基于精益生产的汽车玻璃生产线平衡优化研究毕业论文.doc

西南科技大学本科生毕业论文 i southwest university of science and technology 本科毕业设计（论文） 基于精益生产的汽车玻璃生产线 平衡优化研究 西南科技大学本科生毕业论文 ii 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教师 的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标 注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果， 也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的 材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作 了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文） 的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本； 学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与 阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 西南科技大学本科生毕业论文 iii 作者签名： 日 期： 西南科技大学本科生毕业论文 iv 基于精益生产的汽车玻璃生产线 平衡优化研究 摘要：如今的制造行业竞争日趋激烈，在企业推行精益生产方式成为企业管理者非 常关注的问题。针对福耀玻璃汽车配件有限公司平弯钢化厂生产线不平衡及产量不 能满足订单需求的情况，本文运用精益生产和工业工程方法和理论，对该厂区生产 现状进行数据收集，对生产系统进行现场分析，发现其生产过程中存在的问题并提 出改进方案，并对改善后的生产系统进行效果评估。本文的主要设计内容如下： （1）生产现状的分析和原始数据的采集，运用 ie 基础手法对生产线进行系统的分 析。 （2）根据收集数据找出生产系统瓶颈工序，计算目前的生产线平衡率。 （3）对 生产线进行优化改善。运用基础 ie 手法（如 mod 法、联合作业分析等）提出改进 方案，改善瓶颈工序，建立新的生产线平衡。 （4）评估改善后的生产系统。通过平 衡率和瓶颈工序对改善的方案进行评价。通过对平弯钢化厂生产线平衡改善，瓶颈 工序从原来的 25.4s 减少到 22.4s，生产线的平衡率由原来的 70.6%提高至 76.8， 一年可多生产加工玻璃 104100 块。文章通过对生产系统的分析，为该厂区今后的现 场改善活动及实施提供了一定借鉴意义。 关键词：精益生产；生产线平衡；产能提升 西南科技大学本科生毕业论文 v research on line balancing of automotive glass based on lean production optimization abstract: todays increasingly competitive in manufacturing industries，how to use lean manufacturing techniques continue to improve the production system, become of great concern to business managers. aiming at fuyao automotive glass pingwanganghua factory ，it exists the imbalance of production line assembly and production can not get to the demands of the orders，in this paper, use lean production and industrial engineering methods and theories，collect its production status data and analysis the production system. found problems in the production process and suggest improvements program, evaluation the improved production systems . this paper was designed in four parts:（1） analysis production status and collection raw data ,it uses the basic method of ie for production systems analysis.