界大战以

12、前，IE主要应用于制造业工业研究生产方法改进，建立良好的生产秩序，确定作业标准，以及制订工资激励计划等。二次世界大战以后，随着IE逐渐发展为一门学科，其应用领域扩大到制造业以外的其他领域，尤其是服务业，如建筑业、交通运输、农场管理、航空、银行、医院、超级市场、军事后勤以及政府部门（主要是行业管理与发展规划）等。并且，应用对象是远比过去复杂和庞大的系统，所研究的不仅是某项作业方法或生产线的改进，而是各种要素的有机协调和整个系统的优化。1.1.2工业工程在制造业中的应用尽管现代IE应用及其广泛，但制造业仍然是最主要和有代表性的一个领域。所谓制造业就是生产各种产品的工业。制造工业具有这样的特点，即其

13、生产活动的全部内容包括技术和管理两个方面：围绕材料加工技术（或通常说的制造技术）研究工艺与设备，这是制造的硬件部分；关于制造系统，即由人、材料和设备等组成的集成系统的控制和管理，这是制造的软件部分。从这个意义上讲，IE正是将两者有机结合起来的原理和技术，根据这一特点和要求，制造业中的工业工程常用知识和技术见图2-1。（一）工作研究工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术，主要以提高生产率和整体效益为目的。利用方法研究和作业测定（工作测量）两大技术，分析影响工作效率的各种因素，帮助企业挖潜、革新，消除人力、物力、财力和时间方面的浪费，减轻劳动强度，合理安排作业，用新的工作方法来代替现行的方法，并

14、制定该项工作所需的标准时间，从而提高劳动生产率和经济效益的一门现代化得科学管理技术。图1-2简要说明了实施工作研究的目标和程序，也说明了方法研究与作业测定的互相关系，前者寻求减少工作量，建立更经济的作业方法与标准；后者则旨在制订相应的时间标准，从而为制定科学、合理的定额和生产系统的优化设计与管理提供依据。因此，工作研究的应用不仅直接促使生产率提高，而且也是应用其他IE技术，如设施规划与设计、生产计划与控制等的必要基础。（二）功效学工效学亦称人类工程学或人类因素、人因工程学等，是综合运用生理学、心理学、卫生学、人体测量学、社会学和工程技术等知识，研究生产系统中人、机器和环境之间的相互作用的一门边

15、缘学科，是IE的一个重要分支专业基础知识。通过对作业中人体机能、能量消耗、疲劳测定、环境与效率的关系等的研究，在系统设计中，科学地进行工作职务设计、设施与工具设计、工作场地布置、确定合理的操作方法等，使作业人员获得安全、健康、舒适、可靠的作业环境，从而提高工作效率和效果。（三）价值工程价值工程亦称价值分析，也是工业工程师为寻求高效益、低成本方案常用的一种方法。主要用于新产品、新技术开发等过程中，为了有效地改善价值而进行的有组织的活动。就是对产品技术或服务进行“功能”与“成本”对比研究，以达到实现“必要功能”而“成本最低”的目的。通过价值分析，寻求产品设计、材料选择、制造工艺等方面改进，从而有效

16、地提高生产率。（四）工程经济工程经济是关于工业工程必须应用的经济知识，即投资效益分析与评价的原理和方法。主要是通过对整个生产系统的经济性研究、多种技术方案的成本与利润计算、投资风险分析评价与比较等，为选择技术先进、效益最高或费用最低的方案提供决策依据。内容主要包括：工程经济原理、资金的时间价值、工程项目可行性研究、技术改造与设备更新的经济分析，以及常用的年费用法、现值法、投资收益法（ROI），内部收益率(IRR)、回收期法等。（五）设施规划与设计设施规划与设计是对系统（如工厂、学校、医院、商店等）进行具体的规划与设计，包括厂址选择、工厂平面布置、物流分析和物料搬运方法与设备选择等。是各生产要素

