《基于SLP布置法的Z企业发动机生产线生产流程优化研究》16000字

基于SLP布置法的Z企业发动机生产线生产流程优化研究摘要在现如今的生产制造当中，生产线平衡是制造体系与设计中最重要的一环，生产线平衡问题也是其管理与设计中最重要的，同样也是最困扰的问题，生产线的平衡会直接作用于一整条生产线的运行效率，生产效率，以及整个制造生产系统的效能。在生产线平衡当中，布局与流程的平衡尤为重。布局与生产流程优化是制造类企业将其生产进行持续性改善的主要手段之一,通过这种改善可以提高企业产能,减少库存等待等资源浪费,最终目的是通过提升劳动率来实现提升企业的经济效益。本文首先对当前Z企业的发动机生产车间的布局情况进行了分析,运用了布局的优化以及SLP技术对车间的布局方式进行了重新设计和调整,随后分析了当前Z企业的发动机设备和装配线在生产流程,针对企业在生产流程中存在的一些瓶颈性问题,提出了制约产能的主要问题,结合分析的实际结果,运用了工业工程的相关工作和实践,生产线的平衡,布局优化等的理论观点,尽量减少在生产过程中对于等待,加工,搬运等的浪费。最后做出总结。关键词工业工程；发动机生产线平衡；布局优化；SLP系统布置法目录TOC\o"1-3"\h\u109811绪论 １323681.1研究背景与意义 １230551.2国内外研究现状 ２81612生产线布局与流程相关理论概述 ４291962.1装配线理论 ４183292.2装配线平衡理论 ４322502.3IE的分析方法 ５92592.4SLP系统布置法 ６190172.5生产线平衡指标 ６96362.6双边装配线技术 ７103513Z企业发动机生产线布局与流程现状分析 ８86863.1Z企业发动机生产线布局现状及分析 ８34753.2Z企业发动机生产线流程工序现状分析 ９54293.3发动机生产线瓶颈工序分析 １１161213.4发动机生产线重要工序分析 １３64474Z企业生产线布局优化与生产流程的整体优化 １６158554.1车间布局优化 １６91664.2.瓶颈工序改善 ２０94694.3重要工序改善 ２２80784.4工序整体改善效果 ２６106845总结 ２８··PAGE４···PAGE３·1绪论1.1研究背景与意义1.1.1研究背景在如今市场全球化，以及工业4.0的发展，企业之间竞争愈演愈烈，由于产品不断更新换代以及竞争对手越来越多，企业对于实践，质量和成本的要求很高，制造业要想在国内乃至国际上站稳市场，打造出属于自己的市场核心竞争力，其竞争优势在如何能做出高质量，低成本，大规模，小批量的产品，结合自身生产环境和条件，提出优化改善方案，提升自身制造水平才能更持久推动企业发展。据中商情报网统计，2021年三月，全国汽车产量245.3万量，环比增长62.8%，同比增长70.5%，2021年1-3月全国汽车累计产量631.3万量，同比增长80.7%。虽然整体市场受2020新冠疫情影响，但民众消费水平不如大不如前丝毫不影响整体汽车市场呈扩充趋势。虽然我国汽车行业有庞大的市场，但我国三线城市以及农村市场还处于未被激活的状态，未来汽车行业发展前景不可限量。汽车发动机作为汽车核心，其生产制造能力以及自主研发能力直接体现出一个国家汽车行业的发展和制造能力，更能体现出一个国家整体生产制造研发水平。发动机研发和制造也是我国汽车产业的一大心病，其中管理水平落后，生产线流程不太完善，不太科学等问题也一直困扰着国内发动机企业，好在国家政策大力扶持自主研发和制造汽车发动机，涌现出了像吉利和长城等可完整独自研发并生产汽车发动机，拥有一套完整的生产线的企业，在未来也不会被国外发动机技术“卡脖子”。1.1.2研究意义Z企业是一家发展速度较快的民营轿车生产经营企业，主要从事生产SUV、MPV、新能源、两厢及三辆混合结构的小轿车,2020年全年共累计销量131万辆数量,近年来不断壮大和发展,Z公司的一系列自主品牌SUV汽车发展迅速,SUV质量已经得到了广大消费者的一致认可,但是其整体的竞争力与中外合资和外企的SUV相比还是存在一定的劣势和差距,主要体现在其生产线柔性化程度较低、生产效率较低、物流效率较低以及物流强度高，这使得员工的作业强度高，和作业环境的舒适度这些都一定程度上制约了Z企业的成长和发展。为更好的助力汽车发动机生产线升级、提高其柔性化、提高Z企业发动机生产效率、增加企业利润，使企业更适应多元化的，变化无量的，竞争力白热化的市场。本论文将期望能够解决Z公司生产线布局与流程中的问题，并在整个过程中充分意识到生产线布局与流程的重要意义以及相关原理和内容。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状工业工程（IndustrialEngineering简称IE）是工业化的产物，工业工程最早始于上个世纪初的美国，当时的工业工程是以现代工业化生产为背景，工业工程在西方国家得到了广泛发展，在经历过两次世界大战的洗礼后，现代工业工程开始崭露头角。