（2） based on the collected data to find the bottleneck process, calculate the line balancing rate.（3） optimization of the production line. use of industrial engineering related analytical techniques （modapts, joint operations analysis） proposed improvement program, improvement bottleneck process and establishment of new production line balancing.（4） evaluate production systems of improved. evaluation of the improvement program from balance rate and the bottleneck process. after the line balancing improved by pingwanganghua factory, cycle time from the original 25.4s down to 22.4s, line balance from 70.6% promoted to 76.8%,factory can production of automotive glass more than 104100 a year.the article analysis of production systems, it provide significance of site improvements in the future. keyword: lean production, line balancing, production increase 西南科技大学本科生毕业论文 vi 目 录 第 1 章 绪论1 1.1 研究背景和意义1 1.1.1 课题研究的背景1 1.1.2 课题研究的意义.1 1.2 国内外研究现状2 1.3 研究思路和论文结构3 1.4 本章小结3 第 2 章 平弯钢化厂区生产系统分析5 2.1 企业需求分析5 2.1.1 厂区基本情况简介.5 2.1.2 现场改善的必要性.8 2.2 找出生产系统瓶颈工序10 2.3 计算目前生产线平衡率17 2.4 本章小结18 第 3 章 改善方案实施20 3.1 切大片车间改善方案20 3.2 预处理车间改善方案25 3.2.1 磨边工序改善25 3.2.2 下片工序优化方案29 3.3 本章小结31 第 4 章 效益评估32 4.1 生产线平衡率及产品制造周期计算32 4.2 改善后产品产量分析34 4.3 本章小结35 结 论36 致 谢37 参考文献38 西南科技大学本科生毕业论文 1 第 1 章 绪论 1.1 研究背景和意义 1.1.1 课题研究的背景 近年来，随着我国经济的快速发展、人民群众消费水平和购买力不断提高，我 国的汽车产业也随之有了很大发展。每年产销量在不断上升，未来中国将成为全球 汽车数量最多的国家。国内各汽车制造商已从原本以大众、丰田、通用等一线大厂 为主转为各地制造厂家竞相加入竞争的行列的局面。在如今市场、产品不断细分的 情况下，汽车行业的整体发展带来的相关零部件配套产业链的连锁反应也促使一大 批汽车零部件厂商在各地成长起来。 伴随着中国加入 wto 和经济全球化的趋势，汽车零部件厂商面对来自国内外 的竞争压力不断加剧。同时企业之间的竞争也不再是单纯的价格竞争，而是在产品 的质量、交货时间、售后服务、对客户需求的快速反应、售后服务等综合实力方面 的竞争。依靠传统的大规模生产模式已不能满足目前生产实际的要求，因此，基于 多品种、小批量、低成本、高效率的精益生产模式，已成为国内外制造型企业必然 的选择1。 1.1.2 课题研究的意义 生产现场是企业直接创造效益的场所，现场改善是现场管理的深化，是对现场 管理中存在的问题的分析解决。