17、和各子系统（设计、生产、制造、供应、后勤服务、销售等部门）按IE要求得到合理的配置，组成更富有生产力的集成系统。它是IE实现系统整体优化、提高整体经济效益的关键环节。因此，它还涉及系统工程、运筹学、工作研究、成组技术、管理信息系统、工效学、工程经济学、计算机模拟等许多专业知识的综合利用，以解决系统优化设计问题。（六）组织行为学 组织行为学是涉及对组织及人的行为进行系统研究的学问，包括组织的产生、成长和发展；个人、群体在组织中的作用及相互关系；组织与外界的相互作用；工作激励；组织管理与领导的有效性等，为IE进行组织管理系统设计提供必需的基础知识和原理。（七）生产计划与控制生产计划与控制主要研究生

18、产过程和资源的组织、计划、调度和控制，是保证整个生产系统有效运行的核心。内容包括生产过程的时间和空间组织、生产和作业计划、生产线平衡、库存控制等，分析研究生产作业和库存控制的理想方案，通过对人、财、物、信息的合理组织调度，加快物流、信息流和资金周转率，从而达到高效率和效益的统一。 常用的方法有：网络计划（计划评审技术PERT、关键路线法CPM）、经济订货量（EOQ）、经济生产批量（EPQ）和现代生产与库存管理方物料需求计划（MRP）、生产资源计划（MRP）和准时制（JIT）等。（八）质量管理与可靠性技术 质量管理是指为保证产品或工作质量所进行的质量调查、计划、组织、协调与控制等各项工作，其中最

19、主要的是根据对产品和生产过程的分析，为达到规定的质量标准，利用科学方法对生产进行严格的检查和控制，预防不合格品产生，即实行质量控制。内容包括：传统的质量控制方法、现代质量管理质量保证、生产保证、全面质量控制（TQC）和全面质量管理（TQM）。可靠性技术是为维持系统有效运行的原理和方法，包括可靠性概念、故障及诊断分析、使用可靠性、系统可靠性、可靠性设计与管理等。2.2 生产线平衡的相关概念2.2.1“节拍”、“瓶颈”、“空闲时间”的定义流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用

20、于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运

21、作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。这就需要对生产工艺进行平衡。制造业的生产线多半是在进行了细分之后的多任务序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，从而提高了作业效率。然而经过了这样的作业细分化

22、之后，各工序的作业时间在理论上，现实上都不能完全相同，这就势必存在工序间节拍不一致出现瓶颈的现象。除了造成的无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积即存滞品发生，严重的还会造成生产的中止。为了解决以上问题就必须对各工序的作业时间平均化，同时对作业进行标准化，以使生产线能顺畅活动。“生产线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。生产线工艺平衡的目的是通过平衡生产线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”（Cell production）的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。2.2.2生产线

23、平衡的定义生产线平衡是对生产的全部工序进行平均化、均衡化，调整各工序或工位的作业负荷或工作量，使各工序的作业时间尽可能相近或相等，最终消除各种等待浪费现象，达到生产效率最大化。它是生产流程设计与作业标准化中最重要的方法。通过平衡生产，可以加深理解“一个流”生产模式及熟悉“单元生产”的编制方法，它是一切新理论与新方法的基础。2.2.3常用术语1.节拍(PITCH TIME):节拍是指在规定时间内完成预定产量，各工序完成单位成品所需的作业时间。其计算公式：节拍有效出勤时间生产计划量X（+不良率）例：每月的工作天数为20天，正常工作时间每班次为480分钟，该企业实行每天2班制，如果该企业的月生产计划

24、量为19200个，不良率为0%，请问该企业的生产节拍是多少？答：节拍时间=有效出勤时间/生产计划量X（1+不良率） =480X2X20/19200X（1+0%）2.瓶颈工时:指生产线所有工序中所用人均工时最长的工序，通常指一道工序，有时也指几道工序。3.总瓶颈站工时:指瓶颈站工时乘以生产线作业人数的总和。4.周程时间:是指单个产品从前到后所有工序所费时间的总和。5.平衡率:其计算公式=生产线各工序时间总和/(瓶颈工时X人员数)6.平衡损失:其计算公式=1-平衡率7.平衡损失时间:其计算公式=(瓶颈工时-工位工时)2.3 生产线平衡的计算方法2.3.1工艺平衡率的计算要衡量工艺总平衡状态的好坏，