现代工业工程是以大规模工业生产以及社会经济系统为主要研究对象，在制造工程学、管理工程与科学等学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科[]。至20世纪早期,工业已经逐步地开始了步入"科学管理时代",美国著名的工程师泰勒（F.W.Taylor）所撰写的《科学管理的原理》一文便正是在此时代出版的以其为主的代表性著作及以其为基础而闻名于世的著作。自1910年前后,美国的吉尔布雷斯夫妇（Frank.&.L.Gilbreth）专门致力于研究动作方法与其工作流程研究,还设定了17个影响动作的基本因素。泰勒和吉尔布雷斯共同创办了最为人熟知的工业技术与工程公司。1908年美国宾州大学在历史上首次设立了工业工程与其相关课程，后来又渐渐地成立了宾州大学工业工程系，之后又在宾州大学的主导下，美国于1917年成立了工业工程师协会。从那时起，提高劳动生产率的各种研究工作，如运动研究和时间研究，都应该由能够脱离管理职能，懂得技术的人员去执行，随后，一批能够将技术与管理相融合的工业工程师崭露头角，二战以及后五年当中，工作研究（包括时间研究与方法研究）、质量控制、工厂布置、生产流程计划控制等都已正式成为工业工程的主要内容。由于两次世界大战的战争资源的需要，制造业需求加快，因此运筹学得到了很大的发展。战后美国提出马歇尔计划，主要作用于德国和日本经济建设和恢复，使得运筹学更加重要并与工业工程相结合，运筹学更是成为了工业工程的科学方法，工业工程的核心技术内容得到了极大的丰富和发展REF_Ref8770\r\h[2]。随后在70年代中期，系统工程原理与方法开始与IE相结合，从工业和制造部门扩大到农业、服务业和政府各部门组织。未来工业工程发展将注重于与互联网相结合，德国2013年在汉诺威提出的第四次工业革命为代表，广泛的称之为工业4.0时代，主要将信息系统与制造相结合，也就是智能制造。工业4.0的目的就是实现智能制造，实现移动互联网和工业相融合。1.2.2国内研究现状我国工业工程最早发展可追溯1950年,当时我们国家刚经历完解放战争与朝鲜战争，由于国民经济空虚,国家现在正处于一个重新恢复发展国民经济的时期,即将到一个开展更多大规模产业化建设。作为我国特色社会主义事业群体骨干的156项工程在前苏的帮扶与援助下成功兴建,工业布局和对企业管理的全面学习与运用前苏联的模型,推行了前苏联的工业生产组织与规划方法,实际上其中也包括了某些传统的工业项目的内容,例如要求企业进行时间考虑、制定劳动定额标准等。相比国外工业工程发展历史，我国工业工程起步晚，起跑时间慢，但是虽然国外工业工程的发展拥有悠久的历史，在全球遍及较多,不过相对于比我国，工业工程主要受限于国内经济制度转型,在企业生产效益与管理方面需要不多，因此工业工程在刚开始引进的时候并没有受到一定的重视，同样也没有得到发展与推广。直到上世纪80年代，随着我国经济的蓬勃发展和邓小平改革发展时期外资的大量涌入，我国的工业工程才初具规模，渐渐有一些工业工程应用案例。REF_Ref8822\r\h[3]目前，国内主要通过一些工业工程理论、算法以及仿真来提升产能。其中仿真用于分析瓶颈工序，算法应用于生产线流程优化以及提高平衡率和产能等。工业工程目前在我国还处在研究发展阶段，并且我国制造类企业管理基础薄弱，因此国内对于IE基础应用较为看重，主要侧重用流程分析、程序分析、5W1H、ECRS等方法进行改善，或者通过现场5S目视管理进行改善。REF_Ref8920\r\h[4]2生产线布局与流程相关理论概述2.1装配线理论装配线也叫作生产线，其是一种工业上的生产生活方式，指每一个企业生产管理单位只专注处理某一个片段的工作，以提高学生工作学习效率及产量。生产线就是其依据工作地点按产品装配工艺路线先后排列顺序，其主要内容是使加工对象按照规定的速度，一件接着一件，通过基础零件在每个工作站逐步添加后续其他零部件，最终得以形成一个成品，生产线有以下几种特征:（1）生产出来的产品是一件一件的，而不是整批的。（2）一次只下线一个产品，所有零部件最终组成成为一个整体的产品。（3）生产线其流动方向并不明确。（4）操作指令是在每个工序中必存在的。2.2生产线平衡理论生产线平衡是指生产线上的每个工作站在工作站周期内实现最大工作量的状态。生产线上的所有工作单元均分配给每个工作站，使每个工作站在工作站周期内处于忙碌状态，以达到最大的操作量，从而减少每个工作站的空闲时间。REF_Ref8966\r\h[5]REF_Ref8966\r\h2.3IE的分析方法2.3.15W1H5W1H（WWWWWH）分析法也叫六何分析法，是一种IE的思考方。它广泛应用于企业管理、日常工作和学习中。5W1H：选择的项目、流程或操作应从六个方面考虑：原因(为什么)、对象(什么)、地点(地点)、时间(何时)、人员(谁)、方法(如何)。（1）对象（What）——什么事情公司企业生产需要什么影响产品？生产线生产什么零配件？例如发动机生产线上What指我们在组装装配生产汽车发动机，在个别工序上What指安装机油泵，安装正时链条等。（2）场所（Where）——什么地点生产在哪里工作？你为什么喜欢在这个地方工作？