工业工程本科毕业设计（论文）天津三电汽车空调有限公司成品组装生产线现状分析和改善

1、目 录1 绪论.11.1 研究的目的及意义.11.2 研究的主要问题.21.3 预计要求和关键技术.32 理论基础.42.1 IE 基础理论.42.2 流水生产线平衡理论.62.3 保证质量要求.82.4 JIT 生产方式.92.5 双手作业分析.103 公司简介.113.1 集团简介.123.2 企业文化.123.3 天津三电厂区布局简介.123.4 成品组装装配线生产现状分析.124 成品组装生产流程优化方案实施.174.1 工序节拍平衡改善的步骤.174.2 确定组装工序的工时.174.3 生产线平衡改进.215 改善后的效果及评价.295.1 改善后的效果.295.2 效果评价.30结

2、论.32致谢.33参 考 文 献.34 本本科科毕毕业业论论文文 第1页 共 34 页1 1 绪论绪论人类社会进入 21 世纪，面临着全球经济一体化，2001 年 12 月 11 日中国加入WTO（世界贸易组织） ，意味着中国所有企业都将面临来自全球同类企业的竞争，在国际市场和外来产品技术迅猛的冲击下，所有企业都面临着改革，通过加强管理和技术革新来提高自身的综合竞争能力。目前面临着全球产销一体化的企业，在流水线的生产模式下，怎样提高设备利用率，减少工序间的在制品，平衡生产线，消减库存，提高生产线的整体效率， ，以及追求同步化生产和消除生产流程中的问题越来越受到重视，企业生产中通常用平衡率这一量

3、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。论文通过对装配生产线的研究，结合自身企业产品的特点，对现有生产进行了改善，说明了现有工业工程技术在生产流程优化中的作用1。首先，本文叙述了生产与运营管理理论及影响生产流程平衡的要素，同时根据工业工程基础理论定义了改善生产流程中的问题。对于本文所讨论的生产线的多种工序，通过分析现状，找出了问题所在：工时量测不合理；有明显的瓶颈工序存在；人机利用率较差；作业工序安排不当。然后根据生产线平衡的步骤及方法，及学习曲线的理论，重新确定了工时；并按照工序节拍均衡的原则，通过对工业工程理论中 ECRS

4、及人机操作分析方法的运用，调整了工序内容，使各工序节拍趋于一致，且精减了部分工序，节省了人力，设备成本，并使生产能力得到了提高。应用 IE 技术，通过精益生产实施、精益工作站设计、标准工时建立和全面的生产流程优化以提高生产。1.11.1研究的目的及意义研究的目的及意义现如今，经济全球一体化，企业竞争面临全球同类行业，但我国经济起步较晚，在全球经济浪潮的冲击之下，国内企业产生了一个技术革新、控制成本的新浪潮，尤其在全球经济危机的前提下，所有企业效益降低甚至有些企业倒闭，更加凸显了改革的重要性。而工业工程作为一个降低成本、提高质量、提高生产率和经济效益的行之有效的管理技术也越来越凸现其在企业中的重

5、要性。工业工程以其系统、整体、综合三个特点，改善工业企业宏观管理，优化企业生产过程，在企业内部建立起以生产系统为基础、以物流系统和信息系统为主要内容的高效生产系统，为企业管理整体优化提供一整套切实可行的理论与技术方法。工业工程技术方法的应用，能有有效的消除 本本科科毕毕业业论论文文 第2页 共 34 页不必要的浪费，比如：时间的浪费，不必要的工序，搬运的浪费，等待的浪费，物料的浪费，管理的浪费等。同时正是因为这些浪费提高了企业的生产成本，降低了企业的竞争力。同时工业工程的应用能够大幅度的提高企业的生产效率，提高设备以及工时的利用率，这主要表现在生产线的平衡上。生产线平衡程度是衡量产线工序水平的

6、一项重要指标，最能反映企业的综合管理水平。一个较完善的流水线（即平衡的流水线）各个生产工位的作业时间应尽量趋于完全一样，使各个工位的生产节拍相同，即产生作业负荷均衡，而节拍又是生产效率的一个表现。均衡的工序节拍，有利于保证设备、人力的负荷的平衡，从而提高设备和工时的利用率，建立正常的生产秩序和管理秩序，进而保证产品的质量和生产的安全。而且线平衡还能提高材料的利用率，减少人力、能源的浪费，提高员工的素质，提高产品的合格率，减少在制品，加速流动资金的周转，从而降低生产成本、提高企业的利润。由于中国汽车行业的技术引进或与外国汽车行业的合作，在经济危机的大背景下，销售额稳中有升，再加上国家促进消费拉近

7、内需的政策的影响下，中国汽车行业在经济危机中却出现了春天般的发展态势。俗话说，一业兴百业旺，与汽车业相关的产业也在其带动下有所发展。4天津三电汽车空调 作为一个以汽车空调的生产为主营业务的公司，与国内外多数汽车厂商有合作关系，如：保定长城，东风二汽，天津夏利，上海大众，浙江吉利等。在销量不断上升的前提下，企业却忽略了本身竞争力的提高，导致其产品质量下滑，管理混乱，成本控制困难，生产效率降低，产品合格率降低等诸多问题。这也是许多企业都面临的问题，正是因为这些原因，引进工业工程方法与技术对公司进行管理和改善显得尤为重要。1.21.2研究的主要问题研究的主要问题天津三电汽车空调 （下简称三电）赛达厂

