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1、 本 科 毕 业 设 计（论文） 第 30 页 共 30 页 1 引言 1.1 选题背景 随着社会经济的快速发展，科技的日益进步，市场竞争也变得越来越激烈，怎样提升企业的竞争力成为管理者重点关注的问题。 制造业是企业所有与制造有关的生产组织的总称。中国作为21世纪世界最大的生产工厂，越来越多的国际企业选择来中国建厂，不光带来了先进的生产技术，也引入了更为先进的管理理念。因此，在竞争日益激烈的当今社会，只有不断寻求新的突破和运营低成本化，才能使企业长盛不衰。而生产线作为制造型企业最基本的生产单位，其生产水平的高低往往决定着公司生产能力的大小。做好企业生产线的改进建设，也就成为
2、制造业企业的重中之重。而作为改善企业生产状况、提高企业生产效率、提升企业竞争力的最佳工具——工业工程，也必将成为企业摆脱困境，走向辉煌的必经之路。 石家庄格力小家电有限公司作为一个新兴的小家电生产企业，虽然是格力电器旗下的一个全新品牌，却并未占据特别高的市场份额，在急速发展的市场经济背景下，企业若想如计划般的成为有很强竞争力的独立品牌，必须进行改革，因此，企业迫切需要引入工业工程等先进生产管理理论及方法，来助其提高市场竞争力。 基于以上背景，本课题利用工业工程的知识对石家庄格力小家电有限公司总装厂的电风扇装配生产线进行改善，以提高生产效率，提高企业竞争力。 1.2 课题研究的内容和意义
3、 装配线平衡就是在一定的生产工艺的约束下，按流水线的各个生产节拍将所有装配工序进行有效的组合、合理的调整，从而使各个工位的负荷量充足且均衡，各工位的空闲时间最少。石家庄格力小家电公司的装配线由二十几个工位组成，采用直线型布局，流水线的最大好处就是有着很高的连续性和协调性。由于每个工位的工作不同，因此节拍也不相同，使得物料在流水线上分布不均匀，又由于瓶颈环节的存在，以致其他环节便会出现等待的浪费，从而影响整条生产线的效率,因此，进行装配线的平衡改善是非常有必要的。 本课题便从装配线的平衡理论出发，结合格力小家电公司的生产线实际情况，运用工业工程的有关知识，系统的研究能够提高装配线平衡率和生产
4、效率的方式方法。通过本课题的研究，对格力小家电公司实现生产线平衡有以下好处： a)保证了设备和人员的均匀负荷，提高了设备的利用率和工时的利用率； b)降低了物料消耗，减少在制品数量，加快了资金的流动，从而减少了生产成本； c)改善了瓶颈环节，平衡了生产节拍，加快了生产线的流动，减少了在制品的堆积； d)通过装配线平衡改善，提高了生产线平衡率，提高人均产出，提高资金利用率，提高了人员利用率，降低了公司各方面的平均成本。 综上所述，工业工程理论的应用对企业建设有着不可或缺的作用，同时，进行生产线的平衡建设，也有利于加强工业工程在企业中的运用，提高企业的市场竞争力，使得企业可以在这瞬息万变
5、的现代经营环境中生存并且壮大。 1.3 装配线平衡的国内外研究现状 进入21世纪，科学技术飞速发展，生产技术不断提高，全球企业都把“生产线改善”放到了一个十分重要的位置。谁能掌握成本，谁就能在现代化的生产竞争中掌握利润，赢得先机。改善就是把现在不合理的地方，通过运用各种方法使之变得合理，从而达到提高生产率，提高产品质量，降低生产成本的目的。 生产线平衡问题简称ALBP，伴随着流水生产方式的产生而产生，距今已有近百年的历史。它是在1954年由美国人B.Bryton提出的，他在他的《连续生产线平衡》中第一次提出ALBP并开始着手解决。目前，国内外对于生产线平衡问题经过半个世纪的研究，已达到
6、了较高的水平。针对其研究方法主要可归纳为以下三种： a)最优化方法 通过数学模型的建立来寻找装配线平衡的最优解。其中应用较多的两种方法是线性规划法和动态规划法。上世纪60年代，Bowman.E.H等人提出用线性规划求解装配线平衡问题。1991年Doo Younghin Hobrymin提出了同时优化工作站数目和流水线节拍的0-1整数规划的生产线平衡算法，大大的提高了生产线的劳动生产率。1999年，Erdal Erel和Hadi Gokcen提出了针对混合生产线的最短路径算法，不过该算法存在的问题是不能解决大规模的混合生产线平衡问题。 b)启发式方法 启发式方法更为简单，容易理解，受到管
