基础工业工程课程设计

1、精选文档基础工业工程 课程设计学 院：机械工程学院专 业： 工业工程班 级：114120301学 号：姓 名：指导老师： 提交时间： 2016.11.28一、装配线概况本课程设计争辩的是一级蜗轮蜗杆减速器的装配过程。在这条装配线上，方案月产量为4800件，每月工作28天，每天工作8小时。一级蜗轮蜗杆减速器的装配结构图如图1所示，BOM（Bill of Materials）表如表1所示。图1减速器装配结构图表1减速器BOM表产品名称一级蜗轮蜗杆减速器设计日期20108层次零件编号零件名称数量/产品自制或外购001000蜗轮蜗杆减速器1自制100110箱盖1外购100120箱座1外购100130轴

2、1外购100140端盖（右、后）2外购100150端盖（左）1外购200210垫圈3外购200220注油塞1外购200230大螺栓4外购200240小螺栓12外购据了解，该生产线始终以手工劳动为主。因此，通过合理安排生产作业要素使得各操作工人的生产负荷尽量均衡，削减工人忙闲不均现象，使之按生产节拍运转和高效率生产，是极具现实意义的。一级蜗轮蜗杆减速器的装配主要包括右端盖的安装、左端盖的安装、轴的安装、箱盖的安装、后箱盖的安装、注油塞安装等工序组成。在该装配线上共有6个工位，实际生产流程及各工位操作内容如图2所示.图2 减速器装配流程二、生产线现状及问题1、生产线的作业测定作业时间是核算生产线平

3、衡率的基础数据，也是找出瓶颈工位的依据。本争辩接受秒表测时方法对生产线6个在线工位进行测定，结果如图3所示。图3 各工位的标准时间从以上搜集到的时间数据可以看出，除工位1、工位2和工位3基本符合生产节拍以外，其余各工位均远小于生产节拍，其中，工位4、工位5和工位6的标准时间分别为53s、56s、30s远小于其他各个工位，力量过剩，造成资源铺张，操作工人始终格外空闲，多数时间处于等待状态。假如能将过剩的生产力量有效利用起来,生产效率必定会有大幅度提高。2、生产线平衡分析生产不平衡最大时间损失:生产不平衡损失率=1-平衡率=1-61.52%=38.48%由以上计算可知，在生产过程中,有38.48%

4、的时间由于产线配置不平衡而损失了。生产线生产不平衡最大时间损失为106s，不平衡最大时间损失格外大,该生产线存在很大的改进空间。1.3生产线的第一次优化分析1、作业分解与重排由于该生产线各工位时间差相当大，各操作工人的生产负荷不均，我们期望对各工位的生产作业进行重新安排，以优化生产线平衡现状。首先，我们对各工位进行作业分解，如表2所示： 表2 各工位作业分解工位基本作业作业说明完成时间（s）1A安装垫圈和右端盖10106B拧紧相应的三颗小螺栓962C安装垫圈和左端盖21136D扭紧左端盖对应的三颗小螺栓1153E安装轴15121F扭紧前端盖对应的两颗小螺栓1064G安装箱盖453H扭紧箱盖对应

5、的四颗大螺栓495I安装垫圈和后端盖356J扭紧后端盖对应的三颗小螺栓536K扭紧前端盖所剩的一颗小螺栓2230L扭紧注油塞8合计502结合产品特征及各基本作业的实际装配挨次，作出工作网络图，如图4所示。图4 工作网络图2、工位分析通过对各工位进行作业分解，结合工作网络图，我们对部分工位进行了重点分析：工位4、5、6操作分析工位4、5、6所用时间相对很短，力量过剩。工人的任务量相对其他工序小很多。工序总用时中等待时间过长，即这3个工位的操作工人大部分时间是在等待。通过以上分析，结合生产的实际状况，运用动作经济原则和整个生产线工作量平衡理论，利用ECRS原则，充分利用现有资源提高生产力量，将工位

6、4、工位5、工位6的作业合并为新的工位4的基本作业，从而形成新的工位作业安排表，如表3所示。表3改善后的作业安排工位基本作业作业说明完成时间（s）1A安装垫圈和右端盖10106B拧紧相应的三颗小螺栓962C安装垫圈和左端盖21136D扭紧左端盖对应的三颗小螺栓1153E安装轴15121F扭紧前端盖对应的两颗小螺栓1064G安装箱盖4139H扭紧箱盖对应的四颗大螺栓49I安装垫圈和后端盖3J扭紧后端盖对应的三颗小螺栓53K扭紧前端盖所剩的一颗小螺栓22L扭紧注油塞8合计5023、第一次优化效果经过对各工位作业进行合理的调整，整个生产线的生产率已经得到明显的提高，具体表现在： 生产成本方面将生产力