25、我们必须设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。首先，要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但如前所述，决定生产线的作业周期的工序时间只有一个，即最长工序时间Pitch time，也就是说Pitch time等于节拍（cycle time）。另外一种计算方法同样可以得到cycle time，即由每小时平均产量，求得一个产品的CT（Q，每小时产量）。cycle time（CT）=Pitch time=3600/Q1、生产线的平衡计算公式平衡率=（各工序时间总和/（工位数×CT）×100=（ti/（工位数×CT）×1002、生产线

26、的平衡损失率计算公式平衡损失率=1-平衡率2.4 生产线平衡的改善方法2.4.1方法研究分类 操作分析：是对某部分的作业分析操作者的作业方法，或与机器的关系达到改善作业方法，降低工时消耗，提高设备利用率。 动作分析：对操作者细微身体动作进行分析，删除其无效动作，提高生产效率。程序分析、操作分析和动作分析分别按从宏观到微观、从粗略到具体的步骤介绍生产线平衡的实施要点和实务, 可为生产线的改进提供指导。2.4.2程序分析的四大原则：删减(Eliminate), 合并(Combine), 重组(Rearrange), 简化(Simplify), 简称 ECRS, 用于对生产过程进行优化。 使用较少的

27、人数及较短的时间，一面谋求作业负荷均等，一面使作业人员能舒服地完成作业, 如表 2 所示。 对于生产线上手工装配作业比较密集的区域, 可以根据实际情况, 采用“一人完结方式” ,使该区域各工位作业量达到均衡。 例如设计适当的治具, 或是进行工位合理地调配, 使得所有作业内容可以合并在一个工位进行。很显然, 这样一来, 每个工位的作业量都相同, 消除了由于不平衡造成的浪费，以便人力精减。表2-1 程序分析四原则序号改善原则目的事例1排除Eliminatel 排除浪费l 排除不必要的作业 合理布置，减少搬运； 取消不必要的外观检查。2组合Combinel 配合作业l 同时进行l 合并作业 把几个印

28、章合并一起盖； 一边加工一边检查； 使用同一设备的工作，集中在一起。3重排Rearrangel 改变次序l 改用其他方法l 改用别的东西 把检查工程移到前面； 用台车搬运代替徒手搬运； 更换材料。4简化Simplifyl 连接更合理l 使之更简化l 去除多余动作 改变布置，使动作边境更顺畅； 使机器操作更简单； 使零件标准化，减少材料种类。2.4.3操作分析种类操作分析可分为：人机操作分析, 联合操作分析, 双手操作分析。人机操作分析主要在分析人工或机器之能量闲置,以谋消除浪费增进效率之道,“人”的工作时间以及“机器”的工作时间所占之比例有多少，一个“人”最多可操作几部机。人机操作图(Man-

29、Machine chart), 又称为多项活动图,是一种描述有多个工人, 或是一个工人与一台机器或多台机器的工作系统中, 联动的同步活动的图表方法。每一个工人或每一台机器的工作过程,分别平行列示在图表中,以显示它们之间的相互配合关系。是以图表的方式，记录操作人与一部机器或多部机器之操作关系,并藉此记录来进一步的分析与改善。它的作用主要表现在：1.了解在现况下,操作人之时间或机器之时间是否妥善应用； 2.依上述之记录加以质疑,寻求改善之地方； 3.比较改善前后之差异情形。以模型来定义人员作业时间及机器作业时间,当作业人员的作业时间与等待时间有较明显的分段进行时,可粗略地估算出人机比例。通过量测单

30、人操作一台机器设备，分别量测出人员作业时间及机器作业时间, 当然,机器在作业期间有时需要作业人员的参与,故以机器自行运作的时间作为人员在过程中等待的时间。设人员作业时间为T人,机器自行运作的时间为T机,可估出一个作业人员可操作的设备数 N,N=(N+T)/T,考虑人员实际能力，所得结果小数部人需全部舍掉,不可采用四舍五入的方式。此方法可作为人-机操作图的补充及简单验证。2)联合操作分析 在生产现场，常有两个或两个以上的操作员同时对一台机器（一项工作），进行工作，则称谓联合操作。 3)双手操作分析 生产现场的具体工作，主要由工人的双手完成，调查、了解如何用双手进行实际操作的情况，称双手操作分析。

