西筑公司装配线平衡研究

1、西筑公司装配线平衡研究绪论1绪论1.1选题背景和意义1.1.1选题背景工业金业生产任何产品都要经过一定的生产过程，如何合理有效的组织生产过程是企业 生产管理的主要内容。通过对各种生产耍索以及生产过程各坏节、阶段和t序的统筹安 排，使它们在空间上能做到合理的配置，在时间上紧密衔接，是生产过程组1织的主要目标。本课题來源于西安筑路机械有限公司（简称：西筑公司）提出的摊铺机装配线平衡研 究。本文针对西筑公司装配车间摊铺机装配线，対装配线现状进行分析和研究，主要改进 装配过程中的装配、检验、运输、储存和等待等环节，运用分支定界法对改进后的作业单 元进行了优化组合，重新划分丁位，缩短装配周期，减少在制品

2、堆积，降低产品成木，提 高生产率。1. 1.2研究目的及意义通过对木论文的研究，运用生产与运作管理和工业工程和关理论与知识，优化西筑公司 摊铺机装配线，提高劳动生产率和设备利用率，加速资金周转，降低产品成本，减少在制 品堆积，提升员工士气。使摊铺机装配线以最小的时间消耗，保持较大的流量，实现摊铺 机装配线的优化。培养理论联系实际，综合运用相关知识，解决实际问题的能力。1.2研究内容及思路1. 2. 2主要内容在综述国内外关于装配线平衡的研究现状和研究装配线平衡的基本原理和方法的基础 上，对西筑公司摊铺机装配线的现行方案进行分析和改进，对改进后方案做一定量化的评 价。主要内容可分为以下儿个部分：

3、 简要介绍国内外关丁装配线平衡研究的现状，综述装配线平衡研究的基本原理和方 法，并建立装配线平衡评价指标体系。 介绍西筑公司以及摊铺机装配车间的情况，并对该公司摊铺机装配线现行方案进行分 析。绪论 对该公司现行方案的装配、检验、运输、储存和等待提出改进描施。运用分支定界法 对改进后的作业单元进行组合优化，并对最终优化方案进行评价。1.2.2研究思路首先，阐述装配线平衡的l1的和意义，并概述国内外关于装配线平衡研究的现状。建立 装配线流程分析理论、装配线作业单元组合优化方法和装配线平衡效果的评价指标体系。其次，进入西筑公司摊铺机装配线进行实地调硏，分析西筑公司摊铺机装配线运行现状 和存在的问题。

4、最后，运用工业工程的和关理论和方法对该公司摊铺机装配线进行改进和优化，并对改 进后的装配作业单元进行组合优化。运用装配线平衡效果评价指标体系对平衡结杲进行评 价。1.32绪论2理论综述2. 1装配线平衡问题概述及研究现状2.1.1装配线平衡问题概述装配是机器制造的最后一部分生产过程，它包括装配、调整、检验和试车等工作。机械 产品的质量最终必须通过装配來保证。据统计，制造业中约有11%40%的熟练劳【2】动力被装配作业占用，装配作业成本约占制造成本的30%50%。ij于装配工作对人的感知、技艺和丁作经验的要求较高，其作业的复杂程度也比较高，目前装配过程的自 动化程度还相当低。因此研究装配线平衡问

5、题对于提高生产率、缩短生产周期、降低工产 成本有重要的作用。装配线平衡问题的具体定义为：冇一单元作业集，其元素之间存在时间先后的偏序时间 纟勺束关系;给定节拍ct (cycle time),在满足偏序约束的前提下,如何分配各单元作 业，以组合成最少丁位，并使各工位的最人作业时间不超过ct,以及他们3 2-1每个结点表示一个单元作业，每个单元作业有作业时间和唯一的作业序号。作业顺序图 中的每一条边农示一个先后顺序的约束关系，边的头结点表示的作业必须在尾结点表示的 作业z前完成。4 生产线平衡要满足的基本约束：节拍的约束：生产线节拍是生产相邻两件产品的时间间隔，每个工作站的总作业吋i'可不

6、能超过生产线节拍；优先关系的约朿：优 先关系是由产品设计和生产工艺所确定的作业元索z间的加工先后顺序。在生产线平衡中 当且仅当一个作业元素的所有紧前作业元索被分配完毕，这个作业元素才能被分配；其 它方面的约朿：出于场地、设备的限制，一些作业元素只能被分配到固定的工作站。5 生产线的平衡问题的约定：一个作业单元是不口j再细分的最小自然作业单位；一个作业单元只能而且必须被分配到一个丁作站；一个作业单元可以被分配到任 3绪论一个工作诂进行加工，而无其它技术限制，作业单元的加工时间不依赖于所在的工作 站。装配线上有多个工位，各工位并行作业，工件串行的依次进入各工位。在批量生产中， 工件在工位上的移动按

7、时间组织理论中的平行移动方式移动，u卩一种固定间隔期的移动方 式,这个固定间隔期就是装配线的装配节拍(cycle time,简称ct)。如现象，其后果必然是单件生产周期太长、产品产量低、员工士气低落、等等一系列问 题。从整个装配线看，该装配线上工时流失现象严重，整条生产线的理论生产能力过剩， 而瓶颈工位的实际生产能力已经满载，生产率低，设备利用率低，没有充分发挥装配流水 线的优越性。为了消除这些问题，必须对装配线进行再改进和优化。实现在空间上和时间 上更合理的组织生产过程，提高劳动生产率和设备利川率，缩短生产周期，减少和消除物 料、半成品周转场所，消除瓶颈，提高作业率，加速资金周转，降【6】低