7、理者好评，应用的领域也比较广泛。1960年，Tonge F.M.提出了一种解决ALBP问题的启发式算法。2001年Brian J Carnahan第一次结合了人机工程、操作者的生理需要、工效学设计了三种启发式方法求解多因素流水线平衡问题。 c)工业工程方法 20世纪初，由泰勒提出，在解决问题中，主要采用方法研究和作业测定两种方法。本课题便是选用工业工程方法对装配线进行改善，以下会对此进行具体介绍。 1.4 研究方法 目前，流水线平衡问题的研究已达到了成熟的阶段，主要方法有分支定界法、遗传算法、最优解方法等等。个人认为，在实际生产操作中，企业需要根据自身的实际情况，找到适合自己的改善方
8、法，并将其规范起来，将改善落到实处，从而获得持久的成效。本课题综合运用了工业工程方法中的方法研究、作业测定以及现场管理等方法对装配线进行了研究，所采用的主要研究方法有以下几项： a)用秒表测时法测定标准时间； b)用装配线平衡理论对装配线平衡现状进行分析； c)用ECRS原则和动作分析进行工位作业调整； d)用5S管理等现场管理方式对生产现场进行优化。 1.5 研究路线 本课题从石家庄格力小家电公司的生产现状入手，通过对装配线进行平衡研究，找出影响平衡的因素，综合运用工业工程的各种手段制定能够提高生产线平衡的优化方案，最后通过对改善前后的生产实际进行对比，对改善方案进行客观的评价
9、本课题遵循着从理论到实际的研究思路，采用了现场调查、文献参阅等多种技术，详细的技术路线如图1-1所示。 2 理论综述 2.1 生产线平衡理论 生产线平衡也被称作工序同期化，是在一定的工艺条件下，对生产线的所有工位进行平均，使得各工位的工作时间尽可能的相近。生产线平衡率是衡量一条生产线生产能力大小的重要指标之一。生产平衡率越高的生产线产能就越大。 现场调研 工位工时测定 装配线平衡分析 确定“瓶颈”工序 选择理论方法 综合优化方案 计算优化后平衡状况 评价优化方案 文献参阅 文献参阅 生产现场 现场测定 图1-1 研究路线图 节拍是流水线生产方式
10、中一个最重要的指标。节拍是指流水线上连续不间断的生产两个相同在制品的间隔时间。它代表着流水线生产速度的快慢和生产效率的高低。企业在生产过程中，将作业分为多个工位完成，每个工位有多个基本单元。为了让工位的闲置时间最少，作业平衡，效率最高，应让在节拍内的每个工位都处于繁忙状态来完成规定的任务。生产线节拍的运算方法如下： 生产节拍=计划期内有效的总工作时间/计划期内的产量 2.1.1 影响生产线平衡的因素 a)作业内容 工序的作业内容是按照工艺要求在指定的工位所要完成的任务，任务的多少直接影响着完成工作的时间。 b)操作者的技术水平 不同的作业员因为知识、经验及个人素质的差异，即使是完
11、成相同的任务，作业时间也会有差异。 c)设备的生产能力 同样的工作内容，由不同型号的设备来完成，都可能会产生数量以及质量的差异；在流水作业条件下，如果设备不良，很可能致使整条生产线停产。 除此之外，物流安排，原料质量，设计因素等等也会影响生产线的平衡。 2.1.2 生产线平衡的改进方向 a)改进工艺及操作设备 生产节拍的构成表明，若要缩短生产过程中的节拍，一方面可以利用零件自身的特点，通过科学的设计，使生产过程中的某些时间产生重叠，以缩短作业时间；另一方面可缩短生产过程中部分或者全部动作所耗费的时间，同样可缩短整条线的节拍。 b)改进工艺 现如今，国内已有大量通过改进工艺来控
12、制节拍，提高线平衡的研究和应用。 c)改进产品本身的设计 车间在生产过程中，应多多与研发部门进行沟通，根据自身的生产经验，对产品设计方面的改进提出建议，请设计部门在可能实现的方面进行修改。当然，也不是所有的产品都要修改，主要是结合公司的生产能力，尽可能的使产能达到最大化。 d)改进节拍计算方法 以往的节拍大都是凭借经验估算出来的，甚至没有经过测量，这是不科学的，现在则可以通过公式计算节拍，最小工位数等，更加的科学有效。 2.2 工业工程理论 工业工程思想最早是由泰勒在19世纪末提出，它是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术，它综合运用数学、物