哪里更合理，更有效率，换个地方会不会更有好的效果？在发动机生产线上可以通过Where了解这名员工在这个区域工作时另一名员工应该在哪个位置。（3）时间和程序（When）——什么时候When是对员工作业时间的监督，为什么在这个时候做？什么时候做合适？在发动机生产线上我们可以通过When的提问来寻找问题，解决问题。对时间的把握和控制会很大程度提高工作的流畅程度。（4）人员（Who）——责任人Who在整个提问过程中最重要，什么样的人来做，这个人安排什么样的作业，起到什么样的责任，人员选择在作业上是至关重要的。（5）为什么（Why）——原因为什么采用这样的技术参数？这样做是为了什么？作业人员能够通过这样自问自答的形式以求了解工序内容并发问为什么要这样做，怎样才能对整条生产线提高效率。（6）方式（How）——如何手段就是制造方法，比如，我们怎么做？为什么用这种教学方法来干？有没有需要另外的方法我们可以干？到底应该怎么干？在生产线上我们要知道这些工序是如何形成的，安装配件应该用什么方法，拧紧螺丝应该用什么样的扳手等，用适当的方法策略会对生产线以及全局做出很大的改变。REF_Ref9025\r\h[6]2.3.2ECRS原则ECRS分析法，即取消（Eliminate）、合并（Combine）、调整顺序（Rearrange）、简化（Simplify）。（1）取消(Eliminate)：“完成了什么?是否必要?为什么?”（2）合并(Combine):：如果工作或行动不能取消，则考虑能否与其他工作进行合并。（3）重排(Rearrange)：按顺序重新安排工作。（4）简化(Simplify)：指对工作主要内容和步骤的简化，生产管理流程可以减少，亦指动作的简化，资源的节省。在5W1H分析的基础上，找出改进流程的方向，构思新的工作方法，简化流程以取代现有的工作方法。运用ECRS四原则可以帮助人们找到更好工序方法。2.4SLP系统布置法系统布置法(SLP)也叫作系统布局设计，是一种改善布局的方法。这种方法要先创建一个相关图用来表示各部门的密切程度。相关图相当于车间之间的物流图。相关图需要通过算法进行调整，直到得到满意的方案。 接下来就要根据建筑的湿地面积以及物流强度和各区域物流流动程度来合理地为部门安排各个区域。为了便于对布置方案可以进行分析评估，系统布置设计过程中也要对方案需要进行量化。根据不同的贴近度给予权重，然后根据实验的不同排列方案选择得分最高的排列方案。REF_Ref9077\r\h[7]2.5生产线平衡指标生产线平衡是平衡整个生产过程，调整工作负荷，使工作时间尽可能接近的技术手段和方法。其目的是消除工作岗位之间的不平衡、效率的损失以及生产过剩。生产线平衡好坏直接关系到生产线能否正常工作使用。为了衡量整个过程的平衡，我们必须设定一个量化值，即生产线的平衡率和平衡损失率。 同时企业需要进行区分节拍时间与瓶颈工序（瓶颈工序主要是通过针对社会生产管理流程来定义的，也就是时间最长，生产节拍最慢的工序）。更通俗地讲，瓶颈工序制约着整条生产线。所谓的节拍时间TAKTTIME是按照客户要求设计的，他的计算方法是等于工作时间×3600sec/需求产量。REF_Ref9126\r\h[8]（1）生产线的平衡计算公式平衡率=（各工序时间总和/（工站数×瓶颈工序时间））×100%=（∑ti/（工站数×CT））×100%（2）生产线的平衡损失率计算公式平衡损失率=1-（各工序时间总和/（工站数×TAKT时间））;2.6双边装配线技术一般来说，双边装配线就是通过将原有的装配工位分解成左、右两边,这两边的装配区域都是独立完成的。左右两边相对独立运行，独立完成各自的装配任务,必要的时候可以通过相互合作配合完成。双边生产线通常在汽车生产线，发动机生产线等较大型产品的生产线上使用。由于这些产品大都是左右对称，组装时也会有左右对称安装等情况,所以将两边分开，开展各自的装配，这样员工一边独立完成任务，另一边也消除不必要的浪费。双边装配作业通常将左右两侧的人限制在各自的装配区。因此，在设计双边装配线时，必须考虑装配作业所处的区域环境和工具的摆放。REF_Ref9126\r\h[8]3Z企业发动机生产线布局与流程现状分析3.1Z企业发动机生产线布局现状及分析Z公司是一家能够自主研发设计，并且能自主制造生产的一体化大型的汽车制造公司，总部在浙江省杭州市，现已拥有年产45万辆整车、45万台发动机和30万台变速器的生产能力。2020年随虽受疫情影响，但是年销量也在135万台。Z公司的发动机生产车间主要是由10个区域组成，其中主要包括：①机加车间辅房、②总装车间辅房、③加工试制区、④缸盖机加工生产线、⑤机体机加工生产线、⑥零部件存储区1、⑦零部件存储区2、⑧发动机总装线、⑨缸盖总成分装线、⑩发动机热试返修区等，其发动机生产车间各区域详细数据见表3-1,车间平面布局图见图3-1。