8、产品成木，稳定产品质量，提升员工t作士气、改善作业秩序。2. 2. 2装配线平衡问题研究现状装配流水线平衡(assembly line balancing,简称alb)问题最早由b. bryton于1954 年在他的硕丄论文屮提出，salveson于1955年首先建立了单品种装配流水线的数学模 型，并给出了模型的解法。日前流水线平衡主要应用于新建流水线的设计和现有流水线的 优化与改进。从研究方向看主要集中在以下几方而：(1)给定工作站数，7 使流水线的节拍最小(albi ) ；(2)给泄节拍，使流水线的工作站数最少(alb8 【9】10 ii) ；(3)使产品单件成本最低；(4)使装配流水线的

9、负载平衡。经过50年的发展，现在己经有很多种流水线平衡算法。20世纪六七十年代由11 baybars, ghosh和gagnon提出的基于启发式算法的单品种的流水线平衡方法;【12】 bowman等人提出的基于整数规划的优化搜索算法的单品种流水线平衡方法；hdi【13】er dal提出的二进制规则；巢志骏等人提出的基于改进fable算法的单品种流 水【14】线平衡方法；宋华明、韩玉启提出的动态阶位算法解决联合u型装配线的平衡问【15】【16】题；孟广耀等人应用最人候选原则解决鼓风机装配线平衡问题；吴君华等 人建【17】立了装配线平衡问题的数学模型，并进行了相应的研究。解决装配线平衡问题的 算法

10、远不止这些，还冇如遗传算法、禁忌搜索算法、分支左界法、线性规划法等等。4绪 论虽然上述方法均可解决装配线平衡问题，但有一共同缺点，即：没有考虑某一作业单-元 是否口j行、是否经济。他们仅从现有的作业单元的装配时间上进行了组介优化。18张梨阳应用模特法平整轴承装配线；范秀敏等人在分析装配线规划过程的基础【19 ±,提出了基于标准作业时间及系统仿真的装配规划方法；陈友玲等人运用ie 知识对发动机装配乍间空间物流路线进行研究与调整，并对发动机总装线进行了工作研【20】究和时间平衡；崔存荣、余臻运用工作研究方法対kc-20空调器装配线进行了改【21】进和优化。而以上等人仅从实际生产着手，运用

11、工业工程知识対装配线进行了初 步改进，没有进行作业单元的组合优化工作。总z,针对装配线平衡问题，许多学者从不同和度、运用不同方法对装配线平衡问题进 行了研究。他们所做的工作大体可分为两类：从操作的可行性入手和从装配单元的排序入 手。2. 2装配线平衡理论时间也是一种资源，进行装配线平衡的主要工作就是通过对装配线上作业单元的记录和 分析，寻求最合理的装配方法，同时通过对作业单元的排序组合以达到减小装配节拍，确 保装配对彖的连续性，从而实现在空间上和时间上合理的组织生产过程，提髙劳动生产率 和设备利用率，缩短生产周期，加速资金周转，降低产品成本的冃的。2. 2. 1流程分析理论在工业企业屮，影响企

12、业生产率的内部因索主要有：产品设计、生产系统设、生产规 模、职工素质等等。以装配线为研究対彖，影响生产率的因素主要有装配流程五要素，即 装配、检验、运输、储存以及等待。流程分析是通过对现有的工作方法进行系统的记录和 严格的考查，运用“ecrs”原则进行分析，改进装配工艺和程序，改进装配车间的平面布 局，经济的使用人力，降低劳动强度，从而实现装配线平衡的目的。 装配：装配作业是装配流程的主要要素，没有装配，各零部件不会有机的组合成一个 整体。为了实现装配合理化，首先要将人力、物力集中于装配，并使装配以外的其它要素 在允许的情况下减少到最低限度。即相对增加装配工时在生产周期中所占的百分比。缩短 装

13、配作业时间，通常靠改善辅助设备和改进装配工艺来实现，有时也可以通过增加人力等 手段來实现。 检验：检验是将实物与标准进行比较的过程，它是装配过程必不可少的环节，检验耗 费一定时间，但它不能给劳动对象增加使川价值，因此希望这部分时间尽可能的减少。 运输：运输是使物料发生位移的过程。在生产过程屮，物料的运输占有相当大的比 重，不可忽视。同检验一样，它不能给劳动对象增加使用价值，而只能给产詁增加成本， 因此，尽可能减少运输频率和运输距离。运输以作业现场为研究对象，对现场布置及物料 和作业者的实际流通路线进行分析，常与流程程序图配合使用，以达到改进现场布置和移 动路线，缩短搬运距离和减少运输频率的目的

14、。 储存和等待：储存和等待都是物料没有被装配、检验和运输，而仅仅搁在某处，5绪 论让时间白白流失的过程。为了研究问题的方便，这里暂称储存和等待为间断。在生产【22】过程中，间断时间在总时间耗费中所占比重有时高达95%,然而人们为了缩短产 品的生产周期，往往在压缩工序作业时间上下工夫，而忽略了减少间断时间。间断z所以 被忽略，还有一原因就是它不象装配、检验、运输那样有人和物的运动状态。间断虽然没 外在的运动状态，但有着时间经过的静的现象，人们很少关心间断的时间量。一般可将间 断做如图2-3的划分。口和公休日造成的生产过程的间断，不论是节假口间断还是工作班外间断，都可以根据 生产任务的需要使z减少