13、理学和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。 以工业工程为主的生产线平衡方法主要有方法研究和作业测定两大类，该理论的优点是在不增加企业投资的情况下对生产过程的各个方面进行改善，使其提高生产效率，增加经济效益。 2.2.1 方法研究 方法研究的目的在于寻找更为高效的工作方法，方法研究主要包括程序分析、作业分析、动作分析。方法研究运用的分析技术主要为ECRS原则和5W1H提问技术。 a)方法研究的分类： 程序分析：是依照工作流程，全面地分析各项作业及操作是否多余、重复、不合理。它是对生产过程的宏观、全面、系统而概括的分析。为
14、了达到提高生产效率的目的而对生产过程中的不经济、不合理、不科学的作业内容、作业方法及现场布置进行的改善。 作业分析：是让作业对象、作业工具、作业者三者通过对以人为主的工序的研究科学合理地布置和安排，使得工序结构合理，减少作业工时消耗、减轻劳动强度、缩短整个作业的时间，以提高产品质量和产量为目的而进行的分析。作业分析主要包括人机作业分析、联合作业分析、双手作业分析。 动作分析：是观察操作者的动作顺序，记录动作内容，将记录图标化，以此为基础判断动作的好坏，找出改善点。旨在通过分析动作的现状来找出问题的关键点并加以改善。动作分析主要包括目视动作观察法和影像动作观察法。 b)方法研究的原则：
15、ECRS原则是指取消、合并、重排、简化四大原则。主要是用于在程序分析时优化生产过程。在运用ECRS原则时，应首先考虑取消原则，对不能取消而又必要者，再考虑对该工序的合并、重排、简化。按照ECRS原则改善的目的和事例如表2-1所示。 2.2.2 作业测定 作业测定是通过科学的方法，确定一名合格操作者按照作业标准完成规定作业所需要的时间。作业测定是把一项作业分成合适的作业单元，然后用时间进行测量、评价、改善。其目的是为了寻找完成作业的时间量与影响因素的关系，尽可能的减少甚至消除无效时间，从而制定合理的时间标准，构建合理的任务量与作业时间的作业系统。 作业测定的方法有很多，根据获取方式的不同
16、可以分为两类：直接测定法和间接测定法。直接测定法是直接在作业现场进行观察和测量来获取工时信息，制定工作时间定额；间接测定法是利用间接的工时资料进行测定并制定工时定额。 表2-1 ECRS原则 序号 改善原则 目的 事例 1 取消 Eliminate ●排除浪费 ●排除不必要的动作 ▽合理布置，减少搬运 ▽取消不必要的检查 2 合并 Combine ●配合作用 ●同时作用 ●合并作用 ▽把几个印章合并一起盖 ▽边加工边检查 ▽使用同一种设备的工作，集中在一起 3 重排 Rearrange ●改变顺序 ●改用其他方法 ●改用别的东西 ▽把检
17、查工作移到前面 ▽用台车搬运代替手工搬运 ▽更换材料 4 简化 Simple ●连接更合理 ●操作更简单 ●去除多余动作 ▽改变布置，使动作更连贯 ▽使机器操作更简单 ▽使零件标准化，减少材料种类 时间研究，又称秒表时间研究，是一种作业测定技术，目的在于确定一个合格且熟悉工作任务的操作者在标准状态下对一定任务以正常速度完成所需要的时间。其步骤如下： a)获取充分的资料 为制定某个工序的标准作业时间，必须对整个操作过程进行数据收集，从而对该操作过程有完整的了解，不能遗漏任何一部分。 b)作业分解——划分操作单元 秒表测定的时间并非是其总时间，因总时间所包含的动作数
18、量多且复杂，很难对它的快慢进行评比。作业分解便是为了易于观测和分析而将某一作业分割成若干操作单元。秒表记录所有个别单元的时间，其总和便等于整个操作时间。 c)确定观测次数 为了得到合理的时间标准，需要有足够大的样本容量。样本越大，得到的结果越准确。 d)测时 e)去除异常值并计算出各单元实际的操作时间 f)计算正常时间 实际生产操作中操作者可能偏离正常的速度，因此要根据实际操作过程来考虑操作者的评定。常用的确定操作者的评定系数的方法是依靠经验丰富的监察员对操作者的表现进行评价。一般将操作者的操作水平分为很慢、较慢、正常、较快、很快五个等级。分别对应着0.8、0.9、1.0、1.1、