表3-1发动机车间各作业区域空间数据表作业区域序号作业区域名称类型面积/㎡高度/m1机加车间辅房Support900102总装车间辅房Support900103加工试制区域Secondary66094缸盖机加工生产线Secondary199895机体机加工生产线Secondary266496零部件储存1区Storage26097零部件储存2区Storage64398发动机总装线Primary83499缸盖总成分装线Secondary381910发动机热试返修区Inspection11109图3-1车间平面布局图根据车间生产线现场情况制作出当前物流强度从至表，由于缓冲区物流强度可以忽略不计，因此不计入物流强度从至表当中。表3-2物流强度从至表12345678910合计1234273.6273.65369.0369.06189.3189.37485.3139.5624.88521.6521.6910合计369.0273.6674.6139.5521.61978.3通过物流强度从至表发现其车间总物流强度达到了1978.3吨.米/天，物流强度较高，工人疲劳强度高，易于疲劳，不利于发动机高效生产，为了减少搬运路程中造成的各种浪费，降低工人疲劳程度，因此降低物流强度迫在眉睫。3.2Z企业发动机生产线流程工序现状分析发动机在装配时，需要将发动机所有的零部件和其组装元件等都准备好了，再把准备好的零部件和其组装元件按照规定的标准工作程序，组装起来完成发动机的组装工作，并且最终得到一个完整的发动机。然而，在发动机组装时，其操作过程中的问题，从根本上就决定了其发动机自身的性能。另外，发动机性能的好坏，也直接影响汽车整体使用性能。因此，工人在装配发动机应严格按照规定，不按照规定操作不当必然产生不良影像。为了更好地、方便地改善各站的工作流程，针对各站工作流程的现状，制定了装配线的相应运行标准和技术标准，列出了Z企业发动机生产线上的操作流程。现将其发动机具体的作业流程、所用到的相关工具按工位依次写出来，其详细内容见表3-3。表3-3M系列发动机具体作业流程及所需设备工具作业流程所需设备工具1、装配准备工作刚刚开始,发动机的两个曲轴箱按照两个打号线的顺序焊接上线,安装一个发动机的两个主油箱在路口部位堵并在此两个位别分别安装一个发动机的左右两个传动支架发动机上线吊具、缸体吊具、手动扳手2、将轴承的瓦盖从电机拖盘上自动取出,安装一个电动喷油进气嘴,安装一个电动平衡机的轴和一个平衡轴的机械轴承重块电动扳手、托盘、油枪3、安装采用主轴连接上瓦,安装上止曲轴,安装上、下止曲轴推杆和垫片,上、下止曲轴均有瓦片覆盖的安装工艺设备。托盘、小锤4、紧固侧栓，并安装去周轮工艺装置手动扳手、改锥、百分表5、安装6个连杆以及6个卡簧电笔6、安装活塞、安装连杆瓦盖油刷、拧紧机7、安装机油泵、安装正时链条手动扳手、电动扳手8、安装前油封、将水泵安装至正时箱记号笔、手动扳手、电动扳手9、安装后油封、安装变速箱定位销电动扳手、手动扳手10、安装上油底壳涂胶、记号笔、手动扳手、电动扳手11、安装齿轮减震器、油位调整启动控制开关、安装好的卧式下油机车底壳润滑液、手动扳手、电动扳手12、放好缸盖涂胶、电动扳手13、拧紧发动机左侧缸盖蓝笔、白笔、手动扳手、电动扳手14、拧紧发动机右侧缸盖蓝笔、白笔、手动扳手、电动扳手15、在左右两个进气凸轮轴的调节器上安装一个进行排气的脉冲轮紧固板、锤子16、安装空心腔、安装机油盖记号笔、抹布、机油17、将左气门室罩安装至缸盖上蓝笔、抹布、手动扳手、电动扳手18、装配链条张紧器、安装密封塞卡具、拔销器、漆油、手动扳手、电动扳手19、安装电磁阀涂胶20、装配空气阔及密封垫密封胶21、在柴油发动机上直接装配空气真空泵使用真空管和空气滤清器并将其自动安装连接到柴油发动机上。润滑液、标记笔、手动扳手、电动扳手22、通过气缸安装一个点火管束线圈、把柴油发动机的点火线束和传动总成部件插入至主气缸体笔、卡子工装、手动扳手、电动扳手23、安装进气总成、安装飞轮盘漆油、手动扳手、电动扳手24、安装两个导轮以及一个张紧轮、安装线束胶带25、安装发动机两个吊架手动扳手、电动扳手26、安装进气泵油刷、手动扳手、电动扳手27、安装空气泵转换阀涂胶、手动扳手28、安装机油适配器、安装电脑板左右支架水平尺29、安装手动曲轴、安装立式液压手动挺柱、安装手动液压摇臂、火花塞手动扳手、电动扳手续表3-3Z企业发动机具体作业流程及所需设备工具3.3发动机生产线瓶颈工序分析3.3.1瓶颈工序分析Z企业发动机生产线节拍为250s。在通过多次重复现场观查以及测试当中，发现该生产线上的其中一个工位的生产节拍远远超过了生产节拍，也就是远远超过了250s，这也直接说明了该生产线出现了生产线不平衡的问题。若要提高发动机装配生产线的生产能力以及对瓶颈工序进行改善。在改进前，对生产线各工位的工作时间进行了测量。每个工作站的详细数据载于表3-4，视觉效果直观图则载于图3-2。。