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5《混流装配实验》实验报告5.1产品的结构分析及装配工艺规划1）产品的选取此次实验选取游戏手柄进行装配生产。选取产品的类型及数量见表17所示。表17手柄生产种类及数量产品编号产品类别数目1黑色常规手柄222黑色变种手柄173银色常规手柄1选取的依据：（1）产品功能及实用性：游戏手柄可以给同学们提供娱乐消遣的工具，让同学在繁重的学业中得到放松；深受广大同学的喜爱。（2）产品后期处理：游戏手柄在完成此次装配实验后可以送给同学当娱乐工具，也可以以更低的价格卖回给中关村的小商贩们，还可以留给学弟学妹们当作装配拆卸对象。（3）结构及零件：见图31所示，该手柄有26个零件，5种零件（按键，软垫，壳体，电路板，螺丝钉）。零件数目合适，并且大小适宜，不怕摔不怕碰，男生女生都可以方便拿放。内部结构清晰明了，以电路板为核心，垫片按键为功能外沿，壳体为最外层保护，方便拆卸，方便操作。而且按键装卡设计得很合理且人因，放置方向由零件设计就可以确定。（4）生产线考虑：游戏手柄是单线生产，由一条生产线就可以完成；装配中以壳体为承载进行流水线生产传递。（5）变异性：手柄变异体现在壳体颜色不同，细节按键不同，但整体结构一致，所以改变不会影响到装配线设计。（6）个体装配参数：平均装配时间在3到4分钟之间。（7）检查机制：游戏手柄可以使用联机的方法进行检验，在电脑上看是否可用就可以判断产品是否合格，可行而且方便。2）产品装配注意事项游戏手柄主要用于娱乐消遣，是游戏玩家的工具。产品具体功能是左右两边均可以控制方向，有最基本的开始和停止按钮。装配注意事项有：（1）数字键顺序为“6点、3点、12点、9点“，注意卡槽大小要配合好；（2）方向键由于没有顺序问题可以一次性抓四个，节约时间；（3）电路板放好后要缠线到位，把电线引出孔；（4）放置1键时注意方向；（5）放置上壳体2键时同样注意方向；（6）合盖动作要倾斜，周围要对整齐；（7）检验过程要保证产品硬性过关，各键方向正确，而且能够有弹性的按下弹起；（8）全过程手柄部分朝向外图31游戏手柄零部件（9）螺钉拧紧过程要先后退半步再拧进3）产品功能结构树与装配结构树、BOM表（1）产品功能结构树产品功能结构树见图32所示。90图32游戏手柄功能结构树电路板壳体按键螺丝钉垫片保护内部元件紧固壳体按键与电源板间接触缓冲用户输入设备核心组件，实现手柄功能（2）产品装配结构树产品装配结构树见图33所示。（3）BOM表常规游戏手柄的BOM表见表18所示。表18游戏手柄BOM表层次零件名称数量1上壳体11下壳体12数字按键42方向按键421号按键222号按键23数字键垫片13方向键垫片13开始及选择垫片14电路板1图33游戏手柄装配结构图上壳体数字，方向键垫片电路板1,2按键下壳体螺丝钉5螺丝钉84）产品组装工艺程序分析和流程分析经过实际装配和录像分析，我们把对手柄的装配过程分解为11个步骤，依次为安装数字键、安装方向键、安装垫片、安装电路板、安装1号键、安装2号键、组合上下壳体、检验按键工作、放入螺丝、锁紧螺丝、最终检验。其中每个步骤又可以分解为更多的小步骤，具体的操作过程和完成标准见表19所示。表19产品组装流程工序细分具体操作完成标准11.1左手持上壳体，正面向下，手柄向外四个数字键全部安装到相应位置1.2右手依次取数字键（1,2,3,4），分辨按键上宽窄两突起位置。1.3按照6-3-12-9点的顺序，依次按卡槽位置调整按键角度，装入数字键。22.1右手从料盒中取四个方向键，置于装配台上备用。四个方向键全部正确安装到相应位置。2.2将四个方向键依次装入上壳体的相应位置。33.1右手取垫片（开始及选择键），装入上壳体的相应位置。三个垫片全部正确安装到相应位置。3.2右手取垫片（数字键用），装入上壳体的相应位置，注意对齐中间横线开口的位置。3.3右手取垫片（方向键用），装入上壳体的相应位置，注意边缘要对齐。