19、1.2五个评定系数。正常时间的计算公式为： 正常时间=观测时间X评定系数 g)确定宽放时间 在时间研究中，宽放时间常用宽放率来表示。宽放率有宽放时间与正常时间的比率和宽放时间与标准时间的比率两种变现形式。即： 宽放率（%）=（宽放时间/正常时间）X100% 或 宽放率（%）=（宽放时间/标准时间）X100% h)确定标准时间 标准时间包含正常时间和宽放时间两部分，即： 标准时间=正常时间+宽放时间=正常时间X（1+宽放率） 3 格力小家电公司装配线生产现状分析 3.1 企业简介 石家庄格力小家电有限公司成立于2011年5月，是目前为止全球最大的国有控股专业化空调企业
20、——珠海格力电器公司独资兴建的分公司。公司位于石家庄市高新技术开发区珠江大道上，坐落在石家庄家电产业园，园区整体占地面积为3000余亩，总投资近200亿元。 小家电公司占地约600亩，投资超过3亿人民币，分有注塑厂、油汀厂、总装厂三个厂房，主要生产电风扇、电饭煲、空气净化器、油汀等多种小家电产品。 格力小家电以“做精、做大、做强”为目标，始终坚持格力电器的精品路线，拥有50多套先进检测设备、3个国家认可实验室，全部原材料均选用行业品质优良的物料，如：宝钢、攀钢、韩国浦项、三星、美国华福、日本NEC、德国西门子、肖特的产品，并采用先进的生产工艺严格控制产品质量。 石家庄格力小家电坚持“精心
21、管理、精益生产、满足顾客需求、打造百年企业”质量方针，全力打造国家级检测中心，建立一整套的质量保证体系，拥有数套各类高、精、尖的实验检测设备。如成份分析仪、拉伸仪、耐久性测试仪等检测设备一应俱全，可以满足各种实验要求。产品检测方面，建设了领先的高低温环境实验室、整机安检检测室、耐候性实验室、成品可靠性实验室、包装运输实验室和其他各种元器件等部件和材料检测实验室等。 目前，格力小家电已改名“大松”，致力于打造成一个具有良好销售额的独立品牌。石家庄格力小家电是高新开发区引进的投资规模大、科技含量高的重点项目，该项目的建成投产，将会壮大该区的经济实力，带动周边配套产业的发展，形成一整套产业链。
22、3.2 公司及部门组织结构 公司目前拥有五个职能部门和三个车间以及两个仓库，五个职能部门分别为生产部、物流仓储部、质控部、工艺部和办公室，三个车间分别为总装厂、注塑车间和油汀厂，其中注塑车间主要负责家电原料的生产，总装厂主要负责家电的装配。装配线设在公司的总装厂，每条装配线的人员都由操作员和质检员组成，分别隶属于公司的生产部和质控部，生产部员工主要负责原材料的加工、组装、生产，质控部员工主要负责原料、半成品、成品的检验。详细的部门划分如图3-1所示。 格力小家电公司 生产部 仓储部 质控部 工艺部 办公室 油汀厂 人力资源 财务 材料室 检测中心 油汀质控室
23、 综合室 注塑车间 总装厂 其他 图3-1 公司及部门组织结构图 3.3 装配线现状分析 石家庄格力小家电有限公司是在2011年投产，主要生产电风扇、电饭煲、空气净化器等各种小家电，其生产线采用批量流水生产方式，产量根据客户的订单进行短期的调整。厂区有多个厂房，生产线主要分布在总装厂，共有17条生产线，全部都是采用直线型布局，每条生产线长约30米，每两条生产线之间间隔约5米，每条生产线有30个人左右，具体到某条生产线会有所差别，线上操作工每天工作10个小时左右，每条生产线有固定生产的产品品种，每条生产线每天能组装将近1000台左右小家电。由于生产条件限制，特别是一些瓶颈环
24、节的存在，使得产量无法进一步提高，当生产的需求量增大时，便不得不靠晚上或者周日加班来完成。 本课题便选用其中的电风扇装配线为研究对象来进行研究。该装配线日产量大约在1000台左右，生产节拍为37秒。装配线有27个工位，每个工位有一名操作者，各个操作者的工龄不等，其中也不乏有很多新员工存在。装配线的个别工位上没有放置作业标准，装配线工作台全部位于同一侧且相互挨的十分紧凑，每个工位有大约1米的长度，工人的活动范围较小，由于该流水线为装配线，原材料要比较多，操作者与操作者之间并不足以放下这些原材料，因而原材料常置于身后，取用不是很方便。装配所需原材料储存在公司的仓库，生产时会有专门的员工进行物料的