表3-4 各工位的生产节拍工位号作业内容工位节拍（S）1安装主油堵道、左右支架2492安装喷油嘴2313安装曲轴2414安装曲轴轮2355安装连杆2206安装活塞3017安装前油封2458安装机油泵2339安装后油封24410安装上油底壳24811安装减震器、开关、下油底壳21012安装缸盖24113拧紧左侧缸盖20014拧紧右侧缸盖21315安装空心腔、机油盖24616安装凸轮轴调节器、排气脉冲轮21817安装气门室罩盖22718安装电磁阀22619安装密封塞23920安装空气阀、密封垫21021安装机油滤清器23322安装点火线圈16223安装进气总成17624安装两个导轮19825安装吊架14026安装进气泵24827安装空气泵转换阀24228安装机油适配器20229安装曲轴、摇臂、火花塞233合计6551图3-2改善前生产线各工位时间的直观图由图3-2中显示工位6超出正常生产节拍时间，而且工位21到工位25是发动机重要工序，且都为双人操作的工位，为了解决工人较多，最终目将工人数量减少以提高产能和平衡率，因此将采用双边操作技术解决问题。3.3.2瓶颈工序操作详细叙述首先对瓶颈工序进行分析，瓶颈工位6现主要有工序15个，现由工人A来完成。因为在实际测量当中，工位6的作业时间为301s，远远超过正常标准节拍250s，所以现需要先对工位6进行分析，如图3-3是对工位6的流程分析图。图3-3工位6的流程分析图Z公司汽车生产线是8小时工作制，三班倒，每天工作24小时，22到25工序为两人，其余工序均为一人，整条生产线共有33人，其中第6位工序（瓶颈工序）作业时间最长301秒，计算生产线平衡率和平衡损失率。(1)生产线平衡率=工位时间总和/（工位人数×瓶颈工序时间）×100%=6551/（33×301）=65.95%。(2)生产线平衡损失率=1－65.95%=34.05%。一般而言，平衡损失率超过15%说明平衡性比较差，而Z企业平衡损失率达到34.05%，这说明Z企业存在严重不平衡的现象。3.4发动机生产线主要工序分析下面是工位22到工位25的作业步骤，其各工位作业的具体详细内容见表3-5、3-6、3-7、3-8。表3-5工序22的作业操作工序D工人E工人12步从材料架上取出机油尺并把它们安装在发动机上进行检査以确保发动机的安装和质量，使用手写笔在发动机的大小尺上做出标记拿起护板把它们放置在发动机的左侧检査发动机安装质量2用笔在机油尺上进行标记取护板将护板安装在发动机左侧32步从料架中取6个点火线圈并检査共走7步后拿起2个螺钉与曲轴设备的传感器,然后将其送到发动机的左侧4将3个圆形点火驱动线圈分别进行安装调整到一台发动机右侧用2个点火螺钉把驱动曲轴的点火位置驱动传感器进行安装调整到一台发动机左下方5将3个圆形点火驱动线圈分别进行安装调整到一台发动机左侧左右行走5步把爆震式位置传感器的一个电工控制部件进行安装调整到一台发动机上方6由每个操纵杆平台取12个活动螺钉连接安装在每台发动机上方的自动爆震强度传感器7把12个点火螺钉一起放到可以点火的一个线圈上行走6步手里可以拿着一个点火卡子然后进行组合工装与卡子再次组合返回后放到一个发动机的连杆前端8走7步把气动螺钉扳手从柴油操作台的平面上转动放回一个气动工具箱的位置并然后拿起气动扳手(8.4n.m)再次转动返回并移到柴油发动机左侧使用气动卡子螺钉工具扳手安装的气动卡子工具9使用气动螺钉扳手固定的气动螺钉走6步到达料架10走5步回到操作平面拿着一个气动式的扳手向发动机上的料架取出一个气动式的引擎线束进行总成和检査11用扳手(8.4N.M)紧固螺钉走8步拿出电池板子再次回到发动机的左端12走8步将扳手(8.4N.M)摆好后再放回到发动机右侧走8步再往左边拿起一块电池板子再往右边13使用笔画来进行标记用电池扳子固定螺栓14在发动机车间质量卡片上盖章用气动扳手固定螺栓15检查安装质量用扳手（8.4N.M）紧固螺钉16用笔进行标记17用扳手（20N.M）紧固螺钉18将发动机线束总成插接到爆震传感器19用笔进行标记20检查安装质量21用扳手（20N.M）复紧爆震传感器上的螺钉22在发动机车间质量卡片上盖章表3-6工序23的作业操作工序F工人G工人1推件至下工位(6步)推件至工位处(5步)2拿取进气总成到分装台（20步）拿真空管,曲轴箱通风软管到操作台(10步）3分装进气总成分装4随手拿取漆封笔转身漆封转身拿真空管,曲轴箱通风软管到工位处安装5安装8个螺栓拿取飞轮盘(4步)6到工位处检杳发动机安装飞轮盘7拿取进气总成到工位处（6步）拿取屯动工具到工位处(7步)8安装用8螺钉紧固飞轮盘9拿取电池扳手到工位处（6步）拿取手动扳手,准备安装飞轮盘定位工装(5步)10紧固螺栓拧紧启动齿圈上螺栓至45NM11放回电池扳手拿取手动扳手(6步)转身放回手动扳手并漆封12紧固螺栓转身拿取复紧扳手复紧13放回手动扳手拿取漆封笔(6步)放回复紧扳手(5步)14漆封盖章15复紧16走动去盖章（4步)17盖章表3-7工序24的作业操作工序F工人G工人1检查安装两个导轮一个张紧轮2安装后部和左侧线束拧紧两个导轮一个张紧轮3标记二紧手4拿取胶带标记5固定线束并用胶带固定安装右上方线束6检查用胶带固定线束7盖章标记8将车推走并拉来下一辆车检查9盖章确认10将车推走并拉来下一辆车表3-8工序25的作业操作工序J工人K工人1走5步到达料架将分装好的真空管安装到真空泵上2从料箱中取真空管、护皮和弯管用2个卡子固定真空管3走5步返回操作台安装2个发动机吊架4分装真空管和弯管用扳手(8.4N.M)紧固螺钉5用笔进行标记走6步将扳手(8.4N.M)放回并取气动扳手返回发