15、。如加班、轮休或轮班制等等。工作班时间内间断在摊铺机装配线上突出表现为工序间间断。工序间间断是部件结朿上 一工序装配后等待再装配、检验或运输的滞留过程。工序间间断可以表现为部件装配在工 作地之间的间断，也可以表现为摊铺机在装配线上工位之间的间断。工序间间断使在制品 占用量增多，占用更多的库存，增加保管费用，造成流动资金的积压，成本上升，生产周 期延长。从时间的角度考察，工序间间断有以下三种情况：恰好送到的情况，恰好送到是装配的同步化或工序的同期化即装配线平衡的理想状态， 如图2-4a所示。如果前工位装配时间较小而后工位装配时间较大或者某部件装配提前期太长，都会形成过早送到的情况，如图2-4b所

16、示。如果前t位装配时间人而后工位装配 时间小或者某部件装配提前期太短，都会形成过迟送到的情况，如图2-4c所示。过早送到的原因主要有：各t位装配吋间不平衡；暂时性的故障干扰，如人员缺勤、材 料不合格、机器故障等等；瓶颈现象的存在，瓶颈是最突出的装配线不平衡现象，它的存 在导致整条装配线瘫痪，生产率受它的制约；订货变动，当某种产品的交货期推迟，根据 生产调度决定停止该产品的生产，或由于临时追加紧急生产任务，使另一些产品的交货期 延迟，同时发生在制品等待等问题；过早投料等，由于计划工作考虑不周，或者为了生产 管理的方便而过早投料，即把部件装配提前期太长，形成部件总装前的等待。过迟送到的 情况同样也

17、影响装配线同期化的实现，导致设备利用率低，生产率低，人员工作效率低， 工时浪费严重等等。出现这些情况，在很人程度上与生产管理工作的不善有关，应人力加 强生产管理工作。“ecrs ”原则：取消(elminate)为改善的最佳效果,如取消不必要的工序、动作等 等，这是一种无需投资的改进，是改进的最高原则。合并(combine)对于无法取消而乂 不必要者，看能否与其它工序介并，以达到省时的冃的。如介并一些工序或动作，或将多 人不同地点的操作改为由一人或一台设备完成。重排(rearrange)经取6绪论消、合并后,可考虑对工序重排以达省时的目的。简化(simple)经取消、合并、重排 后可考虑能否采用

18、最简单-的方法及设备，以节省人力、时间及费用。最后达到用最2. 2. 2作业单元排序方法针对装配线平衡问题，一般的当作业单元规模较小，最行之力效的方法就是枚举法。可 是，随着作业单元规模的增加，枚举法就显得冇些笨拙和不经济。可以从下表得到证明， 首先假定计算机找出24个作业单元数的装配线最优解用时1秒。有表2-1：表2-1作业单元规模用时比较表法求最优解太浪费时间，不经济。分支定界法排除了枚举法的对不可行解的计算的缺点，仅在规定条件下的可行解范围 内，通过比较，寻找最新活动结点，逐步缩小可行解范围，最终达到求解最优问题的冃 的。具有简单，方便以及手工求解快捷等特点，在作业单元排序方而得到广泛的

19、冃的。在 手工求解排序问题方而有广泛的应用。7绪论利川分支定界法求解装配线作业单元排序问题，并寻找最新活动接节点的原理，肖先求 出可行的工位组合方案，然后一面依靠|hl溯检查，消除明显不良的工位组合方案；一面求 出能使装配工序数为最小的工位组合方案。用分支定界法求最优时间平衡方案的程序如求第一可行解，列出所有可能作为第一t位的作业单元组合。在进行工位组合时遵守i lmi j. ti ct 的原则。求出各工位组合方案的流水线上町能的最少工作地数nklo它根据组合后剩余的作业单 元时间总和求得，其计算公式为：nkl 1 t tel ct式中nkl根据笫1工位的作业单元组合方案求得的流水线上最少工作

20、地数；tel- 第1工位的作业时间；t所冇作业单元的时间之和。当nkl为小数时，只能近似为较人的整数。当第1工位组合有多个方案时，可分别求得多个nkl (nkll, nkl2, )。然后，从各 组合方案中找ib minnkl的方案，作为分支节点，在该节点进行分支。当各方案的nkl和 等时，选取工位时间。现以图2-1为例求时间平衡方案，假定ct二10。列出第1工位的方案：方案1-1： ©,方案1-2： ©,，分别计算两方案的作业时间tel及nkl值。tell6 21 £）；tel2 62210； t二46;nkll1ttell46 915；10ctttcl24610

21、 nkl2 115：10ct由于nkll nkl2； tell tel2,因此决泄从方案1-2的节点分支，进行第2工位的作业 单元纽合。第2工位的作业单元纽合有：方案2-1： ，怡绪论方案2-2： ，方案2-3： ，计算各方案的tc2及nk2值。te21 51 6； nk21 2 t te21 tel2 46 6 1025；ct105； ct10te22 71&te23 617； nk23 2ct10t tell tel2 46 71015；t te22 tel2 46 8102nk22 2由于nk21 nk22 nk23； te21 te23 te22,所以应出方案2-2的节点分支，

22、进行第3 工位的作业单元组介。第3工位的组合方案为：方案3-1： ，方案3-2： 35 t 5 3 8 e31；计算各方案的tc3及nk3值。t te21 tel2 te31 46 6 10 8 n 3 k31ct10te32 6； nk32 3ct10t te21 tel2 te3246 6 10 636由tnk31<nk32,因此,选择方案3-1的节点分支, 4工位的作业单元组合方案为：进行笫4工位的作业单元组合。第方案4-1： 方案4-2： 计算方案的te4及nk4的值。te41 6； nk41 446 6 10 8 6101046 6 10 8 5 te42 5； nk42 4由