8、区成品组装生产线自动化程度较低，需要大量人工操作流程，存在大量瓶颈工序，制约着车间的产能。本文运用生产与运营管理理论，对三电成品组装生产线生产流程存在的问题进行进行剖析。 生产线设备布置问题在生产现场存在较多物流上的浪费，究其原因就是设备布置的不合理。物料长距离的搬运或重复性的搬运都需要耗费大量的人力、物力和时间，造成工时的浪费、工序上产品的积压，以及后续工序生产的停滞。总结成产过程中遇到的各种问题，由此 本本科科毕毕业业论论文文 第3页 共 34 页针对企业设备布局进行综合性的分析，并对设备布局做出改善，消除不增值的搬运活动，减少搬运的次数，缩短搬运的距离，从而才能提高作业能力，最终制定出完

9、善的布置方案。 作业方法和作业测定问题 寻找不合理的地方，利用 RCSE（消除、合并、重排、简化）的方法步骤对不合理的地方改善，改善操作方法和动作，为流程改善提供理论上的依据。对员工的操作方法进行分析，减少不必要的动作，并对工时进行测量，用模特排时法进行理论上的用时设定以及放宽，从而经济的使用人力。 瓶颈工序产能问题 怎样优化瓶颈工序的产能，如何对特殊工序进行分解、改善。可以提高整体作业能力。 准时生产问题 怎样消除浪费，降低库存，提高生产效率。以解决车间内生产能力不平衡、柔性差、操作方法不标准、存在浪费、存在瓶颈工序等问题。1.31.3 预计要求和关键技术预计要求和关键技术工业工程的目的就是

10、使生产系统中投入的要素得到充分利用，降低成本，保证质量和安全、提高生产率，获得最大效益。也就是说，通过研究、分析和评价，对人机系统（人、机、料、法、环）进行再设计，将各个组成部分恰当地综合起来，从而将原系统改善，以实现生产要素合理的配置，优化流程，保证安全、优质、准时完成任务的同时在成本、能耗上降到最低。本文充分利用 IE 的基本方法进行优化：在作业研究方面，通过5W1H（Why,What,Who,Where,When,How）作业研究方法和 ECRS 即取消合并重排简化的分析方法，对瓶颈工位进行优化；通过时间和动作分析以及现场管理等经典理论，结合 HVAC 的实际情况进行分析和改善。通过对流

11、水线上各工位工时的测量，对工时定额重新核定，确保准时生产，杜绝浪费、降低企业成本。在产能瓶颈问题的分析中，对个别产能不足的瓶颈工位，应用生产线平衡方法，对其工序中存在的问题逐一剖析，找出造成瓶颈的根源，有针对性的改善。 本本科科毕毕业业论论文文 第4页 共 34 页2 2 理论基础理论基础2.12.1 IEIE 基础理论基础理论工业工程(Industrial Engineering，即 IE)思想最早是由科学管理之父泰勒在 20世纪初提出的，它是以人，物料，设备或设施，能源和信息组成的集成系统为主要研究对象，综合应用工程技术，管理科学和社会科学等知识，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的，同

12、时为科学管理提高决策依据5。它是将人，机，料，法及环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计，评价与创新，从而提高工业生产效率和社会经济效益的专门化的综上所述技术，且内容日益广泛。新时期的 IE 是一个以制造为中心，基于现代科学技术，特别是信息，网络和计算机应用的综合技术。它是利用人因学，社会科学，自然科学，管理科学，行为学，组织学和伦理学的观念以及高度发达的通讯与效能技术和方法交互渗透去实现基目标。其特征是实践性，工程性，社会性，创新性。以工业工程为主的生产线平衡技术分方法研究和作业测定两类，该技术的优点是使企业在不增加投资或减少投入的情况下，对生产过程的作业程序，作

13、业方法，物料配置，空间布局及作业环境等方面的改善，达到平衡生产线并进而提高生产力，提高经济效益的目的。 方法研究分类程序分析：整体性制造过程各作业运用剔除，合并，重排与简化使之合理化。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。 程序分析的四大原则：ECRS,即：删减(Eliminate)、合并(Combine)、重组(Rearrange

14、)、简化(Simplify)，用于生产过程的优化。使用较少的人数和较短的时间，谋求作业负荷均和作业人员的舒适性，如表 2-1 所示。 本本科科毕毕业业论论文文 第5页 共 34 页表 2.1 程序分析四原则改善原则目的事例排除Eliminate排除浪费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。组合Combine配合作业同时进行合并作业把几个印章合并一起盖。一边加工一边检查。使用同一种设备的工作，集中在一起。重排Rearrange改变次序改用其它方法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。简化Simplify连接更合理使之更简单去除多余动作改变布置，使动

15、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。2.1.3 作业测定定义：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。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,并进行适当的工序分布,以适应企业生产的需求。实际测量时操作者可能偏离正常速度，因此应根据实际操作过程考虑操作人员的评比。确定作业评比系数常依靠有经验的监工对操作者的表现作出评价。即：正常时间观测时间评比系数 式(2.1)在连续观测过程中，操作者偶而会发生一些干扰性的中断

16、使操作时间增加；标准工时应将干扰或中断所影响之时间，给予宽放加入正常时间。宽放时间是作业者个人自然需要,疲劳和合理的延迟所需时间,它可以作为绝对量直接加在经过修正的作业时间上,也可以采用系数的形式,乘以作业时间然后附在其上。2宽放率（%）（宽放时间/正常时间）100% 本本科科毕毕业业论论文文 第6页 共 34 页标准时间正常时间1+宽放率观测时间1+评比1+宽放率 式（2.2）2.22.2 流水线生产平衡理论流水线生产平衡理论 术语定义a)工位:为了完成某一产品的各道工序,在装配线指定一个工作位置,工人在其中进行操作,这个位置即称为工位。b)工步:将操作划分为一个一个操作单元,这些操作单元一