31、动作分析十大原则1)双手的动作应同时而对称。 2)人体的动作应尽量应用最低等级而能得到满意结果为妥。 3)尽可能利用物体的动能；曲线运动方向突变的直线运动为准；弹道式运动较受控制的运动轻快；动作尽可能有轻松的节奏。 4)工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并以最佳的工作顺序排列。 5)零件、物料应尽量利用其重量堕送至工作者前面近处。 6)应有适当的照明设备，工作台及坐椅式样及高度应使工作者保持良好的姿势及坐立适宜。 7) 尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替。 8) 可能时，应将两种或两种以上工具合并为一。 9) 手指分别工作时，各指负荷应按其本能给予分配；手柄的设计，应尽可能增大与

32、手的接触面；机器上的杠杆、手轮的位置，尽可能使工作者少变动其姿势。 10) 工具及物料尽可能预放在工作位置。 以上共十个原则, 皆是根据工业工程理论及实践经验进行的总结, 对于实际生产具有很好的改善意义。作业测定(也称为时间研究)时间研究定义：决定一位合格适当而有良好训练人员，在标准状态下，对一特定的工作，以正常速度操作所需时间之方法。 以上定义，隐含的重要条件： 1)合格而适当的操作人 2)良好训练 3)正常速度 4)必须在标准状态下 (方法/环境/设备/程序/动作/工具) 图2-2 小发车间产品作业测定的目的：制定标准时间, 改善作业系统, 制定最佳作业系统。对工作时间的研究, 用于安排生

33、产工艺流程, 适当的科学方法, 可使工业工程人员快速且准确地把握生产工时, 并进行适当的站位分布, 以适应企业生产的需求。2.5 兰州电机厂生产现状2.5.1兰州电机厂简介兰州电机股份有限公司（以下简称“公司”）是在原“兰州电机厂”的基础上改制设立的西北地区最大的制造电机和发电设备的企业，拥有国家认定的企业技术中心，通过ISO9001质量体系认证。公司主要产品：风力发电机0.303MW、级风力发电机机组、大中型高压交（直）流电动机22020000kW、中小型低压交流电动机0.552000kW、交流变频调速电机0.555000kW、船用.陆用交流发电机35000kW、特殊专用发电机.电动机1-2

34、00kW、中小型水轮发电机组16040000kW、移动（固定）电站、发电机组、电源车、低噪音自动化机组121200kW。年综合生产能力500万kW。其中船用.陆用交流发电机、中频.双频.双流等特殊军工电机、交流伺服.主轴及步进电机、YJS高效节能型电机生产规模居全国前列。2.5.2兰州电机厂主要产品兰州电机股份有限公司产品有十大类，88个系列，331个品种，2600多个规格，年综合生产能力达250万千瓦。产品中应用了从美国西屋公司、美国GE公司、德国AEG公司、德国西门子公司引进消化的石油钻井平台用直流电机、船用无刷同步电机、属高技术密集型的机电一体化产品交流伺服和主轴电机、交流调速电机和变频

35、器等制造技术。DKBH系列无刷同步电机已于一九九零年取得德国AEG股份有限公司签署的生产许可证。Z490/390直流电机被用于获国家重大技术装备成果一等奖的ZJ45D式钻机驱动系统中。主要用于数控机床上的交流伺服电机及主轴电机被国家原机电部确定为唯一的定点生产厂。主要产品大类有： 大中型交流电机、交流变频调速电机、风力发电机、大中型直流电机、船用路用交流发电机、移动电柴油发电机组、中频双双流特殊专用电机、高低压控制装置、超高转差率异步电动机、交流伺服主轴电机、小型异步电动机、中小型水轮发电机。2.6 生产线平衡问题的提出2.6.1兰州机电厂总体生产计划及完成情况（以2011年3月份为例）表1-

36、1 各成品事业部经济考核指标兰州机电厂一共有18个车间，其中成品事业部有5个，分别是电控事业部、小发事业部、大中型事业部、伺服事业部小型电动机事业部。2011年3月份计划排产12803万，考核12000万，各成品事业部经济考核指标如表1-1所示。单位产品品种排产产值考核产值电控事业部机组小成套16组6套 174.0612万元23716组6套 174.0612万元220控制屏调节器16套1334台 62.4万元16套603台 62.4万元控制屏调节器（特）3面266台 0.38万元3面137台 0.38万元小发事业部小发电机1282台135477KW 1814.4163万元33721017台11