本文研究的汽车玻璃生产系统，旨在运用精益生产 方式，对生产线进行优化研究，其价值主要有以下几个方面： （1）提高生产效率 现场改善对生产过程进行系统优化，去除不必要工序，简化操作过程，在此基 础上合理配置作业人员数量，减少半成品的停滞和等待，消除大量人力资源浪费， 提高劳动生产率；减少物料搬运、半成品搬运，使物流更加简单顺畅，提高生产线 物流效率；通过更加合理的人员配置和新的作业方法改进，使同样多的投入得到更 高的效益。 （2）降低生产成本 现场改善通过提高生产效率，减少生产过程中的浪费，降低生产成本；改善产 西南科技大学本科生毕业论文 2 品工艺流程，可以降低原材料库存和半成品、成品库存，从而降低库存成本；运用 管理现场的管理流程和管理方法，是现场更加整洁有序，降低生产现场的管理成本。 （3）提高产品质量 精益生产方式减少了大量工作中心在制品（working in product，wip）数量，避 免了生产过程中因堆积而造成的质量问题；一个流的生产模式避免了成批缺陷产品 的产生，平衡稳定的生产过程又提高了产品质量的稳定性2。 1.2 国内外研究现状 精益生产是继大批量生产方式后，对人类社会影响巨大的一种生产方式。20 世 纪 50 年代，日本丰田公司的大野耐一通过对美国大量生产方式的分析，结合丰田公 司自身面临的需求不足、资金短缺、技术落后等困难，创立了一种全新的多品种、 小批量、高效益和低消耗的生产方式，把日本丰田公司交货日期和产品品质提高到 世界领先地位。美国麻省理工学院（mit）组织一项国际汽车研究项目计划，历时 5 年之久，对日本的企业进行深入的调查研究，第一次把丰田生产方式定名为 lean production，即精益生产方式。日本学者经过 30 多年的实践总结，在 1986 年提出了 “5s”管理方法，它是通过对生产现场开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容 的活动，对各生产要素进行有效管理。在 1996 年，沃麦克和琼斯在改变世界的机 器的基础上又推出了精益思想 （lean thinking） ，详细介绍了精益思维和实施 精益制造所要遵循的五个基本原则3。1999 年，丹尼尔和他的团队出版了精益企 业 ，基于作者在多家企业生产实践的经验4，并在深刻理解精益思想的基础上， 提出了适合于普遍企业的精益化生产原理，如：jit 生产、丰田目视化管理等。近 20 年来，世界许多知名企业如诺基亚、通用电器、福特等，皆以丰田公司为学习标 杆推行精益生产，这种管理模式被全球制造业所瞩目。 改革开放以来，中国经济得到飞速发展，中国企业也越来越重视先进的管理方 式在企业中的应用。自 80 年代开始，我国就有企业学习和模仿丰田模式。jit 准时 生产方式最早应用在长春一汽，建立精益生产样板线，并结合企业自身情况，制定 适合本企业的精益生产管理。上海大众汽车有限公司在学习精益生产过后根据自身 的特点，不断的创新和完善，慢慢的实现精益生产的本土化，从中 并获得了相应的 利益。近几年来，随着精益生产理论的应用发展，我国一些实践型书籍也陆续出版。 西南科技大学本科生毕业论文 3 如孙亚彬著精益生产实战手册 ，肖智军等编著精益生产方式 jit ，对如何实 施均衡生产，如何进行精益质量管理等进行了详细说明。另外，天津大学管理学院 齐二石教授丰田生产方式及其应用概括介绍了丰田生产方式理论和方法，分析 了我国近年来若干企业推行丰田生产方式存在的问题。在生产线平衡了优化方面， 叶晓素等分析了人因工程与生产线平衡的关系4，高广章介绍了基于工效学原理的 mod 法在生产线平衡的应用并通过实例对生产工段的应用 mod 进行分析利用动作 经济原则改善问题。 通过以上关于精益生产理论研究可以看出，国外关于精益生产的理论已经有了 比较成熟的理论和框架。国内对精益生产的生产方式还处在初步研究阶段，理论创 新较少，主要集中研究精益生产理论如何在企业应用方面。 1.3 研究思路和论文结构 本文在精益生产方式基础上，运用工业工程理论，采用方法研究和作业测定两 大技术，分析福耀玻璃配件公司平弯钢化厂区的生产系统，找出制造过程中存在的 不足并改善，以提高生产线平衡率。本文主要研究思路如下： 第 1 章介绍研究课题的背景和意义，分析目前国内外在精益生产及生产线平衡 方面研究现状，以及文章的结构。 第 2 章对平弯钢化厂区生产现场分析。首先进行企业需求分析，介绍厂区基本 情况以及其生产系统各生产车间概况，说明进行生产线平衡改善的必要性。分析生 产制造系统存在的问题，运用联合作业分析、动作分析、程序分析、模特法、5s 管 理等方法，深入分析生产系统，现场采集数据，用秒表测量各工序加工生产时间， 分析记录所得数据找出生产线瓶颈工序，计算生产线目前的平衡率。 