17、般不能再分。c)总作业时间:从产品整个装配流程来说,装配一个产品需要的时间,即装配一个产品所有作业工序的作业时间总和。d)先后顺序约束:作业元素之间加工的先后顺序。在装配线的作业分配中,当且仅当一个作业元素的所有前作业元素被分配完毕,这个作业元素才能被分配6。e)节拍:是流水线生产最重要的工作参数。节拍指流水线上连续生产两个相同在制品的间隔时间,它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低7。运用生产节拍的概念,将作业划分为数个工作站,每一个工作站要完成的工作由多个作业基本单元组成,使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态,以完成规定的操作量,从而使各工作站的闲置时间最少,作业达到平衡,效率较高3。生产

18、线各站作业的不平衡,会造成无谓的损失外,还会造成大量半成品的堆积,严重时甚至会造成装配线的中止。要使产线能够顺畅高效率地运作,就必须使各站的负荷均衡化,即尽量使分配到各站作业总时间相等,避免或尽量减少等待时间。生产线的平衡状况反映了生产组织是否合理,这与产品的产量,质量及成本皆有很大关系。生产线节拍的公式定义如下生产线节拍=每天的生产时间/每天的计划产量 式（2.3）目前,对于装配线平衡的研究主要分为以下 3 个方面：(1)给定装配线的最小节拍,求最小工作站数,通常在装配线的设计与安装阶段进行；(2)给定装配线的工作工序数,使装配线的节拍最小,对已存在的生产线进行调整优化；(3)在装配线的工作

19、站数和节拍得到优化确定的条件下,均衡工作站上的负荷,给工 本本科科毕毕业业论论文文 第7页 共 34 页作人员一种公平感12。2.2.2 生产线平衡定义又称工序同期化,是对于一定生产节拍下的装配线,所需工序的工作地与作业人员数量最少的方案。生产线平衡是衡量生产线工序水平的重要指标之一,生产平衡率越高,则产线发挥的效能越大。生产线平衡率=各工序时间总和/(CT工序数)100% 式(2.4)CT：生产线工序中最大标准工时,即生产线节拍根据定义可以看出,生产线平衡需满足以下两个条件：a)生产线节拍工序时间b)(生产线节拍-工序时间)最小2.2.3 生产线平衡原则:a)调整作业元素组成各工序的作业时间

20、不超过生产线节拍,又不违反工序先后顺序,并使工序数目尽可能减少。b)各工序损失时间尽可能少,且较均匀,使装配时间损失率最小。2.2.4 线平衡的效果评价装配线平衡效果主要是以平衡延迟(Balance Delay)指标(用 Bd)来评价,又称时间损失系数(用 L 来表示),平衡延迟是一件在制品在流水线上的总空闲时间与它自始至终留在装配线上的总时间之百分比值。如下列公式(1)：Bd=(NC-t 总)/(NC)100% 式(2.5)式中,N工位数,C理论节拍,t总总工作时间8.对于 Bd 的值,有以下三个区间的评定结论,如表 2.2 所示，表 2.2 装配线平衡效果优劣的评判标准平衡延迟结果评判结果

21、(装配线)Bd10%优10%Bd20%良Bd20%差由上,平衡率为 =1-Bd, 式(2.6) 代入(1),则为=t总/(NC)100% 式(2.7) 本本科科毕毕业业论论文文 第8页 共 34 页2.2.5 影响生产线平衡的要素a)工序的作业内容工序的作业内容是按照工艺的要求定义,在指定的工作工序需完成的工作内容。任务的多少会直接影响到完成作业的时间。b)操作者的技术水平不同作业人员因为知识背景,经验积累及个人身体状况的差异,即使是相同的工序内容,操作技能会有不同,从而会使测试时间产生差异。c)工序设备的生产能力设备在一定时间内装配产品数量的能力及设备本身的开工率,即代表了其生产能力。同样的

22、工序内容,由不同型号的设备来完成,可能会存在数量及品质的差异；而在流水线作业条件下,由于设备不良,在处理不当的情况下,有可能使整条流水线都停产。除了以上三点,其它如物流的安排,原料的品质,设计的因素也会影响线平衡。2.32.3 保证质量要求保证质量要求观测异常值分析：美国机械工程协会（SAM）对异常值定义为：“某一单元的秒表读数，由于一些外来因素的影响而超出正常范围的数值” 。时间观测值内参杂有非机遇性原因异常值时，必须摒弃该异常值；评判异常值最适当之方法是借用质量管理的x- 控制图 。设对某一操作单元观测 n 次，所得时间为：x1,x2,x3.xn,则:平均值 X,X=（x1x2x3.xn）

23、/n = xi /n 式(2.8)标准差 ,= (xi-X)2 /(n-1) , 式(2.9)其中,（i=1n）以表示,正常值为 X3 内的数值,超过则为异常值。剔除了异常值后，每一操作单元所有时间值的算术平均数，即为该单元的平均操作时间。可以用x- 控制图的分析手法来评估所量测的工时,确认生产制程中出现的异常，并经行分析。 本本科科毕毕业业论论文文 第9页 共 34 页质量控制中心值 =xi/n， X质量控制上限 UCL=X+3， 式（2.10）质量控制下限 LCL=X-3, 式（2.11）超出控制上限及控制下限的值为异常的数据，需对此进行单独的分析。有点子逸出控制界限之现象此种称之为”不稳