37、2862KW 1403.647万元2800中频电机60台6384KW 259.2万元55台6144KW 246.6万元特种电机107台7217KW 544.94万元80台4024KW 419.14万元中频高压电机51台18940KW 529.39万元51台18940KW 529.39万元中频低压电机60台10925KW 224.498万元60台10925KW 224.498万元大中型事业部大型电机90台222499KW 5131.6万元883387台212349KW 4943.5万元8500中型电机121台101635KW 2557.04万元121台101635KW 2557.04万元长线产品

38、17台29800KW 1144.4万元16台22000KW 1013.4万伺服事业部伺服、主轴电机81台 20.899万元10031台 14.774万元220特种电机62台 79.830万元61台 73.8301万元小型电动机事业部小型电动机442台21818KW 261.7115万元261442台21818KW 261.7115万元260 根据表1-1可以知道兰州电机厂的生产计划基本可以完成，但是个别车间完成情况并不乐观，通过下面几章具体对生产线进行分析。第3章 现状分析及问题的提出3.1兰州电机厂小发车间的生产现状及车间布置兰州电机厂是西北地区最大的制造电机和发电设备的国际大型一级企业。1

39、994年进入国家机械工业百强及国家认定的企业技术中心行列。兰州电机厂小发车间共有职工174人，其中男职工77人，女职工97人；主要生产各种小型发动机。车间现有五个重点工作班组：转子绕线组，下线组，接线整形组，小发绕线组，维修组。在整个兰州电机厂中，小发车间是不可或缺的一个主导部分，占据着很重要的地位。进入车间以后，首先进行目视管理，总体感觉车间内的光线较暗，库存摆放混乱，生产效率低，工人的工作积极性不高。很大一部分不符合工业工程的要求，因此有很大的改进空间。小发车间的生产布置主要如图2-1所示,在小发车间工作站的安排基本合理，是按照生产顺序安排的但是具体安排还是存在一定问题的，下面图3-1是小

40、法车间的车间布置简图。绕线组下线组浸漆喷漆精加工总装出厂前检验平衡检验出产前包装接线组图3-1 小发车间布置简图3.2车间的主要生产产品和生产计划（3月份）小发车间的主要生产产品有小发电机、中频电机、特种电机、中型高压电机、中型低压电机。生产计划如表3-1所示。单位产品品种表3-1 小发车间的生产计划排产产值考核产值小发事业部小发电机1282台135477KW 1814.4163万元33721017台112862KW 1403.647万元2800中频电机60台6384KW 259.2万元55台6144KW 246.6万元特种电机107台7217KW 544.94万元80台4024KW 419.

41、14万元中频高压电机51台18940KW 529.39万元51台18940KW 529.39万元中频低压电机60台10925KW 224.498万元60台10925KW 224.498万元 下面以小发车间生产的小发电机中的TFW425/75W的生产国成为例，对生产线惊醒分析及改善。首先介绍一下TFW425/75W电机。TFW系列无刷发电机技术性能和安装尺寸符合国际IEC标准和中华人民共和国国家标准GB/T15548-95往复式内燃机驱动的三相同步发电机通用技术条件，产品性能优良、和质量可靠、造型美观，经国家权威机构检验，产品达当代国际水平。一、电气性能1.稳态电压调整率:±0.5%;

42、±1.0%2.瞬态电压调整率:-15%±20%3.电压整定范围:±10%UN4.线电压波形正弦性畸变率;PN100KW者，4.0%5.三相不对称负载时电压偏差率:5%6.效率达国际名牌产品平均水平图3-2 TFW425/75W电机7.绝缘等级:H级(温升限值125K)8.冷热态电压变化率:2%二、结构简介TFW系列无刷三相同步发电机开启式防护结构，由主发电机、带旋转整流器的三相交流励磁机、静止的电压调节器及出线箱组成。TFW发电机绕组采用H级绝缘结构主发电机定子机座为钢板焊接结构，定子冲片设计独特，输出绕组四根引出线为U、V、W、N。主发电机转子为凸极式，是整体凸