44.1右手抓取电路板，有两条引线侧向上，引出的两块小电路板面向装配者。USB引线对正相应空隙，其余各部分安装牢固。4.2将上壳体置于桌上，双手将电路板主体装入壳体相应位置。4.3将两块小电路板插入相应插槽。4.4将USB连线按照绕在固定突起上，从空隙中伸出。55.1取两个1号键，置于装配台上备用。两个1号键装入相应位置，安装牢固，取起下壳体。5.2调整1号键方向（数字倒立，面向装配者）。5.3依次将两个1号键装入相应位置。5.4将上壳体置于桌上，左手取下壳体，有电路板支撑住的一面向上，手柄向外。66.1取两个2号键，置于装配台上备用。两个2号键装入相应位置，翻转下壳体。6.2调整2号键方向（数字正立，面向装配者）。6.3将两个2号键依次从下壳体内部伸出，装入相应位置。6.4将下壳体翻转，按键仍面向装配者，有螺丝口面向上。77.1将上下壳体对齐，按键面向装配者，有按键一侧向下倾斜。上下壳体对齐，配合牢固，USB引线正确伸出。7.2调整上下壳体相应位置，按合上下壳体，尤其注意1号键不要掉落，USB连线要正确的从空隙中穿出。7.3拧紧上下壳体，检查时候组合牢固，如果有较大缝隙，需继续调整。88.1将手柄整体翻转，按正常玩家方式握手柄。检查个按键，确保可以正常按下和弹起。8.2按数字键，开始键，选择键，方向键，1号键，2号键顺序依次检查各按键是否可以正常按下和弹起。99.1翻转手柄，有螺丝口面朝上，手柄末端向装配者，左手持手柄。8个螺丝全部落入合适的位置。9.2右手从料盒中取8个螺丝，置于装配台上备用。9.3将8个螺丝依次放置在手柄上的相应位置，可轻轻摇动，使螺丝落入合适的位置。1010.右手取改锥，依次锁紧各个位置的8个螺丝全部1螺丝，注意用力要合适，放置滑丝。锁紧，完成装配。10.2装配完成，放回装配台。1111.1检查手柄外观，各配件是否安装配合正常。11.2将手柄连接到计算机上，依次检查各按键是否工作正常。完成检验。5）装配作业任务及操作时间由于三种产品的外观和功能差异不是很大，唯一比较明显的区别是方向控制按钮的组成和手感有所不同。根据产品确定了基本作业要素，根据实际测试数据（共记录6人时间数据），确定每个作业要素的时间和紧前关系，见表20所示。根据排序位置权重法，计算每个作业要素的位置权重，见表20所示。产品的紧前关系图，见图34所示，其中从上至下，下方操作为其上操作的紧前工序。表20装配作业任务时间及紧前关系作业序号作业要素紧前工序时间（S）位置权重1顺序安装四个数字键到上壳体上NA23.8239.02安装四个方向键到上壳体上NA22.5237.73安装三枚垫片到上壳体上1,221.2215.24安装两个1号键到上壳体上（方向问题）316.6141.55安装电路板到上壳体上330.6155.56安装2号键到下壳体上（方向问题）321.9146.87将两壳体合盖4,5,647.7124.98检查按键是否全部可用（初步检查）711.077.18将八个螺丝放入孔中830.766.210拧紧螺丝935.535.5图34紧前关系图5.2装配线平衡将装配任务配置给8个工位，节拍时间为47.7秒，见表21所示，而生产线此时明显不平衡，在3号工位甚至出现了55.6%的空间率，需要改进。表21初步线平衡工位12345678作业要素12345678空余时间23.925.226.517.19.20612.2空闲率50.1%52.8%55.6%35.8%19.3%0.0%12.6%25.6%拧螺丝放螺丝检验合盖电路板2号键1号键三垫片数字键方向键通过对测量数据的分析，见表22所示，我们发现7号合盖操作，8号检验操作由于数据采集时的疏忽和人员操作差异，计算出来的工作时间变异系数较大，进一步导致第7步操作平均时间偏大成为系统瓶颈。（当然也需要注意到第7步需要较好的技术来完成相对复杂操作的因素。）