24、定型”如以下图 2-1 所示。图 2.1 管制界限图2.42.4 JITJIT 生产方式生产方式均衡化生产就是对生产线的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使作 JIT 是英文 Just-in-time 的缩写,中文译为准时化生产制,又称无库存生产方式、零库存或者超级市场生产方式。JIT 是使制造业达到优秀的一种哲理，其基本点是有计划地消除所有浪费，持续不断地提高生产率。这贯穿于生产最终产品所需求的所有活动之中。它包括了从工程设计到发货的整个过程以及从原材料到成品进行转变的各个阶段，自始至终强调零库存，即只在需要时才有必要的库存；以零缺陷为目标改善产品质量；通过减少准备时间、队列长度和批量缩短

25、提前期，改进操作过程，并且以最小成本来实现这些目标。从广义来说，JIT 可应用于各种类型的制造业。车间任务型、流程式以及大批量重复生产型的企业均可应用。 均衡化生产生产均衡化是实现 JIT 生产方式的业时间尽可能相近的技术手段和方法。均衡化生产的核心即是消除工序不平衡，消除浪费，实现“一个流”的生产。 本本科科毕毕业业论论文文 第10页 共 34 页用看板管理控制生产过程，生产的均衡化是最重要的前提条件。后工序在必要时刻从前工序领取必要数量的必要零部件。在这样的生产规则之下，如果后工序取料时，在时间上、数量上和种类上经常毫无规律地变动，就会使得前工序无所适从，从而不得不准备足够的库存、设备和人

26、力，以应付取料数量变动的峰值，显然这会造成人力、物力和设备的闲置和浪费。 标准化作业标准化作业是实现均衡化生产的一个重要前提。根据标准作业时间，生产现场的管理人员就能够确定在各生产单元内生产一个单位制品或完成产量指标所需要的作业人数，并合理配备全车间及的作业人员。根据标准化作业的要求，所有作业人员都必须在标准作业时间之内完成单位制品所需要的全部加工作业，并以此为基础，对作业人员进行训练和对工序进行改善，对绩效进行考核。2.52.5 双手作业分析双手作业分析 双手作业分析的含义生产现场的某些作业以工序的操作过程为研究对象，详细观察和记录其过程，重点是了解双手如何进行实际操作，成为双手作业分析。

27、双手作业分析的特征（1）双手作业分析的主要对象是作业者的双手；（2）双手作业分析是借助于双手作业图进行分析；（3）双手作业分析简单明了，谁是随地都可以记录分析，清楚地反映出动作是否符合动作经济原则。 双手作业分析的作用（1）研究双手的动作及平衡，左右手分工是否恰到好处；（2）发掘“独臂”式作业；（3）发现伸手、找寻以及笨拙而无效的动作；（4）发现工具物料、设备等不合适的放置位置； 本本科科毕毕业业论论文文 第11页 共 34 页（5）使动作规范化，并据此拟定作业规程，为编制标准化作业指导书提供参考。 本本科科毕毕业业论论文文 第12页 共 34 页3 3 公司简介公司简介3.13.1 集团简介

28、集团简介图 3.1 集团简图天津三电汽车空调 是与日本三电株式会社合资，集开发、生产、销售为一体的微通 道换热器及其组件、汽车空调系统制造商。公司坐落于天津市西青经济开发区赛达二大道 8 号，始建于 1994 年，注册资金 1780 万美元，投资总额 2300 万美元， 占地面积 54428，其中包括国际一流水平的现代化实验中心。目前，公司生产能力汽车热交换器 150 万台、汽车空调系统 50 万套。公司合资十年来，在日本三电的支持下，一直致力于汽车空调系统及换热器的研发与制造。公司拥有一批经验丰富的工程师， 关键岗位的技术人员和操作人员均被派送到日本总部进行研修。公司的主要生产及实验设备均从

29、英国、美国、日本等国进口，能根据客户的不同需求进行产品开 发、实验及生产。至今已生产微通道换热器 200 万台。优质的产品性能和良好的售后服务为公司在汽车空调市场上赢得了极高的信誉。 基于在微通道换热器应用方面的经验，考虑今后环境方面变化影响，公司从 2006年开始研究汽车空调全铝换热器技术在家 用、商用空调方面的应用。我们认为应用铝代铜技术产品与传统铜管铝翅片式相比，有如下优势：1）制冷剂使用量减少，绿色环保，低碳排放；2）换热性能提高； 3）空调系统体积缩小，进而降低物流运输费用 4）风扇体积缩小，降低噪音； 5）空调能效比提高；鉴于以上优势，我们看到了铝代 本本科科毕毕业业论论文文 第1

30、3页 共 34 页铜技术在家用、 商用空调应用的前景，致力于通过广泛推广应用全铝平行流换热器为环保事业、低碳经济贡献自己的力量，同时我司也可以在此过程中逐步成长。目前我司已 经与多家世界知名空调制造商签订了开发协议。 用于家用、商用空调微通道换热器的具有国际先进水平的生产线已于 2010 年 4 月调试完成。该生产线具备生产大型商用平行流换热器芯体的能力。 天津三电致力于通过微通道技术革新，为客户提供创新、可靠、节约成本的解决方案，满足终端客户对节能、环保产品的追求。3.23.2 企业文化企业文化 企业宗旨：有品质才有市场，有改善才有进步企业使命：用心工作，生产好空调核心价值观：责任、效率、务

