2013年理工大学工业工程系基础工业工程课程设计

《基础工业工程》

课程设计

学 院：机械工程学院 专 业： 工业工程 班 级：1110408 姓 名： 指导教师：

提交时间： 2013.12.20

一、装配线概况

本课程设计研究的是减速器的装配线生产平衡优化。在这条装配线上，计划月产量为4800件，每月工作28天，每天工作8小时。减速器的装配结构图如图1所示

图1减速器装配结构图

表1减速器BOM表

据了解，该生产线一直以手工劳动为主。因此，通过合理分配生产作业要素使得各操作工人的生产负荷尽量均衡，提高生产效率，使工人按生产节拍装配，不但可以节约时间，还会减少不必要的操作，这对工厂生产是极具现实意义的。

图2 减速器的装配流程

二、生产线现状及问题 1、生产线的作业测定

作业时间是核算生产线平衡率的基础数据，也是找出瓶颈工位的依据。本研究采用计算机计时的方法对装配过程的8个工位进行测定，结果如图3所示。

图3 各工位的标准时间

从以上操作的标准时间数据中可以看出来，除工位2、工位3和工位6基本符合生产节拍以外，其余各工位均小于装配节拍，其中，工位2的标准时间为110s远大于1、4、5、8各个工位，这就意味着工位2 的工人一直处于高度繁忙的状态，因此，确定工位2为瓶颈工位。而其余大部分工位（工位1、4、5、8）的标准时间很短，能力过剩，造成资源浪费，操作工人一直十分空闲，多数时间处于等待状态。如果能将瓶颈工位的作业时间降下来,且将过剩的生产能力有效利用起来,生产效率必定会有大幅度提高。 2、生产线平衡分析 生产不平衡最大时间损失:

T Tmax Tmin 110 10 100(s)

平衡率P

任务时间总和（T）

100%

实际工位数目（m） 节拍（CT）

500

100% 56.82% 8 110

生产不平衡损失率=1-平衡率=1-56.82%=43.18%

由以上计算可知，在生产过程中,有56.82%的时间由于产线配置不平衡而损失了。生产线生产不平衡最大时间损失为100s，不平衡最大时间损失非常大。生产不平衡时间大于平衡时间，是非常不正常的现象，该装配线存在很大的改进空间。

3、生产线的第一次优化分析 1）、作业分解与重排

由于该生产线各工位时间差相当大，各操作工人的生产负荷不均，我们希望对各工位的生产作业进行重新分配，以优化生产线平衡现状。首先，我们对各工位进行作业分解，如表2所示：

表2 各工位作业分解

结合产品特征及各基本作业的实际装配顺序，作出工作网络图，如图4所示。

图4

2）、工位分析

通过对各工位进行作业分解，结合工作网络图，我们对部分工位进行了重点分析：

工位1

运用动作经济原则和整个生产线工作量平衡理论，通过ＥＣＲＳ分析我们可以把工位1进行分解为①（安装前垫圈和端盖）、②（安装后垫圈和端盖）。

工位2、3

通过工位1的拆分。将①、②分别再与工位2、3进行合并，得到新的工位

1（安装前垫圈和端盖，上螺丝）和工位2（安装后垫圈和端盖，上螺丝），工位的完成时间分别是120S、110S。

工位4、5、8

把工位４、５、８进行合并得到新的工位3，工位的完成时间为75S。这样通过分解合并使得每个工位上的完成时间较为均匀分别，这样可以让各工位的完成时间差大大缩短,也节约了劳动成本。

通过各种拆分合并可以避免个别工位特别忙或者特别清闲，从而形成新的工位作业分配表，将工位重排如表3所示。

表3改善后的作业分配

3、第一次优化效果

经过对各工位作业进行合理的调整，整个生产线的生产率已经得到明显的提高，具体表现在：

① 生产成本方面

将生产过程重现组合，把以前的1、2工位重现组合排列，而且减少3个工位，从而减少3名工人，节约了人工成本。

另外、由于吧原来的第8工位与前面的时间都比较少工位重现组合在一起，

这样与最大时间工位相近，可以大大减少时间的浪费，也提高效率，也把以前需要三个人做的用一个人做，节约劳动成本。

② 时间研究方面

对改善后的各工位再次进行秒表时间研究，测得各工位的标准时间如图5所示。

表4工位改善后的表

图5工位改善后的图

由上图我们发现，经过改善后各工位操作时间渐趋平衡，大部分工位操作时间相差不大。工位1和工位2的操作时间相对较长，有待进行进一步优化。

③ 生产线平衡方面

④ 生产不平衡最大时间损失:

⑤ T Tmax Tmin 120 75 45(s)

⑥ 平衡率P

任务时间总和（T）

100%

实际工位数目（m） 节拍（CT）

⑦

500

100% 83.33% 5 120

⑧ 生产不平衡损失率=1-平衡率=1-83.33%=16.67%

由以上计算可知，经过第一次优化，生产线不平衡最大时间损失由100s降低到45s，生产线平衡率由56.82%提高到83.33%，虽然工位1的时间变成了120，但总体时间没有改变，所以整个工作的周期没变，日生产量也不会改变，生产不平衡最大时间损失仍然较大，依然有进一步优化的空间。 四、第二次优化

经过第一次优化，整条生产线的生产效率得到了显著的提高，但是工位1和工位2的操作时间较其他工位明显较长，制约了该生产线生产率的提高，成为了新的瓶颈环节。因此，我们采用MOD排时法对工位1和2进行动作时间分析。 1、 操作分析

图6工位1改善前的影像图资料

我们利用工位1和工位2的影像资料图6进行分析，发现在工位1和2的整个操作过程中垫圈和端盖的位置摆放不存在过远而导致时间浪费，安装的时候也没有时间浪费，但在扭紧螺栓的时候，操作者没有充分的利用双手，浪费了大量时间在上面，按动作经济原则的双手动作原理，还可以对双手动作有很大的改进。因而我们运用MOD排时法对拧紧螺栓的操作进行动作因素分析，如表4所示。

表5工位1的动作因素分析

由表4不难看出，在整个安装紧固螺母的操作中，时间浪费相当严重，左手一直保持持住底座等待的状态，右手一直在重复取物和安装动作。解决双手分工极不均衡，节奏性差的问题是降低整个工位操作时间的关键。 2、第二次优化方案

我们采用“5W1H”提问方法发现，之所以左手要一直保持持住底座的状态，是由于底座没有固定，必须要左手进行人工固定，便于右手在机盒上进行安装操

作。所以我们选用一个支架，来代替左手固定机盒，从而使左手解脱出来帮助右手进行组装操作（如图7），改善后的动作因素分析见表5。

图7改善后的影像资料 表6改善后的动作因素分析

改善后，MOD值由27减少为172，操作时间由35.088s降低到22.18s,减少了12,908s。双手同时进行相同的操作，协调性强，操作效率高。工位1的整体操作时间也从120s减少为107.092s，按同样的操作工位2和4、5,总体时间也发生改变，从500变为

生产不平衡最大时间损失:

T Tmax Tmin 107.092 75 32.092(s)

平衡率P

任务时间总和（T）

100%

实际工位数目（m） 节拍（CT）

448.368

100% 83.74%

5 107.092

生产不平衡损失率=1-平衡率=1-83.74%=16.26%

经过第二次优化，生产线不平衡最大时间损失由45s降低到32.092s，生产线平衡率由83.33%提高到83.74%，生产节拍由120s降低到107。092s， …… 此处隐藏：1903字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……