23、于nk41二nk42, te41>te42,因此应由方案4-1的节点分支，进行第5 丁位的作业单元 组合。只有一个组合方案，即方案5-1： ，计算方案的te5及nk5的值。te5 5 5 10； nk5 546 6 10 8 6 106109 绪论第6工位的作业单元组合，只有一个方案，即方案 6-1： (11)计算方案的te6及nk6的值。te6 4； nk6 646 610 8 6 10 46 10至此全部作业单元组合完毕，求得nk二6。然后由最后一工位向上回溯检查，在第2工位 找到nk21=nk23=5o由于te23>te21,所以决定由方案2-3的节点分支，寻求可行解2。计

24、算结果nk二5。因不存在nk小于5的节点，故所求得流水线较少的工作地数为5。各工位 的作业单元组合及作业时间如下：工位1： ，； tel=10；工位2： ，； te2=7；工位 3： ，； te3=10；工位 4： ，； te4=10；工位 5： ,(11) ； te5=9以上寻求最优作业单元组合的过程用分支图表示如图2-5。另外，在可行的情况下，还可以考虑对分支定界法所求结果进行细微的调整，以使装配 线更加平衡。2.3装配线平衡的评价指标装配线平衡的评价方法冇很多，可以从多个角度对不同方面进行分析，最主耍的冇以下 儿方而。前提条件，假定各工位作业人员数相等。10绪论 平滑系数 si (smo

25、oth index) 23si m mx. t maxx. tijiijij li 1 i 1 nn2从平滑系数的表达式可以看岀，si越小说明装配线的平衡效果越好，整条装配线节拍紧 凑，各工位装配工人劳动量相当，有助于提高员工士气、改善作业秩序。si是站在工位作 业的立场上评价装配线平衡的。 单件生产周期单件生产周期二n. ct单件生产周期越短，说明装配线作业效率高，有很强的白适应能力，能够在市场变动的 情况下做出积极的反映以适应市场需求。同时也可以实现降低库存、节约成木的作用。 t时损失工时损失绝对值二n.cttii 1mm； m工时损失系数=(n. ctti)/ ti；i li 1工时损失

26、在一定程度上反映了整条装配线上员工的工作效率。虽然对于生产率而言，我 们不希望存在时间损失，但是装配员工不是机器，在许可范围内合理安排时间损失冇助丁 提高生产率，提升员工士气。【24】装配效率装配效率二 t/ n.ct *100% ii lm装配效率反映了单件生产周期与理论单件生产周期z间的相对差异量，它也是衡量装配 线平衡效果的指标之一。装配工位和装配节拍由于装配工位和装配节拍均为影响装配周期的主要因索，同时也是装配线平衡的冃标， 所以，装配工位和装配节拍也是装配线平衡的评价指标。特别指出：通过计算装配线平衡指标体系的值，能够定量化的描述装配线的平衡效 果。当各工位人员数不一时，上而公式不再

27、适用。这时，需要以工位作业时间作为参数 进行计算。3摊铺机装配线现状及问题分析3.1公司简介及摊铺机装配乍间简介3.1.1公司简介西筑公司是人型国有企业，公司主要以生产高等级公路路而机械为主，创建于1959 年，前身为西安筑路机械厂，原为交通部下属的三大筑机厂之一。1999年，西筑公司成功 进行了重组，改组为西安筑路机械冇限公司。西筑公司为我国黑色路面诞牛的摇篮，是我 国第一套沥青混合料搅拌设备，第一台沥青混合料摊铺机，第一台稳定土拌合机的诞个 地。公司占地而积80063平方米，固定资产11131万元，现有员工1384人。经数|年的 建设与发展，公司枳累了丰富的路面机械开发设计经验，具有完备的

28、生产管理系统和质量 保证体系，是国家二级计量单位。“七五”、“八五”、“九五”期间，公司坚持科技发展的道路，及时适应我国高等级 公路发展的要求，积极调整产品结构，引进、消化、吸收国外先进技术，开发生产出具有 九十年代初国际先进水平的高等级公路大型施工关键设备，主要产站性能和质量居国内领 先水平。公司主要生产沥青混介料搅拌设备、沥青混介料摊铺机、稳定土拌介机三大类18 种产品。早在1976年，西筑与交通部公路科学研究所共同研制开发了我国第一台摊铺宽度为4. 5m的lt6型沥青摊铺机。西筑于1987年从戴纳派克公司引进了 1200k, 1500k摊铺机制 造技术，近几年在技术引进利生产lt6型摊铀

29、机的基础上，又先后开发出了履带式和轮胎 式两类共9种机型摊铺机。企业根据产品种类和性质，进行专业化分工、建立以搅拌设备部、摊铺机械部、环保设 备部、养护机械部、自动控制部、沥青机械部等事业部为主体的生产管理体系。各事业部 以产品为中心，集技术、生产、试验、安装调试、售后服务于一体，减少了管理渠道，提 高了决策速度，便于产品的技术改造，能更好地满足用户的要求。发展思路的超前和不断 的技术创新，使企业将目光始终瞄准竞争激烈的高等级公路市场，占领筑路机械市场的制 高点。“与世界公路技术发展同步，创造使用考和制造考双重价值，坚持不懈，追求完 美”是西筑公司不断发展壮大的成功经营理念，2000年西筑公司