31、实、质量核心理念：每个人都是公司的一部分 实事求是，改善发展3.33.3 天津三电厂区布局简介天津三电厂区布局简介图 3.2 三电厂区布置3.43.4 成品组装装配线生产现状分析成品组装装配线生产现状分析3.4.1 生产线布局简介HVAC1 生产线的布局图（俯视）及实际图如下： 本本科科毕毕业业论论文文 第14页 共 34 页 操作台 1 物料台 1 操作台 2 操作台 3 操作台 4 物料台 2 物料台 操作台 9 4操作台 5 操作台 6 操作台 7 物料台 3图 3.3 HVAC1 俯视图图 3.4 HVAC1 实际图人人人人人人人人人零件区传送带检测室 本本科科毕毕业业论论文文 第15

32、页 共 34 页3.4.2 产品类型及主要流程简介安装鼓风机领料贴海绵并检查检验、插线领料扣盖检验密封度插挡风板插芯体摇臂安装与圆盘自检安装马达 3领料扣盖检验密封度摇臂安装与圆盘自检安马达1、2安暖风芯自检插挡风板零件线下预加工安装封口组装自检自检检查及贴标包装入库图 3.5 123 空调流程图 本本科科毕毕业业论论文文 第16页 共 34 页上图为 123 型号空调的主要生产流程（图 3.5） ，成品组装流水线 HAVC1 主要生产两种型号产品，分别是适用于低档汽车的 121 中适用于中档汽车的 123。由于低档汽车空调 123 型号生产流程比较简单，存在问题较少，以下以 123 型号空调

33、为例进行介绍和流水线分析改善。HVAC1 生产线生产两种型号的产品，而其中的 123 型汽车空调在该厂生产的汽车空调中具有是典型的代表性机型。其产品特点是功能完善，制造程序复杂，质量要求高，但体积较大。123 产品的组成主要有：两个机箱，马达，鼓风机，暖风芯，蒸发器，冷风芯。每个单品在完工以后都必须经过功能测试，并由质检部抽检，是比较典型的流水组装线，其基本特点有：a)每个班次每天生产线上都是一种产品，极少在工作进行中更换产品，而且生产过程持续、重复，最大限度的提高了生产效率，避免更换产品时工人和设备的加工间歇；b)每个工序的专业化程度很高，严格按照单向运输路线生产移动，每个工序固定完成若干个

34、规定的步骤；c)生产有固定的节拍，过程连续，节奏性很高，避免了工人消极怠工；d)流水线上各工序的工作量以及工时大致是平衡的，是生产均衡进行；e)手工作业与机械加工并存，使生产线的灵活性大大提高，更适应产品的更换；f）长时间重复、单调作业，前工序推动后面工序，操作工心里压力较大。3.4.3 生产流程中存在的主要问题公司的生产实行的是拉动式生产，根据市场需求的订单量安排生产任务，制定生产计划,成品组装有四条组装测试线。随着生产的进行,降低成本就逐渐成为公司车间的改善重点,减短工时,提高生产线平衡率,提升产量,精减人力是改善的途径。通过运用方法研究的程序分析,作业分析和动作分析的理论及作业测定方法对

35、成品组装装配线体进行了较详细的调查研究,发现了生产线主要存在以下几点问题：a)组装线的工序节拍不平衡123 型号汽车空调在历经一年多生产，在生产过程中不断调整，尽管大多数工序的节拍已经非常接近，但是仍有一些工序的节拍与生产线的节拍有很大差距，当产量不高时，这些矛盾还凸显不出来，但是随着产量的增加，越来越凸显出这个问题，有些工序无法完成生产计划的产量，导致整个流水线完不成计划任务，但还有些工序存在 本本科科毕毕业业论论文文 第17页 共 34 页着生产能力的富余。b)员工动作不规范123 生产流程各个工序一套标准作业方法，都是由老操作工总结出来的经验，而且操作工的更替时不经培训，由操作工教授没有

36、经过专业培训，使得工序工作人员的操作存在很多问题，而且操作工文化程度偏低、流动性大，制约着生产的产量和质量。尤其是 123 型号汽车空调的摇臂安装工位，要安装十一个零件，还要涂抹润滑油，最后进行自检，工序操作比较复杂，质量要求比较高，操作难度也比较大，再加作业方法不标准严重影响生产线的正常运行，影响流水线的平衡。c)操作工情绪不高，影响工作效率因为流水线各工序分工内容较细,且每个工位的作业内容比较单一,工作任务大，操作工长期重复单一的动作，身体容易产生疲劳、心理易产生厌倦,从而导致工作效率下降，增加成本。 本本科科毕毕业业论论文文 第18页 共 34 页4 4 成品组装生产流程优化方案实施成品

37、组装生产流程优化方案实施4.14.1 工序节拍平衡改善的步骤工序节拍平衡改善的步骤按照生产线平衡理论并结合 123 机型实际生产状况,确定改善步骤如下：1)确定现有生产线的节拍按照作业测定理论要求,重新测定生产线的节拍以及各工序的作业时间,并分析计算确定各工序的作业时间。2)调整工序作业内容将统计计算的数据进行分析，对各个工序的工作内容进行重新分配，调整不合理的地方，是各个工序的工作量均衡，缩短原瓶颈工序与其它工序的节拍差异。3）对测试段的人数进以及现有人员分配方式进行分析,制订人员数量。4）其它调整措施根据车间的实际情况,采取必要的措施,提高操作人员的工作积极性,以间接地提升工作效率和产品质

38、量。4.24.2 确定组装工序的工时确定组装工序的工时 工时的测量及计算通过对 HVAC1 生产线的了解，对其生产过程进行观察和记录，为了保证数据的精确，对其各个工位测量了 10 次，得到了以下的数据： 表 4.1 123 空调生产流程各工位时间测定次数工序12345678910 扣盒58.2 60.348.552.458.959.057.256.759.5 59.2摇臂安装87.286.987.8896850886862842876865安装马达61.863062663664.862.561.8640612628海绵插线40.541.042.0 40.039.841.241.839.039.