7、量明显过剩的原工位4、5、6合并在一起，从而，取消了原工位5和原工位6，削减两个工位，从而削减两名工人，节省了人工成本。 时间争辩方面对改善后的各工位再次进行秒表时间争辩，测得各工位的标准时间如图5所示。图5 改善后的工位负载由上图我们发觉，经过改善后各工位操作时间渐趋平衡，大部分工位操作时间相差不大。工位4的操作时间相对较长，有待进行进一步优化。生产线平衡方面生产不平衡最大时间损失:TMax-TM1in=139-106=33(s)生产不平衡损失率=1-平衡率=1-90.29%=9.71%由以上计算可知，经过第一次优化，生产线不平衡最大时间损失由106s降低到33s，生产线平衡率由61.52%

8、提高到90.29%，生产节拍由136s略增到139s，但削减了两个工位，节省了人工成本。可见第一次优化效果相当明显，但是生产不平衡最大时间损失仍旧较大，照旧有进一步优化的空间。四、其次次优化经过第一次优化，整条生产线的生产效率得到了显著的提高，但是部分工位工位4的操作时间较其他工位明显较长，制约了该生产线生产率的提高，成为了新的瓶颈环节。因此，我们接受MOD排时法对工位4进行动作时间分析。1、操作分析我们利用工位4的影像资料进行分析，发觉在扭紧后端盖对应的3颗小螺栓的操作时，操作者始终保持一只手操作，另一只手持住箱底的操作状态（如图6所示），明显不符合动作经济原则的双手动作原则，在操作时间上存

9、在较大的改善空间。因而我们运用MOD排时法对扭紧小螺母的操作进行动作因素分析，如表4所示。图6 扭紧小螺母操作表4 工位4的动作因素分析作业内容：拧紧3个小螺栓工作地布置图工位序号：4定员：1操作者：MOD数：213 时间:27.477s日期：左手动作时间右手动作动作叙述分析式次数MOD值次数分析式动作叙述伸手到箱座M3G13123M3G1伸手取小螺栓持住H393M3P0拿到身前持住H3213M2P5插到端盖留孔位持住H363M1P0M1G0旋转螺栓持住H3483(M1P0M1G0)*8连续旋转8次螺栓持住H3123M3G1伸手取扳手持住H393M3P0拿到身前持住H3213M2P5契合螺栓尾

10、部持住H3153M2G1M2P0旋转螺栓持住H3603(M2G1M2P0)*4旋转4次，拧紧螺栓合计213由表4不难看出，在整个螺栓的操作中，时间铺张相当严峻。左手始终保持持住箱座等待的状态，右手始终在重复取物和安装动作。解决双手分工极不均衡，节奏性差的问题是降低整个工位操作时间的关键。2、其次次优化方案我们接受“5W1H”提问方法发觉，之所以左手要始终保持持住箱座的状态，是由于箱座没有固定，必需要左手进行人工固定，便于右手在箱座上进行安装操作。所以我们选用一个支架，来代替左手固定箱座，从而使左手解脱出来挂念右手进行组装操作，改善后的动作因素分析见表5。表5改善后的动作因素分析作业内容：拧紧3

11、个小螺栓工作地布置图工位序号：4定员：1操作者：MOD数：174 时间：24.768s日期：左手动作时间右手动作动作叙述分析式次数MOD值次数分析式动作叙述伸手去取箱座M3G11123M3G1伸手取小螺栓放到支架上M3P0193M3P0拿到身前伸手去取扳手M3G11213M2P5插到端盖留孔位把扳手放在身前M2P0163M1P0M1G0旋转螺栓用扳手契合螺栓尾部M2P53213BD等待旋转螺栓M2G1M2P03153BD等待旋转6次，扭紧螺栓(M2G1M2P0)*63903BD等待合计174改善后，MOD值由213削减为174，操作时间由27.477s降低到22.446s,削减了5.031 s

12、。双手同时进行相同的操作，协调性强，操作效率高。工位4的整体操作时间也从139s削减为133.969s,不再是瓶颈环节，任务时间总和由502s变为496.969s。生产不平衡最大时间损失:T=TMax-TMin=136-106=30生产不平衡损失率=1-平衡率=1-91.35%=8.65%经过其次次优化，生产线不平衡最大时间损失由33s降低到30s，生产线平衡率由90.29%提高到91.35%，生产节拍由139s降低到136s。与第一次优化相比，生产效率再次得到提高，生产不平衡状况得到极大改善，日产量也相对提高。五、优化效果对比运用秒表时间争辩法以及MOD排时法，先后对原生产线进行了两次优化，两次优化效果对比如表6所示。表6 改善前后工艺评价比教为了更清楚得呈现改善效果，我们做出了各工艺评价指标的柱状图，如图8所示。图8 改善效果柱状图由以上图表我们可以清楚的观察，进过两次改善之后，原生产线的不平衡最大时间损失由106s削减到30s，生产平衡率由61.52