第 3 章实施改善方案。对制约生产线产量的各工序运用精益生产方式和工业工 程理论方法实施改善。首先是切大片车间联合作业操作问题分析，第二是磨边工序 操作改善，第三是预处理车间下片工序优化。 第 4 章对改善后的生产系统效益评估。改善生产系统瓶颈工序，建立新的生产 线平衡，重新计算产品的平衡率以及产品生命周期，评估改善后的取得的经济效益。 1.4 本章小结 西南科技大学本科生毕业论文 4 本章首先简述了研究课题的背景和意义，通过研究改善企业生产现场，可以提 高产品生产效率、降低生产成本、提高产品质量等，对企业具有重大意义。接着分 析总结目前国内外在精益生产和生产线平衡方面的研究现状，找出国内外研究方面 差距。最后阐述了论文研究思路及论文结构。 西南科技大学本科生毕业论文 5 第 2 章 平弯钢化厂区生产系统分析 2.1 企业需求分析 2.1.1 厂区基本情况简介 福耀玻璃（重庆）配件有限公司是中国最大的汽车玻璃制造商福耀集团的 全资子公司，福耀集团是国内最具规模、技术水平最高、出口量最大的汽车玻璃生 产供应商，产品“fy”商标是中国汽车玻璃行业第一个“中国驰名商标”。公司于 2001 年 6 月注册成立,总投资 1.3 亿元,占地 83 万平方米。是一家汽车玻璃专业供应商。 公司于 2001 年 11 月通过了 gb9656 汽车安全玻璃认证,2002 年通过了 qs9000 质量 体系认证,2002 年 12 月通过欧洲经济委员会 ecer43 认证,2002 年 4 月通过了“3c”强 制性产品认证,2003 年 11 月通过了 iso14001 环境体系认证。主要为上海通用五菱、 长安集团、庆铃集团、西安比亚迪、吉利豪情、东风柳汽等多家汽车制造厂提供配 套产品，并拓展了防弹汽车玻璃市场。由于销售形势较好，公司生产量并未达到订 单的需求，因此公司急需增加产品的生产量。 公司生产制造系统分为平弯钢化厂、夹层玻璃厂、垂直钢化厂三个厂区，生产 玻璃类型略有差异。其中平弯钢化厂主要生产产品是轿车、货车侧挡钢化玻璃，在 所有厂区里产销量最大，产品种类繁多、人员复杂，生产管理比较混乱，因此本文 针对平弯钢化厂区的生产线进行分析和改善。 平弯钢化厂区主要分为五个车间，分别为切大片车间、预处理车间、钢化车间、 印刷车间、包装车间。各个车间负责不同的工序，联合加工生产产品。厂区实行 3 个生产班组进行 3 班倒循环生产。 第 1 个车间是切大片车间，该车间首先将原片玻璃通过数控切割机，将原片玻 璃切成所需毛坯规格，毛坯留边量通常为玻璃厚度的 4 倍左右，以利于四周的掰边。 然后手工瓣边下片，将多余的边角料去掉把汽车玻璃片放到暂存架上，之后调配员 将玻璃搬运到下一车间（预处理车间）继续加工。图 2-1 为玻璃切割后瓣边下片操 作台以及暂存架。 西南科技大学本科生毕业论文 6 （a）瓣边下片操作台 （b）暂存架 图图 2-1 瓣边下片操作台以及暂存架瓣边下片操作台以及暂存架 第 2 个车间时预处理车间，主要工作是将预处理车间搬运来的玻璃进行再加工， 主要工序有磨边、钻孔、烘干洗涤下片等。磨边就是对玻璃打磨，将玻璃边缘磨光 滑，工人通过磨边机操作完成。钻孔是根据客户要求，在玻璃指定位置钻孔。之后 玻璃需要经过洗涤消除玻璃表面的灰尘、油污、杂质。洗涤后的玻璃流入烘干机器 烘干准备下片，下片时必须戴上干净的手套，不能用手直接接触洗涤后的玻璃。图 2-2 和图 2-3 为磨边机及下片区暂存架图片。 图图 2-2 磨边机图片磨边机图片 西南科技大学本科生毕业论文 7 图图 2-3 下片区暂存架下片区暂存架 第 3 个车间是印刷车间，在预处理车间加工完成的玻璃运送至印刷车间进行印 刷。印刷是根据客户需要，在玻璃上按要求印刷膜、商标、安全标志等，并不是所 有玻璃都需要进行印刷。将已调好的银浆、油墨用丝网印刷方法进行印刷，然后流 入烘干机对印刷的银浆、油墨进行烘干。 第 4 个车间时钢化车间，印刷后的玻璃会在这里进行钢化处理。钢化作用主要 有两个：第一，经过钢化后的玻璃结构更加稳定坚固，不易破碎。第二，玻璃经过 钢化后，其内部结构发生改变，能减小破碎后对人体伤害，这样可以降低驾驶员在 出车祸时玻璃破碎所造成的伤害。图 2-4 为钢化炉图片。 图图 2-4 钢化炉图片钢化炉图片 西南科技大学本科生毕业论文 8 第 5 个车间是包装车间，车间按照工艺指导书、检验作业指导书对钢化玻璃成 品按要求进行检验、安装附件、装箱，准备进仓。 2.1.2 现场改善的必要性 精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，精益生产是美国麻省理工学院国际汽 车项目组的研究者 john krafoik 给日本汽车工业的生产方式起的名字。