对装配生产线平衡的研究

I装配生产线平衡的研究摘要随着快速多变的市场需求及企业的发展,在流水线生产的模式下,如何提高生产线的整体效率,减少工序间的在制品,以及追求同步化生产越来越受到重视,企业生产中通常用平衡率这一量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平衡的研究,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线平衡改善中的作用。首先,本文叙述了生产线平衡理论及评价方式,及影响线平衡的要素,同时根据工业工程基础理论定义了改善生产线平衡的方式。对于本文所讨论的机种N机型,针对其线平衡率不高的问题,通过分析现状,找出了问题所在：工时量测不合理；有明显的瓶颈站位存在；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,运用了统计分析的x-σ管制方法,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,且精减了部分站位,节省了人力,设备成本,并使生产能力得到了提高。论文的运用方法：1.结合统计制程管中的x-σ管制方法,来对工时量测进行计算。2.运用学习曲线,结合实际生产状况,适时进行工时改善,降低生产线工时,提高了人均产出。3.运用人机操作分析法,调整测试站位的工时及人机分配。关键词：生产线平衡,工序节拍,人机操作分析,x-σ管制,学习曲线RESEARCHONTHEASSEMBLYPRODUCTIONLINEBALANCEABSTRACTTomeetthevariablerequirementofthemarket,itbecomesmoreandmoreimportanttoimprovetheefficiencyofproductionline,decreasethestorageofhalf-goodsandattainequalizationforthepipelines.Itisanpopularindexforthecompanytomaketheassessmentonapipeline,anditisalsoaffectthelinecapability.Throughstudyingonthetheoryoftheassemblylinebalanceandcombiningthethecharacteristicofthetherealproductionline,wefinditishelpfultopracticetheindustryengineeringtechnology.First,thispaperhasrecountedthetheoryofthepipelinebalanceandofhowtomakeevaluationforit.Thenbythetheory,thepaperdefinedthedetailmethodstoimprovethelinebalance.ForthemodelofNwhichisoneofthemostimportantproductsinourcompany,wefoundsomeproblemsonthepipelinebyanalyzingthesituation：unreasonablemeasurementforcycletime；obviousneckstation；lowefficiencyfortheuseofman-machine；improperarrangementfortheoperation.Bystepsandmethodsofassemblylinebalance,thepaperpracticethestatisticmethodofx-σcontrolandthestudy-curve,sonewman-hourwasmade.ThenfollowingECRS(Eliminate,Combine,Rearrange,Simplify)principleofIEandman-machinethemethod,weadjustedoperationcontentandmaketheoperationcyclereachunanimity.Duringtheimprovement,wealsomadethecostdownforsomestations,operators,machinesandincreasedtheproductioncapacityoflinegreatly.Theorypracticeinthepaper：1.Tomeasuretheman-hourwithx-σmethod.2.Throughstudy-curve,improvetheman-hour.3.Touseman-machinemethodandadjusttheallocationofoperatorandmachine.KEYWORDS：productionlinebalance,operationcycle,man-machineoperationanalysis,x-σcontrol,study-curve目录摘要ABSTRACT第一章绪论1.1课题背景及研究意义1.2国内外研究现状1.3本课题研究方1.4论文的创新之处第二章理论概述2.1流水线生产线平衡理论2.1.1生产线平衡定义2.1.2装配线平衡原则2.1.3线平衡的效果评价2.1.4影响线平衡的要素2.1.5线平衡改善方向2.2IE基础理论2.2.1方法研究分类2.2.2程序分析的四大原则2.2.3操作分析种类2.2.4动作分析十大原则2.3作业测定(也称为时间研究)2.3.1时间研究分类2.3.2时间研究实施步骤2.4学习曲线理论2.5保证质量要求2.6本章小结第三章N机型生产现状分析3.1N机型装配线简介3.2N机型生产线中存在的主要问题3.3本章小结第四章N机型生产线