39、240.6检测49.550.250.650.952.851.649.751.352.6 53.1扣盒摇臂66.365.064.667.668.2 69.067.266.866.065.8 本本科科毕毕业业论论文文 第19页 共 34 页-1马达组装63.162.562.6 61.0 63.562.764.160.962.461.8冷暖组装73.272.976.1 74.0 73.172.673.272.770.974.1检测贴标92.591.093.694.892.092.693.6 90.891.2 92.1装箱入库36.836.034.637.637.236.035.635.235.036

40、.7由于秒表的误差和测量时操作工的心理因素影响，所得数据会稍有偏差，所以用统计学方法对所测量的数据进行处理,根据式（2.8） = 公式算出各个工序平XnXnii1均值，根据式（2.9） = 算出各个工序标准差，填入下表:nXXnii12表 4.2 平均值、标准差数据表工序12345678910X56.998696628140.5151.2366.6562.4673.2892.4236.073.5291.5191.0400.9681.2201.3881.0151.3251.2860.991为了使数据更加精确，我们利用管制界限来确定工序用时的正常值的范围，根据管制上限和下线来剔除异常值。根据式（2

41、.10） 、式（2.11）举第一组数据计算得到：UCL=+3=56.99+33.52967.577（s） ；LCL=-3=56.99-XX33.52946.403（s）得到管制界限如下图所示： 67.57756.9946.403UCLLCL 本本科科毕毕业业论论文文 第20页 共 34 页图 4.1 管制界限图根据上图显示，第一组数据没有异常值，同理可以计算得到其余九个工序的数值均未出现异常，根据以上信息可以得到以下一组数据（表 4.3）： 表 4.3 HAVC1 各个工序的平均值工序12345678910X56.998696628140.5151.2366.6562.4673.2892.42

42、36.07 标准时间的评定根据第二章提到的式 2.1 和式 2.2 可知：正常时间观测时间评定系数标准时间正常时间（宽放率）根据 HVAC1 生产线的实际情况和操作工人的精神状况，可以按照下表(表 4.4)可以得到评定系数。熟练程度为 A2+0.13，努力程度为 C1+0.05，工作环境系数为 C+0.02，一致性系数为 F-0.04，所以得出评定系数为：1+0.13+0.05+0.02-0.04=1.16。由于电子厂的工人作业强度比较小，三电的宽放率设定为。表 4.4 评定因素及等级熟练系数努力系数A1+0.15A1+0.13超佳A2+0.13超佳A2+0.12B1+0.11B1+0.10优

43、B2+0.08优B2+0.08C1+0.06C1+0.05良C2+0.03良C2+0.02平均D0.00平均D0.00E1-0.05E1-0.04可E2-0.10可E2-0.08F1-0.16F1-0.12欠佳F2-0.22欠佳F2-0.17工作环境系数一致性系数理想A+0.06理想A+0.04优B+0.04优B+0.03良C+0.02良C+0.01平均D0.00平均D0.00可E-0.03可E-0.02欠佳F-0.07欠佳F-0.04 本本科科毕毕业业论论文文 第21页 共 34 页根据表 4.3 测得的各个工序的平均值，可以得出各工序作业的正常时间和标准时间。列入表 4-5：表 4.5 各

44、工序的节拍（改善前）工序顺序装备工序人力产出测量工时平均值评比系数宽放率标准时间1扣盒1156.991.160.09722摇臂安装1186.961.160.091103安装马达1162.811.160.0979.54海绵插线1140.511.160.09515检测1151.231.160.09656扣盒摇臂1166.651.160.09847马达组装1162.461.160.09798冷暖组装1173.281.160.0992.59检测贴标1192.421.160.0911710装箱入库1136.071.160.0945.6依据上面表中计算的标准工时的数据,可知流水线上各工序平衡很差，各工序的

45、工时有很大的差异，导致生产线不平衡，且存在瓶颈环节。生产线上的瓶颈工序为第二工序（摇臂安装）第九工序（检测贴标） ，得出生产线的节拍为 C=117s，瓶颈工序为摇臂安装和检测贴标。确认组装段生产节拍与线平衡率,对现有资料进行分析,根据公式（2.5）,Bd=(NC-t总)/(NC)100%式中,N 为工位数，C 为理论节拍，t总为总工作时间。理论节拍就是流水线中耗时最长的工序所用时间，为前面求出来的 C=117s；N=10，即工位数；t总为各工序工时之和，即 t总=tini=752.1。故 Bd=（10117-795.6）/（10117）=32%则根据式（2.6）算出来平衡率为：=1-Bd=68

46、%由表 2.3 装配线平衡效果优劣的评判标准可以得出结论，成品组装生产线的平衡效果为差，有很大的浪费，亟需改进。各工序工时参差不齐，其中最大工时工序（瓶颈 本本科科毕毕业业论论文文 第22页 共 34 页工序）与其他工序有较大的落差。根据瓶颈工序的生产节拍 C=117s，按照三电的工作制度一天两班倒，每班工作 12 个小时，排除准备、休息和吃饭时间为 9.5 个小时，可得出班产能=60 秒/分60 分/小时9.5 小时/117 秒=319 台，日产能为 638 台/线组（理论） ，而车间生产按批量投产，每班次生产任务为 350 台/班，由于瓶颈工序的限制每班次生产时间都会出现拖延、加班现象，所