25、供应，每两条装配线有一个供料员。现如今，市场对于该种产品的需求在平均每天1300台左右，要高于公司的现有产能，因此常造成加班的现象。具体的装配线流程图和布局图如图3-2、3-3所示。 根据装配线的工艺流程图，测定出各个工作的作业时间，装配线上各工序作业时间如表3-1所示。 根据装配线作业时间表，可以绘制出装配线标准时间柱状图，可以更加清晰的看出各个工序的时间分配情况，详细信息如图3-4所示，其中横坐标代表工位号，纵坐标代表时间。 单日的最大产能等于每天的工作时间除以生产节拍，理想情况下，公司日工作时间十小时，计算单日最大产能时生产节拍取耗时最长的工位的作业时间Tmax，目前Tmax为37
26、秒，所以单日最大产能的计算公式即为： 单日最大产能=10×3600÷37=973台 生产不平衡损失的时间又称作停顿时间，是最长时间与各个时间差的累计，数值的大小，说明停顿时间的长短，其计算方式为： Tloss=∑(Tmax—Ti) =429秒 装发动机 打螺钉 装开关 装电容 接电源线 接开关线 打扣 装底座 打螺钉 抹润滑油 装连接轴 装扇叶 装网罩 缠线 半检 打铆钉 印名称 套底座皮套 套螺钉皮套 贴商标 装后壳 终检1 终检2 套袋 装箱 封箱 搬运整理 图3-2 装配线流程图 装配线 1 2 3 4
27、5 6 26 27774 25 …… 装配线 1 2 3 4 5 6 26 24 25 …… 过道 24 27774 图3-3 装配线布局图 注：其中数字代表各个工位的工序号，具体内容见表3-1。 表3-1 装配线作业时间表 工位号 工位名称 操作人数 测量工时/s 评定系数 宽放率 标准时间/s 1 装发动机 1 13 1 10% 14 2 打螺钉 1 18 1 10% 20 3 装开关 1 13 1 10% 14 4 接开关线 1 29 1 10% 32 5
28、 打螺钉 1 17 1 10% 19 6 装电容 1 27 1 10% 30 7 接电源线 1 23 1 10% 25 8 打扣 1 14 1 10% 15 9 抹润滑油 1 11 1 10% 12 10 装连接轴 1 24 1 10% 26 11 装底座 1 24 1 10% 26 12 装扇叶 1 12 1 10% 13 13 打铆钉 1 12 1 10% 13 14 半检 1 31 1 10% 34 15 缠线 1 24 1 10% 26
29、 16 装网罩 1 29 1 10% 32 17 装后壳 1 30 1 10% 33 18 贴商标 1 12 1 10% 13 19 套螺钉皮套 1 12 1 10% 13 20 套底座皮套 1 12 1 10% 13 21 印名称 1 11 1 10% 12 22 终检1 1 34 1 10% 37 23 终检2 1 24 1 10% 26 24 装袋 1 12 1 10% 13 25 装箱 1 12 1 10% 13 26 封箱 1 13 1
30、 10% 14 27 搬运整理 1 29 1 10% 32 图3-4 标准时间柱状图 当前生产线的平衡率的计算方法为全部工序所用总时间除以所有工位在最长节拍下所有时间，即 P=570÷（37×27）=57% 生产线的不平衡损失率便为： d=1—P=43% 经计算可知，现今公司生产线的平衡率为57%，不平衡损失率为43%，远远大于20%，存在着较大的生产线改善空间。 3.4 装配线存在问题 结合公司电风扇的流程、布局以及实际生产状况，可以看出，其问题主要分布在以下几个方面： a)装配线产能低，没有办法满足客户的需求。装配线每天的最大产量平均在1000台左右，
31、若要提高只能靠加班来实现，而客户的需求要在平均每天1300台左右，明显高于公司如今的最大产能，这就造成了公司会有很多的订单没有能力接受，或者没有办法按规定时间完成订单。 b)装配线各工位任务量不均衡。通过观察装配线流程图，我们不难发现，每个工位的任务难度及复杂度是不同的，而鉴于每个工位只有一个人的实际情况，因此便出现了有的工位在制品大量堆积，而有的工位则是有大量的空闲时间，这便造成了很大程度的生产成本的浪费。 c)作业空间狭小，取料不便。由于装配线上工位与工位之间间隔比较小，而每个工位需要准备的装配原材料又特别多，因此原材料只能置于身后，这便使得操作者取用材料不是很方便，造成了动作的浪费。