表22测量数据分析作业因素平均方差变异系数1数字键23.82.530.112方向键22.55.110.233三垫片21.25.130.244一号键16.65.470.335电路板30.611.930.396二号键21.95.850.277合盖47.731.950.678检验11.05.300.489放螺丝30.72.600.0810拧螺丝35.511.690.33总计251.840.270.16在这种情况下，我们认为对第七步和第八步的操作可以考虑重新划分。由于第七步操作涉及比较复杂的调整不易分解。而第八步计较机械简单，所以合并为一步（记为7-8），但是增加一个操作员，即可看做使用两个工位，新的作业要素表见表23所示。表23新的作业要素表作业要素紧前作业时间1数字键NA23.82方向键NA22.53三垫片1,221.24一号键316.65电路板330.66二号键321.97-8合盖检验4,5,629.49放螺丝7-830.710拧螺丝935.5可以得到新的平衡，见表24所示。优化后的节拍时间为43.7s，比原来47.7s降低了8%左右，最高空闲率也从55.6%降到了45.5%，平均空闲率则从31.5%降到了25%，各个指标均有显著提高。表24新的线平衡工位12345678作业要素12,356,47,87,8910空余时间19.0013.15.214.314.3138.2空闲率45.5%0.0%30.0%11.9%32.7%32.7%29.7%18.8%5.3生产运作此生产现场人员分工，见表25所示。表25人员分工序号角色人数1生产现场经理12调度员13工艺员14仓库及物料管理15送料员26装配操作员77质检包装11）正式运行结果本实验正式运行生产，一共生产36个游戏手柄，混装顺序为：121122211122121122222112221322112121（其中1代表黑色传统游戏手柄，2代表黑色变种手柄，3代表白色传统手柄，其中第16和第29异常下线），实际完成34件，生产节拍时间为35秒。生产的产品数量及合格率见表26所示。表26生产的产品数量产品种类完成产品数下线产品数合格产品合格率11511066.6%2181633.3%31000合计3421647.1%正式运行时，各工位根据试运行的情况进行了调整。调整后的工位工作见表27所示。表27正式运行工位工作工位任务作业要素1安装数字键12安装方向键2,33安装电路板54安装1、2号键6,45对齐上下盖76安放螺钉97拧紧螺丝108质检8从产品的最终生产结果可以得到一下结论：（1）整个流水线的生产过程比较的流畅，根据紧前关系设置的工作流程是合理的。（2）工序的分配是比较合理的，每一个都能很好的把握每个岗位的工作任务，每个工作岗位生产环节的成功率很高。（3）产品的合格率很高。导致产品不合格的原因均为6号键错位造成按键失灵，但是其他按键以及功能均能实现。2）停线率分析判断一个线平衡很重要的一个因素是各个工作台的停线率。生产正式运行时，产品1生产总数16个，产品2生产总数19个，产品3生产总数1个，各工位具体的停线率见图35所示。从生产3种产品的产品情况看，各工位操作时间的数据见表28所示。表28各工位作业时间工位序号平均时间标准偏差变异系数126.384.390.17227.415.740.21331.817.710.24434.986.960.20525.6714.340.56633.3111.60.35733.3713.560.40根据各工位停线率和操作时间不确定两种分析，我们找出了影响线平衡的瓶颈因素：由图35，我们可以看出工位5,6和7停线的比率较高。图35各工位的停线率（1）工位5的方差很大，而且变异系数很大。主要原因可以从工序上面分析：如果上游传出的工件零件在传输过程中没有松动，合盖的时间很短，但是如果有松动，合盖时间就会拉长。(2)工位6的实验任务很重，从产品1以及产品2的高停线率可以看出。从产品1产品2工位6停线率增长了3倍。螺丝位置，以及数目是相同的，造成的原因是螺丝孔深度的变化，加大了安放螺丝的任务。(3)工序7在产品2上的高停线率同样来源于螺丝孔深度变化带来的任务的加重。从实际观察中