47、以改善瓶颈工序，重排工序的作业在提高作业能力，增加产能方面显得尤为重要。4.34.3 生产线平衡改进生产线平衡改进 生产线的改进方法在流水线生产中，制约整个生产线生产能力的是瓶颈工序的节拍，提高了瓶颈工序的生产能力就可以大幅度提高生产线的整体产能。而根据公司及车间的实际情况，对提高成品组装瓶颈工序生产能力的方法大致有三种：a) 重排工序，缩短生产节拍b) 制定标准化作业方法，提高工人的操作水平c) 增加工作时间由测量和计算得到的各工序的作业时间可以明显的看出，HVAC1 的瓶颈工序为摇臂安装和检测贴标两个工序。检测贴标工序在生产线的最尾端，对生产线效率的影响比较小，而摇臂安装工序在生产线的前端

48、，影响着整个流水线的生产效率。三电汽车空调公司的生产是按照批量来生产的，HVAC1 生产线每班次生产任务为350 台，每班次工作时间为 12 小时，排除吃饭休息时间为 9.5 小时，根据生产任务来计算标准的节拍，根据式 2.3 得到：生产节拍=每天生产时间/每天生产量根据车间每个班次实际情况来算：生产节拍=每班工作时间/班产量=9.56060/350=97.7s根据理论节拍和标准作业时间可以看出来，瓶颈工序和节拍相差时间比较多，下面我就根据理论节拍来善这条生产线上的瓶颈工序。下面把成品组装线的各个工序的标准时间与计划产量下的节拍进行对比，得到下表 4.6：表 4.6 节拍与标准时间对照表工序节

49、拍12345678910时间97.77211079.55165847992.511745.6 本本科科毕毕业业论论文文 第23页 共 34 页由表中的数据可以看出，各工序工时均衡性比较差，我们利用基础工业工程中的ECRS 四大原则对各工序进行改善。首先考虑的是改善工序能否取消，对于不能取消的再进行合并、重排和简化。由第三章中插图（图 3.3 和图 3.4）我们可以看出，成品组装线为暖风箱组装分线（1-3 工序） 、冷风箱组装分线（4-7 工序）和冷暖组装分线（8-10 工序）三条小生产线组成。所以在合并、重排、简化过程中不能进行跨线合并和重排。4.3.2 冷暖组装分线的重排冷暖组装分线的操作流

50、程比较简单，大致情况如下：冷暖组装：将冷暖风箱体和过滤管道装配，但螺丝垫片为铜质，由于装配要求为过盈配合需要敲击进行装配，装配完毕需搬上传送带，劳动强度较大；检测贴标：将数据线路连接，通过机器检测，观察读数合格即贴标拔线，放到下个工序，但是机器检测时间较长；装箱入库：将箱体放置好，并将传送带上的空调机搬到箱内，堆垛到支架上，由物流部工作人员将堆垛好的空调入库。贴标检测工序分为三个工步，即定位插线、人工调控机器检测和拔线贴标，将测量的数据分析后列入下表：表 4.7 检测贴标工时作业步骤作业时间（秒）总时间 定位插线11.8人工调控机器检测74.0拔线贴标6.692.4由表 4.7 中的数据可以看

51、出,该工序的作业时间主要是用于机器检测,而人工调控机器检测过程主要由人工辅助机器完成，故不能寻求在主体设备上的改善。但是在机器检测前后的工步上来看，所用时间为此工序总时间的 21%，所以可以在定位插线和拔线贴标上进行改善。三电空调采用的检测设备是由日本三电株式会社自主研发的专用检测设备，公司有自主检修和配件能力，所以可以从配件、插件上寻求解决方案。在实习过程中经过与设备检修处讨论，得出了一个在技术上可行的改善方案，即配备三个移动插线板，与主机分离，在检测时与主机连接。因此，可以将定位插线工步分配给组装工序，将组装好的机体连接好线板，随传送带一起进入检测室，检测人员定位 本本科科毕毕业业论论文文

52、 第24页 共 34 页插板以后便可以调控机器进行检测；同时将拔线贴标工步改为拔插线板，然后由装箱入库工序负责拔线贴标，然后将线板放在空调托板上随传送带回到冷暖组装工序。下面重新测定改善后的数据，将十组数据与改善前进行对比列入表 4.8：表 4.8 检测贴标工序改善前后数据对比次数项目12345678910均值标准工时改善前（s）92.591.093.694.892.092.693.690.891.292.192.42117改善后（s）74.473.974.873.275.172.673.774.174.474.074.0295.99 通过改善前后的对比数据可以看出改善后节拍减少了 21s，改

53、善后的节拍为95.99s，低于计划节拍 97.7s。4.3.3 暖风箱组装分线的重排由表 4.6 的对比数据可以看出暖风箱组装分线与节拍工时相差很多，下面列出表4.9，三个工序中扣盒工序和安装马达工序远低于生产节拍而摇臂安装工序远高于生产节拍，三个工序都与节拍相差较多，所以我们要对三个工序进行重排。通过观察，瓶颈工序摇臂安装的操作动作不是很规范，很多可以双手同时作业的地方仅仅用一个手来操作，造成了等待的浪费，一定程度上增加了作业时间。下图（图 4.2）为摇臂安装工序的详细操作流程图：表 4.9 暖风箱组装分线与节拍对比工序节拍扣盒摇臂安装安装马达时间97.77211079.5 本本科科毕毕业业