动机左侧6分装护皮和分装好的真空管和弯管用气动扳手固定螺钉7走5步到达料架走6步将气动扳手放回操作台并取扳手(18.4N.M;)返回发动机左侧8从料箱中取2个发动机吊架和4个螺栓用扳手(18.4N.M)紧固螺钉9走5步返回操作台走5步将扳手(18.4N.M)放回并取2个螺钉返回发动机左侧10组装发动机吊架和螺栓将1个螺钉安装到发动机左侧并用笔进行标记11将卡子安装到发动机飞轮盘左走6歩到达发动机右侧12取扳手走5步到达发动机右侧将另1个螺钉安装到发动机右侧并用铅笔进行标

记13用扳手紧固8个螺栓检查安装质量14走5步将扳手放回操作台在盖章卡上盖章15用铅笔进行标记16在发动机车间质量卡片上盖章公司该系列的发动机在正式投入生产之前,公司相关的技术人员通过对过去的其他发动机装配生产线上的工序进行大量的调查比对研究与总结,最终并以最优的方案对各个工位上的工序进行了重新编制。然而在实际投产之后,仍然发现还有很多不合理的地方。例如，在发动机装配生产线上常常会发现有的员工的工作非常繁忙,而同时有些员工却无所事事,还有的员工在工位上到处乱串。因此,针对目前状况现在其发动机的生产线上的各个工位进行了时间测定，生产线共有工位29个,且有几个工位的生产节拍已经远远的超过了标准节拍，且很明显生产节拍不平衡。4Z企业生产线布局优化与生产流程的整体优化4.1车间布局优化首先对物流以及非物流之间的关系进行了分析,然后制定作业单元的位置以及之间的相互联系图,最后对其进行了评价和选优,择取得一个最佳的建筑平面布局设计方案。在工厂布局及设施改善中，本企业员工工人对自身工作环境和现状有相当的了解，所以首先根据各工作单位之间物流与非物流关系，制作出相互关系图，如图4-1。再根据各个作业单位之间的物流强度的关系，划定密切程度等。最后，再根据工厂相关的工作人员划定的密切程度等级把该厂现有作业单位之间的关系制作成相互关系图表，见图4-2。图4-1车间现状相互关系图图4-2发动机车间作业单位相互关系图表从图中可以明确看出各车间之间的关系程度，然后再按照各作业单位之间相互关系，参考现有车间布局，绘制“车间现状相互关系图”（4条线为“绝对必要”，3条为“特别重要”，2条为“重要”，1条为“一般”）。表4-1各车间相互关系密切程度密切程度代码对数绝对必要A1特别重要E2重要I3一般O12不重要U26不要靠近X0根据发动机车间作业单位相互关系图表以及相关密切程度，将相关图转化为各车间作业单位关系工作表，如表4-2所示。表4-2各车间作业单位关系工作表序号作业单位AEIOU1加车间辅房3,4,52,6,7,8,9,102总装车间辅房6,7,8,9,103,4,53加工试制区74,56,7,8,9,104缸盖机加工车间756,8,9,105机体机加工产线67,8,9,106零部件储存1区87,9,107零部件储存2区89108发动机总装线1099缸盖总成分装线1010发动机热试返修区对每一个作业单位做一个同样大小的方块，称为无面积拼块。在拼块上将作业代号写在正中央，四个角分别放置与之成A、E、I、O、U关系的工作单位代号，其中U级关系可以不用考虑。以零部件储存2区为例，其无面积拼块图如图4-3所示。然后对每一个作业单位作一个无面积拼块进行摆放，最后按产能需求赋予面积得到装配车间初步改善方案示意图，如图4-4所示。图4-3无面积拼块图4-4无面积拼块改善示意图已知车间各工作单位所需占地面积如表4-3所示，最终得到的现场布局图，如图4-5所示。表4-3调整后作业区域表作业区域序号作业区域名称类型面积/㎡高度/m1机加车间辅房Support900102总装车间辅房Support900103加工试制区域Secondary66094缸盖机加工生产线Secondary199895机体机加工生产线Secondary266496零部件储存1区Storage20097零部件储存A区Storage21098发动机总装线Primary83499缸盖总成分装线Secondary381910发动机热试返修区Inspection1110911零部件储存B区Storage3609缓冲区缓冲区缓冲区缓冲区图4-5所示的布局改善方案基于SLP法对生产线的布局进行的改善，绘制了改善后总的物流强度的从至表，以及改善前后对比图。如图4-6所示。表4-4改善后物流强度从至表12345678910合计1234178.4178.45256.4256.46150.3150.37276.2383.48311.4311.4910合计256.4178.4126.5107.2311.41279.9降低35.3%降低35.3%图4-6改善前后对比图跟改善前的进行对比，其中改善后的总的物流强度减少了698.4。整体的效率提高了35.3%，布局问题得到了很大的改善，也减少了很多无效的物流工作，使生产效率得到了大大的提高。物料搬运路线更加合理、流畅。一个工厂有一个良好的布局，那么就意味着该工厂有一个良好的物流搬运系统。不仅可以降低物料的搬运成本，而且也可以提高本公司的产