32、 d)操作者技能不熟练。公司对操作者没有系统的技能培训，员工的操作全靠自己的习惯，并且生产现场也有大量的新员工的存在，因此常因存在大量的失误而造成返工及损失。 3.5 装配线存在问题原因分析 根据以上平衡现状分析，并且结合公司装配线生产实际，可以确定造成上述问题的原因主要有以下几点：工位作业分配不均衡；缺少专门从事生产现场改善的工业工程的部门和人员；现场5S管理没有完全开展；部分工位现场布置不合理；作业规范不够完善；员工培训程度不够。针对各个原因的具体分析如下： a)工位作业分配不均衡 公司各工位的作业分配不均衡，有些工位用时过长，有些工位却存在着较大的空闲时间，通过计算可知，整条
33、生产线全部工位的平均作业时间为 T=T总/N=570÷27=21.1秒 通过分析可以发现很多工位的作业时间偏离平均作业时间较大，其中偏离平均作业时间较大的工位如表3-2所示。 表3-2 偏离平均作业时间大的工位号表 工位类型 工位号 超过平均作业时间10秒的工位 低于平均作业时间8秒的工位 4 14 16 17 22 27 9 12 13 18 19 20 21 24 25 其中工位号22的工位的作业时间最长，远远超出了平均作业时间，属于耗时较长的“瓶颈”环节，严重制约了线平衡和产能的提高，第9、21的工位用时较短，存在大量的空闲时间。 工位作
34、业分配的不均衡是导致上述问题的主要原因，装配线在工位作业分配中主要考虑电风扇装配工艺，对各个工位作业负荷考虑不足，导致实际生产过程中各个工位忙闲不一、工位作业时间的分布离散型较高等情况。实际生产过程中，部分工位已完成工作，但其他工位还未完成，或早已完成，则造成在制品堆积或生产线闲置，这就会造成操作者有的很忙，而有的又很闲，这使得生产组织和员工对于生产的积极性都不高。这种线平衡问题在产能大于产量时并不是十分突出。但随着产品种类的增多，方案的细化，交货期越来越近，极限产量要求越来越高，不平衡问题就会越来越明显。 b)缺少从事生产现场改善的工业工程的部门和人员 公司由于建设时间比较短，目前仍是采
35、用传统的职能部门设置，各个职能管理科室和生产车间同时监管着企业的改善，没有专门针对生产改善的工业工程部门。缺少先进的生产管理理论，同时企业在发展中缺乏对工业工程专业人员的引入，导致企业在线平衡改善方面缺乏相应的理论和技术支持。 c)现场5S管理没有完全开展 “5S”分别为整理、整顿、清扫、清洁、素养，是最基础的管理工作原则，对于改善工作环境、杜绝浪费、提高效率、保证质量有着重要的作用。目前生产现场的5S实施情况与公司的5S目标仍有一定的差距。比如生产工具随意摆放，不穿带防护用品等。 d)局部工位现场布局不合理 工人在进行生产的时候，其操作时间由两部分组成，一是创造价值的时间，即生产性时
36、间，二是不创造价值的时间，如空闲时间、休息时间等。由于第二部分时间不创造价值，所以应该尽可能的减少其所占的比例，工作现场的布置对它的影响很大，如物品的排放位置影响走动的时间，从而对这部分时间造成影响。由于工位与工位之间间隔较近，原材料皆置于身后，因而操作者在进行生产的时候不得不来回的走动以取用原材料，这样的布局便使得操作者不创造价值的时间大大增加，造成浪费。 e)作业规范不够完善 生产现场没有为所有员工发放作业标准，员工在操作中没有标准的作业文件，没有具体的作业要求，不同的操作员对于同一件任务的完成情况和完成质量都不尽相同，都是按照自己的习惯来进行，这样就很容易造成零件的错装、漏装，也造成
37、作业时间的不一致。 f)员工培训程度不够 公司没有对工人进行技能培训，这导致工人技能并不统一、标准。同时，生产现场有太多的临时工人，对自己工位的工作内容不太熟悉，这导致员工有很大的可能在装配过程中会出现差错。同时，公司没有培训全技能型人才，当某个工位出现问题时，没有人可以立刻补上，很明显，公司对员工的培训还不够，应加强对员工操作技能的训练。 4 装配线改进研究 通过对公司装配线生产现状的分析，结合实际情况，本课题将从装配线平衡研究和基础工作研究两个方面进行改善。通过改进研究，使生产线的不平衡损失率由43%降到20%以下。具体的优化方案详如图4-1所示。 装配线不平衡损失率≦20%