54、论论文文 第25页 共 34 页图 4.2 摇臂安装工序操作流程图取盒放置安装小摇臂（4 个）安装导向槽支架打螺丝（2 个）安装导向槽抹润滑油（4 处）安装除霜风门臂安装大连杆安装小连杆打螺丝（3 个）安装圆盘（抹油）打螺丝（1 个）装导向槽 2转动检查搬运至下个工序 本本科科毕毕业业论论文文 第26页 共 34 页首先分析摇臂安装工序的各个工步是否能够分解，由于是手工操作的流程，只有在打螺丝的时候会用到机械，而每个工位上都装有电扳手，所以摇臂安装的工序可以分解，将工作任务分给扣盒工序和安装马达工序。摇臂安装工序的第三个工步为安装四个小摇臂，需要分别安装四个摇臂和扣紧检查，第四、五个工步为安装

55、导向槽支架和打螺丝紧固，而且扣盒工序和摇臂安装工序用的螺丝型号一致，且扣盒工序物料台可以多放置四个物料盒，所以这两个工步可以分配给第一个工序去做。摇臂安装最后三个工序为：装导向槽 2、转动检查和搬运箱体至下个工序，转动检查为自检工步不能省略且不能分配给下各工序，所以只有把装导向槽 2 工步分配给马达安装工序。将改善运用于生产线的实际生产，重新对重排以后的摇臂安装工序计时，测出十组数据，列入表 4.10：表 4.10 摇臂安装工序改善前后工时对比次数项目12345678910均值标准工时改善前（s）87.286.987.889685088686284287686586.96110改善后（s）73

56、.874.372.973.874.272.975.074.173.274.173.8393.35通过改善前后的对比数据可以看出改善后节拍减少了 13s，改善后的节拍为93.35s，低于计划节拍 97.7s。4.3.4 标准化动作改善在生产线上，有些工序动作比较复杂，且装配零部件比较多（如摇臂安装工序） ，摇臂安装工序有以下缺点（如图 4.3）：a） 更缺少标准化作业方法b） 双手协同作业比较少，造成了单手在等待上的浪费c） 工序上操作混乱，有很多不必要的动作，影响了生产线的生产效率 本本科科毕毕业业论论文文 第27页 共 34 页下面特针对摇臂安装工序进行了双手动作分析，制定了标准的作业流程（

57、如图 4.4） 。 本本科科毕毕业业论论文文 第28页 共 34 页右手2116218652左手左手右手动素统计等待图 4.3 摇臂安装改善前动素分析至电扳手至油刷刷油至电扳手打螺钉(1 个)搬至下工序打螺钉刷油至油刷取大连杆持住大连杆扣大连杆取小连杆扣小连杆打螺钉(3 个)等待至电扳手放置等待持住取右前摇臂取右后摇臂装右前摇臂装右后摇臂取导向槽支架等待等待取导向槽 2卡扣扣小连杆扣对准螺钉取圆盘持住圆盘安圆盘对准螺钉转圆盘检查安装导向槽取除霜风门臂安除霜风门臂扣大连杆扣取螺钉（3 个）持住螺钉取导向槽至盒体拿起盒体放置取螺钉（2 个）对准螺钉取左前摇臂取左后摇臂装左前摇臂装左后摇臂等待等待等

58、待取螺钉（1 个）等待装导向槽 2等待盒体工人夹具料架盒体油盒 本本科科毕毕业业论论文文 第29页 共 34 页左手右手等待持住放置取导向槽支架至电扳手打螺钉刷油至油刷取大连杆持住大连杆交与左手取小连杆扣小连杆至电扳手打螺钉(3 个)至油刷刷油至电扳手打螺钉(1 个)至盒体拿起盒体放置取螺钉（2 个）对准螺钉持住螺钉取导向槽安装导向槽取除霜风门臂安除霜风门臂扣大连杆扣扣大连杆扣小连杆扣取螺钉（4 个）对准螺钉取圆盘持住圆盘安圆盘对准螺钉转圆盘检查等待等待搬至下工序改进方法右手1611211622左手图 4.4 摇臂安装改善后标准作业盒体工人夹具料架盒体油盒 本本科科毕毕业业论论文文 第30页

59、共 34 页通过上面两图可以明显的看出来改善前后摇臂安装工序的动素减少量，下面把对比效果列入下表，以便更直观的看出改善效果。表 4.11 改善前后效果对比动作左手右手左手右手左手右手左手右手改善前2118166522改善后1611161222 其它改善a）其它工序的调节在中对冷暖组装分线的重排，减少了检测贴标工序的操作步骤，但是增加了前工序冷暖组装工序的作业任务，而冷暖组装工序的节拍是 92.5 节拍与标准时间对照表（表4.6）可以看出，第七工序（马达组装）的生产节拍为 79s，远低于流水线节拍，因此，将冷暖组装工序中的砸垫片工步调整到第七工序。b）装夹具的改善在生产线的生产过程中，大多数工序

60、都用到了装夹具，其目的是为了固定半成品，方便加工，但是装夹具都为铝制，而操作台桌面为橡胶垫片，摩擦力比较小，在操作过程中经常出现错位、移动等不方便操作的现象，容易出现定位不准造成质量问题和在调整过程中出现不必要的时间上的浪费。针对这个问题在夹具地板上打一个螺丝钉，防止夹具的滑动错位。c)操作工情绪不高，影响工作效率经常交换工作工位，既能增强员工的全能性，又能经常接触新的工位、新的流程，缓解流水线单调作业带来的压力；采用计件工资制度，能极大提高工人的工作积极性，提高工作效率，增加产品合格率。 本本科科毕毕业业论论文文 第31页 共 34 页5 5 改善后的效果及评价改善后的效果及评价5.15.1