30、-与徳国边宁荷夫公司合 作，引进了具有当代国际先进水平、在国内居领先地位的h2000型、h4000型节能环保型 沥青混合料搅拌设备，并列入国家经贸委当年的科技创新项冃，一经投产就被市场抢购， 极大地提高了企业竞争力，现在已跻身于世界筑路机械的强手之林。3. 1.2摊铺机装配车间简介西筑公司于2002年成立摊铺机装配车间，并投资建成年生产能力300台的摊铺机生产 流水线。现冇摊铺机装配线两条，一条移动装配线，主要负责lt6e和ltd600 12绪论的装配工作，另一条固定装配线负责其它类型摊铺机的装配。摊铺机一线装配工50 人，分为液压、电气、熨平板、装配一、装配二等5个小组，每组10人。整个装配

31、过程 主要按对象专业化分工，装配节拍属粗略型（根据装配节拍的要求可将装配节拍分为强制 性、口由性和粗略性）。装配一、装配二两组分別负责移动装配线和固立装配线上摊铺机机械设备的装配。主耍辅助装配设备有3架航车，2台工位小台车，一台平板车。若干电 动扳手，一台二氧化碳保护焊焊机。其装配车间平面布局图如图3-1所示。西筑公司生产的沥青混合料摊铺机有以下两大类9个系列：履带式的有ltu4型、lt700 型、gtly750型、lt900型、lt1200型和lt1500型；轮胎式的有lt6e型、ltd600型和 lty8型,摊铺宽度从2. 4米到15米系列化。企业生产采取以市场需求为向导的拉动式。市场信息

32、的千变万化，要求装配车间必须具 有灵活的应变能力和快速高效的装配线，因此在空间上和时间上合理的组织生产过程，提 高劳动生产率和设备利用率，缩短产周期，加速资金周转，降低产詁成本，进行装配线 平衡势在必行。3. 2摊铺机装配线现状分析现代流水生产方式起源于福特制。1913年美国人福特首创汽车装配流水线，福特汽车公 司的生产效率获得空前的提鬲，最多时一天生产了 9109台t型车，经过十年的发展，其 售价也从2000美元降到263美元，汽车从此走入寻常百姓家，成为普通消【25】费品。研究装配线平衡是为了在空间上和时间上更合理的组织生产过程，提高劳动生产率和设 备利用率，缩短半产周期，加速资金周转，降

33、低产品成木。采用对象专业化的空间组织形 式和平行移动的时间组织方式，是达到这一目的的两个重要手段。流水线把高度的对彖专 业化的生产组织和劳动对象的平行移动方式羽机的结合起來，成为一种最有效的生产组织 形式，特别是在大批量生产的生产企业中，流水生产方式占有i分重要的地位。以lt6e摊铺机的装配为研究对象，分析装配线现行方案的缺点。西筑公司资料显示lt6e摊铺机装配工时610小时，事实上仅总装就超过610小时。现行lt6e的装配，5个 工位，各工位装配人员2名，总装装配节拍2天。部装工作在总装前20天左右就断断续 续进行。表3-1是西筑公司lt6e型摊铺机总装工时资料统计表。3. 2. 1装配线平

34、衡指标值的计算问题分析，定量分析更貝说服力。下而，我们用装配线平衡的评价指标分析现行装配线 的平衡情况。 平滑系数si (smooth index)si=156. 2min 单件总装周期单件总装周期=5x2=10 (天)13 t时损失工时损失绝对值=2x5x8x60x2 -6960=2640 (min):工时损失系数=2640/6960 x 100%二37. 9%； 装配效率装配效率=6960/ (2x5x8x60x2) x 100%二72. 5%表3-1 lt6e作业单元工时表 单位：min14绪论，工作效率低，各工位工作量严重不均衡。因此，冇必要进行装配线现状分析，改进和 优化装配线，提高

35、生产率，缩短生产周期，提高工作效率，降低产品成本。3. 2. 2装配流程要索分析欲进行装配线平衡，必须从装配过程入手，先尽可能消除装配过程屮的不合理现象，缩 短装配时间，提高工作效率。因此，有必要对装配流程五要索(装配、运输、检验、储存 和等待)进行时间分析，消除浪费，充分利用现有的时间资源。 装配的时间分析15绪论在现有装配线上，造成装配时间过长的主要主要原因有以下儿种情况。情况一，辅助工具和设备不全。最严重的现象是装配工人用扳手上螺丝。我们作过一个 测试，工人手工丄一个小螺栓大概需要1分钟，而采用电动扳手则用时不到0.5分钟。一 台摊铺机，螺栓、螺母成千上万，具工时浪费无法估算。但有一点是

36、肯定的，既装配工时 浪费非常严重。还有，起重设备仅有航车，这使得大大小小的需要起重的都使用航车，造 成有时起重设备紧缺，待工现象也随z存在。情况二，操作不当。如气路管接头镀锡，每次只能拿1根管了，原因是镀锡后要观察管 道口，防止镀锡后管道内部被堵。如果增加一鼓风机，镀锡后直接移至鼓风机出风口为管 道通风即可解决管道被堵现彖。按改善后每次拿3根管了算，整个镀锡工作至少可节省 50%的时间。情况三，某些零部件的设计不合理，导致装配工时浪费。如油箱的设计，现有油箱外型 为长方体，体积大但开口较小，这样导致油箱内铁屑的清理工作困难而口浪费时间。如果 将箱底改成斜坡式或在箱体中部开一小口，可减少因清理造