在市场的竞争力。4.2.瓶颈工序改善据上一章中提到的发动机装配生产线上的瓶颈工位（即工位6）中存在的一些问题,这些瓶颈问题不仅影响到了装配生产线的整体的平衡 ,而且瓶颈工序也对整个装配生产线造成了非常大的影响。现在通过5W1H对工位6的各生产工序进行提问。表4-5工位6提问分析对安装活塞与安装连杆瓦盖的工序进行操作提问：问题：回答：完成了什么?是否必要?安装活塞与连杆瓦盖是必要的。为什么？因为发动机运行当中,活塞是保证。能不能还是要有其他的零部件来取代?不能,只能用于装配好的活塞与连杆瓦盖。在何处安装？在发动机小车上。什么时候安装？摇杆配车135°之后。这个操作由谁来做？由自己来做。是否由其他人来做？可以。是否在摇完装配车之后自行走到工位处件？可以。当摇动配车操作或者请其他的工人来做你正在进行的事情的时候，你在能什么？这个时候我们就可以拿起活塞进行准备。有没有更合适的解决方法?由于工序简便,没有一种更好的解决办法。发现等待另一个人安装活塞、连杆瓦盖的工序进行中耗时63s，这之间工人什么也没做，就是纯等待。对操作者提问：完成了什么?进行了安装活塞、连杆瓦盖工作。是否必要？是必要的。有谁来做这个事情？是工位上的另一个工人。那你在做什么？在等待对方安装完毕。这个时间我们是否可以离开装配车来去一个工位?去工位的距离是多少?这个时间可以去工位,且需要两步。下一歩作业是什么?安装活塞(4-6)与连杆瓦盖(4-6)活塞已经准备好了没有?没有。这个需要等待的时间是否能够去做好准备连接活塞和连杆上的瓦盖?可以。有没有更合适的具体解决办法?若是是离开已经装配好的车辆后前往维修工位或在进行车辆检査处理完毕后在活塞和制动连杆上的一层瓦斯覆盖就可能会重新变得更好。从表4-5对瓶颈各工位6的问题进行了分析和研究结果可以看出,首先通过运用5W1H对各工位问题进行反复提问判断是否有必要;然后再通过使用ECRS四大原则,对上述分析流程中的数据库信息进行了取消、合并、重排、简化等操作,其结果显示如下:第一、将在已经安装好瓦斯活塞和连杆上的瓦斯顶盖之前已经摇动和装配好的摇装配车135°的操作工序具体内容向操作对方工人提出,拿到了交给对方的操作工人上。根据相关资料分析测量,对侧移工人的移动作业能力持续时间一般应为217s。第二、发现有一些工作需要63s的时间等待,即在两个等待彼此的瓦斯工人正在进行连续安装瓦斯活塞和连杆并将瓦斯覆盖的工作过程中。在此操作过程中需要去定期地仔细检査一下空气活塞和传动连杆的整体瓦斯覆盖。所以当对侧的一辆工人机车进行了及时安装后它就能够及时地将车赶到已经装配好的机车上并能进行及时安装的就是活塞(4~6)。这样几乎就已经可以把整个系统已经安装好的工作时间稍微推迟20s左右,通过以上的一些改善,具体工作流程图显示如下,详见流程图4-4。图4-4工位6改善后的流程程序图结论：如图4-4所示,可以很明显的看出改善之后工位6的操作流程减少了一次等待与一次安装，其生产节拍也由原来的301s缩短到现在的241s。4.3重要工序改善4.3.1重要工序22到25核心工序介绍工位22到工位25现有8名工人。现在如果生产线节拍不变仍为250S,为了提高生产线的装配效率、降低人工成本就必须要减少生产线的工人数量。根据数据测量得到的表格（即3-5、3-6、3-7、3-8）来看，工位22—25的作业内容细化问题比较严重。首先我们将各个工位的作业内容看成一个整体并且加以分析，且将其核心工序重新定义编号，见表4-6表4-6工位22-25各工位的核心工序工位22的核心工序D工人E工人序号作业内容位置时间序号作业内容位置时间1安装机油尺E124安装护板L232安装左侧点火线圈L605安装传感器L333安装右侧点火线圈R626安装线束总成E98工序23的核心工序F工人G工人序号作业内容位置时间序号作业内容位置时间7安装进气总成E1468安装通风软管E679安装飞轮盘E60工位24的核心程序H工人I工人序号作业内容位置时间序号作业内容位置时间10安装左上侧线束L12311安装导轮以及张紧轮E5012安装右上侧线束R115工位25的核心程序J工人K工人序号作业内容位置时间序号作业内容位置时间13组装吊架E5515安装吊架E3014安装卡子R4116紧固螺栓1E5017紧固螺栓2L494.3.2工位次序及装配顺序图根据以上对各工位22-25的分解以及其组合,最终确定了17个装配工序,也就是我们确定了左右两个装配任务之间的安排和装配顺序。下面把这些数据和信息进行综合整理,以双边装配线的工位顺序图形式表达出来,以期为以后的设计工作打下基础,如图4-6所示。图4-6 工位顺序图另外，在现场装配过程中，通过使用秒表对17个工序的作业时间进行多次重复测定。其被测定的对象必须是合格工人，也就是具有一定条件身体素质的工人，且工作强度中等，并且必须经过多次反复测量，取其平均值。下面则是工位22—25的作业顺序及其时间统计表，见表 4-7。