43、极冲片，采用铜棒将铁心和全阻尼绕组连成一体，磁场绕组直接绕制而成，具有良好的电气绝缘性和可靠的机械强度。三、使用条件海拔不超过1000m；环境空气温度随季节而变化，但不超过40。环境空气最低温度为-15，按需要可为-25或-40（如发电机指定在海拔超过1000m或环境空气温度高于或低于40的条件下使用时，应按GB7441987电机基本技术要求的规定；相对湿度不大于80%；发电机的定额是以连续工作制（S1）为基准连续定额。四、技术要求TFW系列小型无刷三相同步发电机为电抗变流复合式相复励无刷结构，无须任何复杂电压自动调节器即可达到自励恒压，建压容易，电压波形畸变率小，并且高压精度高，当发电机负载

44、从0%100%或100%0%变化,频率变化不大于5%的额定频率(即空载时为52.5Hz,满载时为50Hz).功率因数为1.00.8（滞后）时，电压调整率±5%。该发电机完全符合国家标准GB755及其他有关国家标准的规定。3.3 TFW425/75W的工艺流程3.3.1 TFW425/75W的生产简介TFW425/75W发电机是兰州机电厂小发车间小发电机中新产品，其生产线具有以下几个基本特点：1) 生产过程是连续重复进行的,最大限度减少了在制品的等候时间和设备的加工间歇；2) 工作中心的专业化程度很高, 在流水线上, 各个工作站是按照产品工艺过程的顺序排列的,在制品按单向运输路线移动,

45、 每个工作站只固定完成一种或少数几种作业；3) 按照规定的节拍进行生产, 所谓节拍, 就是流水线上相继出产两件相同产品之间的时间间隔； 4) 流水线上各工序的生产能力是平衡的, 成比例的, 即各道工序的工作站(设备)数量与各道工序单件作业时间的比例相同；5) 工艺过程是封闭的, 在流水生产条件下, 生产过程的连续性, 平行性, 比例性,节奏性都很高；6) 手工作业, 半自动, 自动作业方式并存。手工作业是操作完全由手工完成；半自动作业是指工序中一部分作业内容由手工完成, 一部分作业内容由设备完成, 但流水线也存在一些不利的方面。一、 TFW425/75W的生产线中存在的主要问题随着生产的进行,

46、其成本的降低就逐渐成为工厂改善的重点,缩短工时,提高生产线平衡率,提升产量,精减人力是我们的目标。运用方法研究中的程序分析,作业分析及动作分析的理论及作业测定方式对此生产线进行了详细的调查研究,发现有以下问题：图3-3 TFW425/75W的生产流程1、组装及包装线的工序节拍不平衡 TFW425/75W发电机的生产流程如图3-2，尽管大多数工序的节拍已非常接近, 但仍有一些工序的节拍与生产线节拍相差较大,当每班产量不高时,这样的矛盾可能还不明显,随着产量的增加,此问题越来越突显出来,有些工序无法完成产量计划,有的工序生产能力相对富余,由于工序节拍不均衡,尤其是存在瓶颈工序, 使得整体产能无法获

47、得进一步提升，必需使整条生产线用延长工作时间或是周末加班的方式来弥补产能的不足。收集已有生产线各工序站位的工时统计资料,如表3-2，其中,有的站位在作业中一次可对两个部分进行加工,故产出单位指的是单个作业人员在一次加工过程中可产出的数量; 评比及宽放率是采用公司的内部标准定义,分别为1.0及1.08，标准工时则是通过计算得出:标准工时=量测工时平均值×评比系数×宽放率/(人力×产出单位)表3-2 原有工序工时统计表工序序号生产站位人力（人）产出单位（台）测量工时平均值（小时）评比（系数）放宽率标准工时（小时）1绕线2111.001.080.542下线211.51.