37、成的时间浪费，同时可节省人 力。并h改进后丝毫不影响汕箱功能和摊铀机其它部件的安装。如储气筒的设计，原有lt6e和ltd600产品的储气筒规格不一，而实际釆购又是同一规格，这使得装配工必须对 储气筒改造。即浪费人力，乂浪费资金。 检验的时间分析在摊铺机装配线上，装配工与检验员可进行并行作业，即装配工装配木工位作业时，检 验员可检验上一工位作业是否合格，而且互不影响。这样，在实际生产中只需派一名检验 员即可。而西筑公司的实际做法也是如此，因此以缩短时间为出发点的检验分析方而，无 须更多改进。 运输的时间分析在运输上，最忌讳迂回运输和运输中转。而在装配车间，最为明显的恰恰是这些现象。迂回运输。机架

38、从出口 1运进至工位1,整机装配完后，又从出口 1开出；刮板链从出 口 1运进至小合套区，整机装配完后，又从出口 1开出等等。当然忌讳迂叵|运输并非一左 不能有迂回运输。我们可从运输距离上考虑，尽量缩短运输距离，尽量不能因运输而干扰 装配线的实际运行。如料斗以及履带式摊铺机的履带等，从出口 1运进至工位是合理的。 运输距离短，而且节省时间。运输中转。发动机存放在发动机存放区，装配时运至小合套区进行部装，再运至装配工 位。零配件运至出口2后经装配工分拣再由航车负责运至对应存放区。变速箱等的部装。 先由卡车将变速箱等的壳体运至出口 2,接着由航车负责运至变速箱合套区。所有运输屮 转，最为这个浪费时

39、间。20米距离，航车需5分钟才能完成一个往返动作，而卡车最多也 用不了3分钟。冃不说运输时间差距。单就运输数量，航车1次只能运1个壳体，而卡车 1次10个壳体。对想而知，工时浪费有多严重。造成卡车不能到达变速箱合套区的原因就 是发动机存放区占用空间太多致使安全通道太窄。 简断的时间分析在装配车间间断最为典型的是提前装配和送料过迟。提前装配，主要表现为当某一种配 件缺料时工人改为另一部件的装配或下一批摊铺机小合套的组装。h前状态为在机架上线 前小合套断断续续完成。本批摊铺机上线装配的同时，下一批的小介套的部装也断断续续 进行。车间现在主要问题就是半成品占有量太人，这玄接导致装配车间的应变能力人大

40、降 低。一方而，某批产品当用户退货或市场需求量变动时，其装配16绪论车间无法做出紧急的装配变动；另一方面生产管理工作与实际生产脱节，生产实际进度 与生产管理部门进度数据冇较大的出入。整个装配线处丁瘫痪状态，劳动半产率和设备利 用率大打折扣，半产周期过长，资金周转缓慢，产品成木过高，现场半成品常冇损坏现 象。冇时甚至冇错误装配，返工现象经常存在。送料过迟，造成这种现象的主耍原因是领料流程瘫痪。现冇领料流程为各装配小组依纶 产计划向材料处递交领料计划，材料处统计所需材料并填写领料单，出领料员送交仓库并 等候领料。有时，由于生产任务的临时变动急需某些材料，一线递交领料计划后等待，而 材料却迟迟未送达

41、。查其原因，还未填写领料单、还未递交领料单或正在等候领料等等。有时还有材料处误填领料计划的现象，由于是材料处统计各小组领料计划，所以，部分差 异较小的零部件可能会统一规格，便于仓库发放工作。可是有些零部件不能改动，于是就 有了前而的错谋装配，或者一线员工及时发现，则重新领料。我们问过一线员工，如果不 出现送料过迟现象，他们的装配节拍可提前多少，冇人说可提前半天甚至冇人说一天。当 然员工仅是片而之词不足以全部相信，但是可以肯定，送料过迟是装配车间影响装配周期 的又一主要因索。3. 2. 3其他因素分析造成摊铺机生产周期过长的最主要的原因如上所述。本节将讨论其它环节的不合理现 象，以史进一步在空间

42、上和时间上更合理的组织生产过程，提高劳动生产率和设备利用 率，缩短生产周期，加速资金周转，降低产品成本。第一，经过近一个月的调查，我们发现现有装配车间还存在另一现象装配工外出做 售后服务。这造成装配工时而过剩时而紧缺，车间劳动力数量不稳定给生产管理带来了极 人的不便。去年，该公司销售量为81台，实际产量为83台。该年有一段时间，装配车间 仅有两名一线装配工，而当时实际生产任务乂紧，在这种情况下唯一的办法加班加点赶任 务。这也是造成生产周期过长，产品成本高的另一原因，同时也是造成机架上线前小合套 断断续续全部完成的主要原因。第二，外购件的质量问题和规格也是造成生产周期过长、生产效率低下的原因。去

43、年， 装配工集体外出做售后服务就是由于当时采购的一批发动机存在质量问题。零件规格方 面，如储气筒，原有lt6e和ltd600为两种不同规格，装配工必须对外购储气筒改装。实 际上，将两种规格统一起来丝毫不影响摊铺机性能。如气压阀，外购气压阀组合角度不符 合摊铺机结构耍求，员工必须対其角度进行调整。如板材，冇些外购板材不符合标准，制 作的成品部件根本无法组装。第三，由于该车间成立较晚，许多方而还没有形成条文性的规定，管理方而也松松垮 垮。员工如一盘散沙，没有良好的组织纪律。车间小组作业管理方案才刚刚试行，还有很 多不足z处。-切工作均由组长组织和负责，没有充分调动员工积极性，没有发挥组员的 主人翁