表4-7作业顺序及作业实践统计表分析工位号元素符号作业单元内容位置作业时间工位作业时间前接工序工位定员22-A1安装机油尺E12134-12安装左侧点点火圈L6013安装右侧点火圈R62122-B4安装护板L23154-15安装传感器L3346安装线束总成E98523-A7安装进气总成E146146-123-B8安装通风软管E671272,319安装飞轮盘E606,824-A10安装左上侧线束L1231239124-B11安装导轮及张紧轮E501657,10112安装右上侧线束R1121025-A13组装吊架E559611,12114安装卡子R41-25-B15安装吊架E3012913,14116紧固螺栓1E501517紧固螺栓2L49154.3.3双边装配线平衡技术的改善应用根据上一章节对各工位实际情况的分析，可以知道生产线有几个瓶颈工位需要改善与重新布置。现将ECRS四大原则与双边装配线的平衡理论两种技术有机结合起来,针对生产线的各瓶颈工位运用结合起的优化理论进行优化改善,减少各个瓶颈工位的空闲时间，然后再根据改善后的结果将生产线重新布置。然而,由于双边装配线的特点,生产线的平衡也必须有以下的约束和要求:（1）分配任务时，需按操作方位的要求,分配到对应一边的工位上；（2）在进行分配任务时,不但需要充分考虑其自己作业的时间对平衡性的影响,而且同时也需要充分考虑由于其前序任务的作用使得其产生的等候时间均衡性的影响。为了能够使得装配式生产线的每一条生产节拍始终保持在250s左右的时间不变、并且有限度地提高整个装配式生产线的质量和生产效率、降低其生产成本,就必须通过尽量减少整个装配式生产线上各个工位的打开和数量,来大大减少其他装配人员的成本以及加快工装成本。其各工位的具体平衡方案设计如下：（1）工位 22改善方案设计工位22存在的主要问题是生产线作业时间与生产节拍相差较大。根据这个问题，将作业元素1和作业元素4作为左右两个位置的开始。当4操作完的时候1操作完毕,作业元素2既可以连续在左边元素4的后边也可以在元素1的后边。22-A中的元素3可以在1之后进行。所以任务分配完成之后，位置22-A包含的元素为；4、2、5、8，其作业时间共计183s、位置22-B包含的元素为；1、3、6，其作业时间共计172s。实施效果:22-A位置的工人不需再左右两次来回走到来安装左右两侧的点火线圈,并且工位22的空闲时间也由212s降低至145s。（2）工位23改善方案设计因为23-A中只有单独的作业元素7，而23-B中的作业元素8移到了上一个位置。所以，作业元素7与9均为独立元素。因此,两边从7与9开始。由于作业元素7完成工作任务的时候，需要时间比较长 ,所以把作业元素7单独放在右侧（即R侧）来完成。所以,任务分配完成之后,位置23-A包含的元素为：9、10，其作业时间共计183s、位置23-B包含元素为：元素7，其作业时间共计146s。实施效果:空闲时间从197s降低至161s。（3）工位24改善方案设计从工位23的设计改善结果来看，可以知道耗时较长的作业元素10已经被分配到了位置23-A中,为了保持装配生产线的平衡，现在把位置25中的所有作业元素都放到位置24中。所以，两边位置开始的作业元素为11和12。然后根据左右位置要求将元素进行分配。因此，任务分配完成后，24-A为元素11、13、15、17作业元素时间共计为215s,24-B为元素12、14、16作业元素时间共计为215s。（4）工位 25改善方案设计所有的工序都被重新分配到上一工位,因此不用再开启此位置。实施效果:减少了两名操作的工人。所有的作业任务均已分配完毕,其平衡结果详情见表4-8所示。表4-8改善后工位22-25的作业内容工位位置任务作业时间之和添加30s的检查和移动1左4、2、5、81832132右1、3、61722023左9、101832134右71461765左11、13、15、172152456右12、14、162152457左8右从表4-8可以得出结论：改善之后与装配生产线现状相比较，结果不但减少了一个工位，并且也减少了两个装配工人的人工成本。4.4工序整体改善效果经上述各环节改善之后，由原来29个工位缩短至28个工位，改善前22到25工序改善后变为22到24，工序6也改善到标准工作节拍之内，且每个工位的生产节拍均在标准生产节拍250s左右改善后各工位的生产节拍直观图如表4-9和图4-7。表4-9改善后各工位生产节拍工位号作业内容工位节拍（S）1安装主油堵道、左右支架2492安装喷油嘴2313安装曲轴2414安装曲轴轮2355安装连杆2206安装活塞2407安装前油封2458安装机油泵2339安装后油封24410安装上油底壳24811安装减震器、开关、下油底壳21012安装缸盖24113拧紧左侧缸盖20014拧紧右侧缸盖21315安装空心腔、机油盖24616安装凸轮轴调节器、排气脉冲轮21817安装气门室罩盖22718安装电磁阀22619安装密封塞23920安装空气阀、密封垫21021安装机油滤清器23322安装点火线圈21323安装进气总成21324安装两个导轮，安装吊架24525安装进