平衡方案实施4.1工序节拍平衡改善的步骤4.2确定组装及包装段各工序站位的工时4.2.1学习曲线分析4.2.2以X-σ统计法确定工时量测值4.2.3重新确定各工序站位的工时4.3提高瓶颈站位的生产能力4.4调整工序作业内容4.4.1工序作业调整的基本原则4.4.2工序作业内容调整方案实施4.4.2.1站位作业内容改善4.4.2.2站位分布调整4.4.2.3线体规划与品质相结合4.5人机法的应用4.6其它管理方式及技巧的应用4.7本章小结第五章N机型生产线平衡方案实施效果评价5.1工艺流程变更的相应措施5.2调整后的生产效率5.3改善后的产能及人力变化5.4本章小结第六章结论与展望参考文献致谢第一章绪论1.1课题背景及研究意义随着全球经济的发展，科学技术的飞跃，市场需求的变化，国内国际企业的竞争日趋激烈，企业竞争优势体现在质量，成本，交期，服务，安全等各方面。在进行原料加工生产的制造业中,全员劳动生产率水平的高低可作为企业经营管理水平的重要经济指标之一。现国内外正经历着新的产业革命—精益生产,重新定义企业价值,消除一切不必要的浪费。在实际加工生产中,浪费主要表现在：不必要的工序；原料或半成品或成品盲目地搬运；因上道工序的不及时,下一道工序只能等待等。这些会造成无谓的工时损失,生产线平衡即是衡量产线工序水平的重要指标之一,也能反映出企业综合管理水平的高低。对于流水生产线而言，节拍时间是衡量生产线的生产能力，各个生产工位的作业时间不可能完全一样才造成各个工位的生产节拍不同,即产生作业负荷不均衡的结果。实现均衡生产,有利于保证设备,人力的负荷平衡,从而能提高设备和工时的利用率,同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序,以保证产品质量和安全生产；均衡地进行生产还有利于节约物资消耗,减少在制品,加速流动资金的周转,从而降低生产成本；并通过运用各种科学的改善技术,提高了全员的综合素质。流水线生产是一种高效率的生产组织方式，为了让流水线发挥出最大的效能，必须使流水线各工序的生产能力均衡一致，也就是使流水线达到平衡。本人所在公司---华硕电脑,创立十余年,在世界顶尖工程技术研发团队支持下，华硕的产品线完整覆盖至笔记本电脑、主板、显卡、服务器、光存储、有线/无线网络通讯产品、LCD、PDA随身电脑、手机等全线3C产品。遍布全球20多个国家和地区的分支机构，以及十万余名员工，于1989年在苏州建厂。N机型型号产品是本公司A厂的产品,该产品小巧精致,具有播放音乐功能。其电路板采用SMT(Surfacemounttechnology,表面贴片技术)制程,而整个机台则采用流水线组装,测试及包装的生产工艺。以流程表示整个生产工艺过程如图1：其生产过程的竞争力将一定程度上决定着本厂后续成长的空间。自实际生产中观察,目前生产中还存在生产效率低,设备利用率不高等问题点。改善其生产现状,可提高本厂竞争力,为后续争取更多的订单作好准备。1.2国内外研究现状流水线生产一般可分为两种:加工生产线,装配线。加工生产线是一系列机器上制造与加工零件,例如冰箱的部件。装配线则是在一系列工作台上将制造出的零件组合在一起,包括部件装配线与产品总装线。装配线(包含自动化,半自动化和手工装配线)是制造行业中应用很广泛的生产方式。生产线平衡是这种生产方式评价的重要指标,因此研究人员对其进行了大量的研究工作。目前国内外对于流水线平衡的理论研究已达到相当高的水平,提出了各种算法：Jackson算法,分枝定界算法,遗传算法,随机算法,启发式算法等,用建立模型并求解的方式来解决一般装配线的平衡问题。1)Jackson算法:在满足优先约束的基础上,列举所有分配组合,从而找出最优的那一个;2)分枝定界法:把所有可以分配到当前位置的所有可行的作业元素当作第一个分支,接着考虑所有可能分配的情况,就是下一层的分支;3)遗传算法:借鉴自然界自然选择和自然遗传学机理上的概率性搜索法;4)随机算法:即随机的排列算法,一次运行不一定能得到较好的结果,但通过多次运行,结果会比较好。以上皆是从数学算法上来进行求出最优解,在第一生产线的IE工程师很难理解现有的理论和方法,且这些方法往往带有复杂的计算,给实际应用带来困难。还可以通过仿真技术来模拟生产中可能出现的状况,该方法侧重于对系统中运行的逻辑关系的描述,能够对生产调度方案进行评估,分析系统的动态性能,并选择系统的动态结构参数,其中数学模型是仿真的基础,只有建立起正确的数学模型和数据,才能得到正确的仿真结果。这同样给现场管理人员带来一定专业技术上的难度。西方的工业化已经经历了将近一个世纪的发展,从20世纪初泰勒等人的工作研究与时间研究,到80年代左右计算机技术在工业领域的应用及至90年代通讯与网络技术的发展,工业化的内涵和外延都发生了很大变化。应用工业工程(IndustrialEngineering,IE)理论和方法的企业在发展取得了很大进步,同时也获得了可观的效益。对于我国企业,因经历了计划经济到市场经济的转变,大部分企业仍处于研发投入不足,工业基础薄弱及管理水平不高的状态,且主要从事设备及人员密集型的产业,急需要提升整体水平。传统的装配线理论主要把注意力放在劳动力的有效利用上,对设备及设施的利用不充分,且通常把问题看成静态并寻找最优的解决方案。工业工程分为基础工业工程与现代工业工程。基础工业工程技朮可分为方法研究与作业测定两个方面,可使企业在不用增加投资，或投资很少的情况下就能大大提高生产线的平衡。成效也会快而明显，也被认为是减少各种浪费，挖掘企业内部的潜力，提高生产效益的实用技术；而现代工业工程则是与概率论,数理统计,运筹学及系统工程等相结合,对企业进行更科学的管理。考虑当前国内的技术水平,管理状况及信息流通水准,基础工业工程的理论更易于实施并展现效果,而若能将基础工业工程与现代工业工程相结合则对企业的长远发展有着重大意义。本文将从线平衡的理论出发,将结合本企业实际情况,系统而全面地应用各种理论,探讨提高装配线平衡及生产效率的