44、精神。员工每天的工作都等待现场管理办公室分配，8:00上班，而真正工作8:30 才开始，中午11:30就歇工等候下班，每天实际工作时间述不到7小时。没有充分利用工 作时间。总之，要做好装配线平衡分析工作，不仅仅涉及到装配流程，它还涉及到远比装配流程 要素更多的因素，如库存、采购、运输、设计等等，这些方而都要做相应的调整。而月装 配线平衡分析工作要持续不断的进行，不断的发现新问题，不断消除问题，17绪论只有这样，才能更好的实现装配线平衡的r的，才能真止做到在空间上和时间上更合理 的组织生产过程，提高劳动生产率和设备利用率，缩短生产周期，加速资金周转，降低产 品成木。绪论4装配线优化及结果评价装配

45、线平衡问题既是一种布置问题，也是一种作业计划问题。装配线平衡是以产量为出 发点，寻求在给定装配周期下的最少工位数，或者在已定的工位数下寻求最小装配周期。 前者工位数一定，因此是一个布置问题。后者是在已知工位数的悄况下实【26】现最小装配周期，即最大产量，因而是作业计划问题。4.1装配流程改进和优化通过装配车间流程要素改进以及其它相关因素的改进和优化，科学合理的组织装配过 程，使整个装配的各个环节相互衔接，协调配合，保证人力、物力、财力、空间以及时间 等得到最充分合理的利用。实现装配线的比例性、连续性和节奏性，提高劳27动生产率和设备利用率，缩短生产周期，加速资金周转，降低产品成木。4. 1.

46、1流程要素改进前一章对装配现状及存在的问题做了分析，找岀造成装配周期过长的原因。卜而针对装 配流程所存在的问题逐一提出改进措施，以减少时间浪费，缩短生产周期。第一，装配的改进。对辅助工具和设备不全的问题，装配车间应做如下改进。为每小组丁人配备常用辅助丁具，并配备t具箱川于存放主耍的辅助工具和装配工位的 零部件清单以及辅助工具清单。工具责任到人，避免丢失或损坏后无人承担责任。在装配 工作中，工具随箱走，箱随人走。当初在建造流水线时，辅助工具配备齐全。而造成fi前 困境的原因就是责任不清，有些丢失，有些损坏，都无人过问。导致辅助装配工具落后， 延谋工时。在现行方案中，各工位员工分批轮岗制，即上批产

47、品工位一装配工在本批装配 的工位二工作。工位不一，辅助工具不一，这就要求在轮换装配前清点工具，于是就有辅 助工具淸单作为依据。而h有了辅助工具淸单和工位的零部件淸单，可以在装配准备时检 查工具是否齐全，可以在装配准备吋备齐所需零部件，避免口前的普遍存在的到处找工具 和零件。总之，工具箱可以方便辅助工具的管理，可以使装配准备工作更充分。操作不当的改进措施。对于某些重复性很强的工作，改进现行方案并建立丁艺文件。如 气路管接头镀锡、液压系统的管道连接以及拧螺栓螺母等等。改进后气路管接头镀锡流程 如图4-1。零部件设计不合理的改进措丿施。摊铺机设计部门与装配一线应做好双向沟通。装配一线 随时向设计部门

48、反映因设计不当而影响装配的地方，设计部门经常到装配车间观察、调杳 装配情况，并做好统计工作，修改设计不合理的地方。零部件的改进措施耍以制度或规肚 的形式强制执行。第二，在西筑公司，由于检验可与装配并行作业，不影响装配周期，故在时间改进坏节 跳过检验改进，接着进行运输改进。19绪论工作名称：气路管管接头镀锡平而布局和改进运输工貝两方而着手。布局要追求运输距离最短和运输频率最低，同时 运输时不丁扰其它工作的进行。运输工具尽量采用简单可行，速度快、效率高的运绪论改进后装配车间布局减小了发动机部装过程中的中转次数。同时减小了发动机存放空 间，使得卡车在派送物料时可以直接运至变速箱合套区，减小航车的利用

49、频率，节省运输 时间。但是对于机架迂回运输问题出于岀口3外受空间所限，无法使机架从出口3进入装 配线，唯一能做的就是尽量使出口 1所对安全通道两侧堆放物不要占川安全通道，确保通 道畅通无阻。21绪论原有发动机存放采取地而堆放式，没有充分利用空间。对设计一立体货架，用于存放发 动机，减少占地血积，如图4-3所示。这样在存放时，充分利用航车实现存取。为了解决 条形太长不利于航车存取的问题，减小其k度，一个货架上可存放两台发动机或者三台均 对。在实际存放（取用）时，可按先放（取）发动机再放（取）货架的现场管理部门应建立健全的突发事件处理机制。町建立数据库专门存储有可能发【28】生的随机事件和发生时的

50、环境以及相应的应对措施，并对数据库不断完善。尽可 能做到那批产品上线，一切围绕活动那批产品展开。一旦有随机事件发生，就在本批装配 工作上寻找解决方案，不能一味的发生随机事件就想办法提前装配下批产詁，无故延长下 批产品生产周期。加强现场管理部门的实时监控职能，严格按照生产计划进度生产。同时 相对调整和改善生产计划部门计划不当和计划不周的方而。另外，将材料处设在与现场管理办公室靠近的地方或直接就在现场管理办公室里，增强 材料处与装配一线的沟通，消除装配车间内部领料流程瘫痪问题，消除材料处随意改动领 料计划，减少错谋装配。将领料箱分区，在发料时就可将材料分区放置，减少装配工的分 拣工作。4.1.2其