48、001.080.813接线210.51.001.080.274检验110.081.001.080.095浸漆220201.001.080.546刨平面110.151.001.080.167精车外圆110.21.001.080.228加工转子110.11.001.080.119平衡检验110.51.001.080.5410装配端盖4111.001.080.2711装配机座411.51.001.080.4112装配轴承120.41.001.080.2213出厂前检验110.51.001.080.5414喷漆110.21.001.080.2215外包装411.51.001.080.41以上工序的工时

49、是在小发车间实习期间所测值。确认生产节拍与生产线平衡率,对已有的资料进行分析, 根据公式，Bd=(N×C-T 总)/(N×C)×100%式中,N工位数,C理论节拍,T总总工作时间,理论节拍,即生产线节拍为最长工序的工时,故 C=0.81小时；因为每个工位只有一个作业人员,故总工位数即可当作作业人员总数,故 N=28人；T总=(ti×第 i工序的人数)加总, 故 T 总=10.78小时。 故 Bd=(28×0.81-10.78)/(28×0.81)×100%=52.47%则可求得出平衡率 =1- Bd = 1-52.47%=4

50、7.53%依照装配线平衡效果优劣的评判标准, 此结果应属于中, 所以有很大的改善空间。将生产线流程工时按顺序以柱状图表示如表2-3,各站位的工序与最大工时站位(即瓶颈站)相比，参差不齐, 有较明显的落差。表3-3 工时平衡图其中, 工时最长的工序为下线工位,故为整个生产线的瓶颈站位。生产线的节拍即为该工序的工时, C=0.81小时,根据瓶颈站位的工时,并以一天正常生产 8小时来算,可得出班产能=8 小时/0.81小时=9.88台3、测试站位的人机安排不合理通过对测试段各测试站位的工作时间进行量测并以人机法进行分析,发现部分站位的人员与所分配的测试设备数量不匹配。例如,因为测试过程中有时并不需要

51、测试员时刻操作测试设备,在等待期间人员可操作其它的测试设备。而实际观察中发现,人员还是会有较长的闲置时间,表明实现操作中人机分配未最佳化。4、生产线工时调整时机未定义对于人员实际的作业,随着产量的增加,作业速度提升,生产各工序的工时会下降,故应适时进行人员作业时间的量测。实际生产中,IE部门的人员只在生产线管理人员反映人员作业有空闲,或是实际观测到人员作业节拍明显不合拍时才考虑进行工时的重新确认并进行调整。对生产线工时评估不及时,会造成生产效率无法提升,企业生产资源的很大浪费,甚至会影响到订单的争取。5、人员工作情绪不高 因为我们采用的是流水线的生产方式,其专业化程度很高,站位分工内容较细,因

52、此每个工位的作业内容比较单一,作业人员长期从事相同单调的作业,心里易产生厌倦,从而导致产能无法进一步提高,甚至生产良率都会因人员情绪而受到影响。对上述问题点进行综合分析,工序节拍的不平衡是影响产量的关键,它直接约束产量的提高，而其它问题的解决,可提升人均产量,减少人员数量,降低人力成本,并可促进产品良率的改善。第4章 生产线平衡改善方案4.1 生产线平衡改善的步骤根据上一章对TFW425/75W发电机生产线的分析, 可以看出这是一条典型的单产品流水线,且生产方式已经较为稳定，随着产量的提升受到瓶颈站位的约束。且随着产品生产数量的增加,人员的工时会下降,故需重新测定生产线各工作站位的工时,并对各

53、工序的安排再评估及调整,以提升生产线平衡率,以提高产量, 降低成本。按照生产线平衡理论并结合TFW425/75W实际生产状况,确定改善步骤如下：第一步 确定小发车间现行生产线节拍 收集现行生产线工时资料,并按照作业测定理论要求,重新测试并确定各工序的作业时间。第二步 调整工序作业内容 将整条生产线的各个工序作业内容进行调整与规划第三步 对整个生产线的人机数量进行分析并调整量测并对现有人机分配方式进行分析, 制订人机数量。第四步 提高瓶颈站位的生产能力从调整后的作业中，找出瓶颈，缩短瓶颈站位与其它站位的节拍差异, 重新分配各工作站位的工作内容, 对于不合理的部分进行调整, 使各工序的工作量均衡。第五步 其它调整措施根据工厂运作的实际情况, 采取必要的措施, 提高作业人员的工作积极性, 以间接地提升产量及品质。第六步 对策实施效果评价1. 测试改善后的生产线平衡率,及生产效率。2. 比较改善前后的产能状况。3. 产生的经济效益。4. 需持续改善的项目。4.2 确定小发车间现行生产线节拍4.2.1学习曲线分析统计TFW425/75W发电机自10年8至10年12月份的产量资料如表4-1。表4-1