38、 工位作业内容调整 瓶颈工位作业改善 建立工业工程部门 推行5S改善 改进货架及工位器具 多技能培训 标准作业 优化目标 线平衡研究 工作研究 图4-1 优化方案整体构架 4.1 从装配线平衡研究方面进行改善 4.1.1 工位作业内容调整 对已经拆分成若干个作业单元的工位进行分析，针对装配线上各工位时间不均衡问题采用ECRS原则进行处理。对于作业时间较短且不违反生产工艺流程的工位进行合并，对于作业时间较长且可拆分的工位拆分部分作业任务到用时较短的工位。 a)对3—8工位进行调整 根据ECRS原则，对3—8工位作业内容进行调整，3到8工位作业时间长
39、短不均，每个工位都包含多个作业单元，通过对工作单元进行调整，来均衡6个工位的作业时间，具体调整方案如表4-1所示。 在拆分并且调整工作内容的过程中，不能改变电风扇内部装置的安装顺序，如将工位4的（1）拆分出来放到工位3，将它作为工位3的最后一个作业单元，对于整个电风扇的内部装配来说，装配顺序并没有改变，这并不违背装配的工艺原则，不会对产品的质量等造成影响。调整后的作业时间如表4-2所示。 表4-1 3—8工位作业内容调整表 工位号 作业单元 作业内容 测量时间/s 方案说明 3 （1） 装开关 13 4 （1） 去除尖端塑胶 7 将工位4的（1）拆分出来放
40、到工位3，将工位4的（3）拆分出来放到工位5 （2） 接入开关固定 18 （3） 封胶 4 5 （1） 打螺钉 17 6 （1） 固定电容 18 将工位6的（2）拆分出来放到工位8 （2） 打螺钉 9 7 （1） 接电源线 23 8 （1） 打扣 14 将工位8移动到工位6后 表4-2 3—8工位调整后的作业时间表 工位号 操作时间 评定系数 宽放率 标准时间 3 20 1 10% 22 4 18 1 10% 20 5 21 1 10% 23 6 18 1 10% 20 7
41、23 1 10% 25 8 23 1 10% 25 b)合并工位1和工位9，工位12和工位13 由于工位9的涂抹润滑油是给发动机涂抹，所以并没有特别固定的操作工位，只要在安装后壳之前完成即可，所以在完成工位1的发动机安装之后即可进行润滑油的涂抹工作，这样即节省了一道工序，也可以平衡安装发动机工位的空闲时间。而工位12和工位13同为电风扇叶片的安装，且两个工位的用时都比较短，所以完全可以合并成同一个工位，由一个人来完成。这样调整后的作业时间如表4-3所示。 表4-3 工位合并后的作业时间表 工位号 操作时间 评定系数 宽放率 标准时间 1 24 1 10
42、 26 11 24 1 10% 26 若将检验位看做节点，整条生产线可以分成三部分，三个部分的作业单元不可以互换，同时，检验的工作与生产组的工作不属于一个部门，所以工作单元不可拆分，因此，以上便为半检及半检之前的工位的改进方式。 c)对16和17工位进行调整 与前面内容相似，工位16和工位17的工时较长，且可以拆分成多个作业单元，但不同的是并没有用时较短的工位与之进行作业单元的合并，为了平衡生产线，可以选择增加一个工位作为工位18来分担16和17中过多的任务量。具体的调整方式和调整后的作业时间表分别如表4-4和表4-5所示。 表4-4 工位16、17作业内容调整表 工
43、位号 作业单元 作业内容 测量时间/s 方案说明 16 （1） 罩网罩 19 将工位16的（2）和工位17的（2）拆分出来合并完成，作为工位18 （2） 打螺钉 10 17 （1） 罩后壳 20 （2） 打螺钉 10 表4-5 工位16、17调整后的作业时间表 工位号 操作时间 评定系数 宽放率 标准时间 14 19 1 10% 21 15 20 1 10% 22 16 20 1 10% 22 d)合并工位18和工位21、工位19和工位20 同4.2.2相同，工位用时较短，且移动顺序对工艺流程没有影响，所以，