51、他因素改进影响装配周期的因素不仅冇装配流程木身，还有公司的物料供应、采购、库存以及车间 内部的人力、物力等等。首先，在检验环节，虽然检验不影响装配周期，但是车间检验工作很不到位，有些检验 根本就是人员随惠填写，检验脱离实际，造成产品出厂后返修率大，装配工经常外出做售 后服务。针对这种情况，西筑公司应加强检验人员培训，提高检验人员素质。同时应加强 装配工位作业之间的互检工作。加强检验人员和装配人员的经济责任。捉高装配人员的工 作质量，减少次品率。在劳动力方面，为了相対稳定车间一线装配工，保证日常生产。公司应成立售后服务 部，抽调部分人员专门从事售后服务工作或者由一线装配工定期轮流做售后服务工作。

52、在 保证h常生产方面，这比现行的装配工谁想去就去和対的可行。还可以在一定程度上避免 捉前装配过早的现象。22绪论其次，外构件的采购方面。作为制造金业，为销售而牛产，为生产而采购是一个环环相 扣的物料输入输出的动态过程，依顺序构成采购流程、生产流程、销售流程。从物流的角 度看，最初的采购运行的成功与否将直接影响到企业生产、销售以及最终获利情况。对采 购材料按照物料重耍性和采购难易程度划分为4类，即战略性物料、【29】动轴、齿轮、链条等。一般物料：其它小部件。根据采购物料的不同将企业需要选择的供应商分成4类：战略性物料供应商、重要物料 供应商、瓶颈物料供应商和一般物料供应商。金业与战略性物料供应商

53、建立战略合作伙伴 关系，采取“双赢”策略，以获得长期的物料供应和物料质量的对靠性；与重要物料供应 商建立一般合作关系，采取最低成木策略，以降低企业采购成木与库存成木；与瓶颈物料 供应商建立稳泄长期的合作关系，确保物料供应及时。対丁-一般物料供应商，企业与之只 是一般交易关系,追求最低的管理成本和较高的业务效率。也可以与部分供应商建立稳定 长期的合作关系，要求他们提供符合规格的产品，降低某些特殊配件的制造成木。如叮以 与气压阀供应商建立这种关系，要求他们提供符介规格的部件，这样町以减少因改造带來 的成本。笫三，全谢贯彻执行小组作业管理。小组作业管理是新发展起來的冇别丁传统的流水线 作业的又一种作

54、业方式。它通常由2-6人，最多不超过10人组成一个牛:产单元，独立承 担和对完整的一系列工作；单元内各成员没冇固泄的岗位；组内采用轮岗作业；成员之间 相互合作；一般岗位间在制品限制在1个。由于员工的移动和轮岗，以及相互i办助，能彻 底弥补先天的工序不均衡，做到均衡生产，从而充分利用劳动力，使人【30】均劳动生产率上升。当市场需求量发生变化时，一方面可以通过增加或减少参与生产的小组数量，另一方面 可以通过增加或减少组内成员数，以适应市场的变化。这极大的提高了劳动力的适应性。 同时员工可以胜任很多工位的操作，甚至全部的操作，这样他们很清楚哪些地方易错，为 质量口我管理、零缺陷管理打下坚实的基础，避

55、免了次品直到线末才能检验出来的弊病。另外，工作内容多样化，合理的沟通交流以及开放的工作坏境，满足了现代员工的更高 层次的需求。小纟i作业法对员工素质要求很高，应事先进行充分有效的培训。这里的素质 主要指员工的技术技能和团队合作精神。第四，生产管理方面的改进。提高计划调度人员素质，在编制计划的同吋，提出技术组 织措施计划；提高计划t作质量避免或减少失误；加强调度及时协调，减少影23绪论响程度；确定合理的在制品数量。第五，安全文明生产因索。装配车间应加强文明生产、遵纪守章宣传教育，安全生产教 育；建立健全安全文明生产责任制；提高现场保管质量，改进工位器具。补足工位器具。4. 1.3初步改进结果经改

56、进可得如下改进后装配作业单元工时表，见表4-1和表4-20表4t改进后部装作业单元时间表单位：min表4-2改进后总装作业吋间表单位：min注：表4-1, 4-2屮，带*者为非装配一组作业内容；24绪论表4-1, 4-2中部分作业时间为估算时间。由表4-1和表4-2可得改进后lt6e的总装配工时为591. 9小时,与未改进前610小时 比较，改进效果并不明显。而实际上，仅从总装线上1工位2天计算，总装工时损失额 为：2x8x5x2111. 3二48. 67 （h）工时损失现象严重。由此看出，仅仅通过装配车间的 改进和优化无法达到理想的改进效果。因此，必须对装配作业单元进行组合优化，即排 序，重新组合装配工位，减小装配节拍。4. 2作业单元排序优化经过上述装配流程优化和其他相关因素的改进，装配线平衡工作就进入排序组介阶段。 而紧前约束表和作业单元优先图则是排序组合优化的依据。需要说明，下而的紧前约束表（表4-3）和作业单元优先图（图4-5）是以装配工艺流程卡和作业检验指导书为参照，经我们讨论和师傅指导而得來。原木西筑公司有装配丁艺文件，2002年建造流水线时丢 失。现存可供参考的文件仅存装配工艺流程卡和检验指导书。表4-3作业单元紧前约束表进行重组。首先确定装配节拍。摊铺机由于受消费群体规模限制，不可能像汽车等产品组织人规模 流水线生产，因此装配节拍应选取半天的