44、合并后的作业时间如表4-6所示。 同样的，与半检相同，终检的工作也是不可拆分的，这样一来，对于整条生产线来说，检验的环节便是整条生产线的“瓶颈”环节了，在本章节的最后，本课题再对这个环节进行改善。下面，是对整条生产线的最后一个部分的改善。 表4-6 工位合并后的作业时间表 工位号 操作时间 评定系数 宽放率 标准时间 17 23 1 10% 25 18 24 1 10% 26 e)对包装搬运环节进行改进 由于装袋和装箱是两个连续的环节，且都用时较短，所以可以将其合并为一个工位，而最后的搬运整理作为整条生产线的结尾，且需要的活动范围较大，所以可以将封箱和搬
45、运整理两个工位进行合并，由两个人同时完成，则改进后的工作时间表如表4-7所示。 表4-7 包装环节改进后作业时间表 工位号 工位名称 操作人数 测量工时/s.人 评定系数 宽放率 标准时间/s 21 装袋装箱 1 24 1 10% 26 22 封箱搬运 2 21 1 10% 23 4.1.2 “瓶颈”工位作业改善 通过ECRS原则对装配线工位进行调整后，通过对新的作业时间表进行观察，可以发现，检验环节也就是原来的工位14和工位22用时最多，因此，我们要对这两个环节进行作业流程分析，找出该环节中存在的各种无效动作以及浪费，然后运用工业工程上的方
46、法对其进行改善，消除无效动作，减少浪费。 针对工位14，全面观察检验工作的所有流程，可以发现，半检与终检2中对于底座旋转的检验是重复的，因此可以取消半检中对于底座的检验，这个时间经测量为十秒钟，所以改进后的半检工位的操作时间变为21秒。 而终检1的检验过程是比较繁琐的，首先对其全部过程进行动作分析，其全部的动作流程为及其时间如表4-8所示。 观察其整个动作过程，发现基本为单手作业，右手除了扶正电风扇之外再无其他动作，为提高检验速度，将其改成双手作业，在右手抓取电风扇的同时左手连接电源，即合并1—4的动作，这样便节省了电风扇在两手之间的传递时间和单手等待的空闲时间，节约时间4s。其次，对其
47、检验过程进行作业顺序的改善，将电压检验与有无漏电现象同时检验，即在接通电源等待电压显示的同时进行漏电检查，这样便节约了中间的等待时间。所以，改善后的动作流程如表4-9所示。 表4-8 工位22动作流程时间表 动作序号 动作名称 测定时间/s 1 左手抓取电风扇 3 2 右手扶正 1 3 左手抓取电源线 2 4 接通电源 2 5 等待电压显示并观测数据 10 6 左手拿取电笔 3 7 检测有无漏电 8 8 放下电笔 2 9 将风扇放回装配线 3 表4-9 改善后的工作流程时间表 动作序号 动作名称 测定时间/s 1 右
48、手拿取风扇并扶正 左手拿取电源线接通电源 4 2 左手拿取电笔 3 3 测定有无漏电 8 4 放下电笔同时观测数据 2 5 将风扇放回装配线 3 因此，改进后的终检1工位的平均操作时间为20秒。改进后作业时间表如表4-10所示。 表4-10 “瓶颈”环节改善后的作业时间表 工位号 工位名称 操作人数 测量工时/s 评定系数 宽放率 标准时间/s 12 半检 1 21 1 10% 23 19 终检1 1 20 1 10% 22 20 终检2 1 24 1 10% 26 4.1.3 工位调整结果 通过E
49、CRS原则对工位进行了调整，对工位进行了重新编号，调整后的作业时间表如表4-11所示。 表4-11 调整后的装配线作业时间表 工位号 工位名称 操作人数 测量工时/s 评定系数 宽放率 标准时间 1 装发动机、抹油 1 24 1 10% 26 2 打螺钉 1 18 1 10% 20 3 装开关 1 20 1 10% 22 4 接开关线 1 18 1 10% 20 5 封胶、打螺钉 1 21 1 10% 23 6 固定电容 1 18 1 10% 20 7 接电源线 1 23 1 10
50、 25 8 打扣 1 23 1 10% 25 9 装连接轴 1 24 1 10% 26 10 装底座 1 24 1 10% 26 11 装扇叶 1 24 1 10% 26 12 半检 1 21 1 10% 23 13 缠线 1 24 1 10% 26 14 装网罩 1 19 1 10% 21 15 装后壳 1 20 1 10% 22 16 打螺钉 1 20 1 10% 22 17 贴商标 1 23 1 10% 25 18 套皮套 1 24 1
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