精益生产要 求不断取消那些不给产品增加价值的作业和工作，因此，我们可以认为精益生产的 思想是一种持续减少浪费的哲学9。精益生产方式成功的关键是吧供应链上需求与 供应和谐地统一于企业的发展目标，通过满足顾客需求提高企业经营利润，把顾客 利益和企业利益统一于企业目标；和供货商保持密切协作关系，通过适时供货和模 块供货的方式是双方利益共同增长。与大批量生产方式相比，精益生产方式以产品 生产工序为线索，组织密切相关的供应链，以整个生产系统为优化目标。表 2-1 是 三种生产方式对比。 表表 2-1 三种生产方式的比较三种生产方式的比较 手工生产方式大批量生产方式精益生产方式 产品名称完全按顾客要求标准化、品种单一品种多样化、系列化 设备工装通用、灵活、便宜专用、高效、昂贵柔性高、效率高 作业内容粗略、丰富多彩细分、简单、重复多技能、内容丰富 操作工人 懂设计制造、操作 技艺高超 不需专门技能多技能 库存水平高高低 制造成本高低更低 产品品质低高更高 市场需求极少量需求物资匮乏供不应求买方市场 汽车玻璃行业严重依附于汽车消费市场，当汽车消费量增加，产量增加，则相 应的汽车玻璃销量也会增加，反之亦然。图 2-5 是近年汽车产销量统计。 西南科技大学本科生毕业论文 9 （单位：万辆） 图图 2-5 我国汽车产销量增长情况我国汽车产销量增长情况 从上表可以看出，目前汽车产销量都保持增长趋势。但国内汽车玻璃市场各厂 商之间同质化现象比较严重，利润较低；国内汽车工业增速放缓，同行竞争将更加 剧烈，公司想要发展国内高份额的市场占有，具有一定的挑战；通货膨胀压力，致 使产品出厂价格提高，增加产品价格竞争压力；国家进一步宏观调控，货币紧缩， 导致资金状况压力加剧；员工工资涨幅明显，导致成本提高，失去价格优势。 制造业重心由东部向西部转移趋势明显，越来越多的制造企业都选择将制造中 心往西部地区转移，期望通过西部地区较低的生产成本提高企业利润。公司地处重 庆，承担着西南地区订单任务，产品订单较多，需求量大，就目前其产量仅能勉强 满足需求。在这种情形下，公司需要以满足客户需求为重点，在保证产品质量、准 时交货条件下，同时提高产量。提高产能方法有以下几种途径: （1）延长工作时间。 延长工作时间是提高产能的最直接途径。但对于公司来说，每月计划生产时间 大约平均为 27 天，实行 24 个小时 3 班轮换制度，本身的工作时间己经够长，已没 有多少延长工作时间的余地。 （2）提高合格率。 提高产品的质量合格率，减少不良废品，也有利于提高产能，但当产品质量相 对稳定的情况下，这一途径的效果就显得比较有限。 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 20032004200520062007 2008（f） 2010（f） 2020（f） 汽车产量汽车销量 西南科技大学本科生毕业论文 10 （3）扩建生产线 增加生产流水线，可以提高产品的产量，目前厂区正在规划生产布局，准备新 建流水线。此方法耗费资源大，成本较高。 （4）缩短生产周期。 通过工艺改善提高生产线平衡率，缩短生产周期。单位时间产量的增加，能有 效地提高生产效率提高产能。 从以上分析可以看出，为了实现企业发展，从基础层次的现场改善作为起点实 行精益生产方式，对生产线实施改善。以提高产量、降低成本、改善服务，逐渐提 高企业竞争力，是一种快速且低成本的一种方法12。 2.2 找出生产系统瓶颈工序 工业工程的发展至今已有一个多世纪，最具权威和今天仍被广泛采用的定义是 美国工业工程师协会于 1955 年正式提出，后经修订定义，表述为:“工业工程是对人 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、物理学和社会科学的专门知识和技术，综合工程分析和设计的原 理和方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。 ”该定义表明 ie 实际是一 门方法学，它告诉人们，为把人员、物资、设备、设施等组成有效的系统，需要运 用哪些知识，采用什么方法去研究问题以及解决问题7。 工业工程是一门实践性很强的学科，核心是降低成本、提高质量和生产率，追 求生产系统整体效益。其本质内涵可以概括为以下四点： 1、ie 的核心是降低成本、提高质量和生产率。 2、ie 是综合性的应用知识体系。 3、ie 应用注重人的因素。 4、ie 是系统优化技术。 方法研究在于寻求经济有效的工作方法，主要包括程序分析、作业分析和动作 分析等。方法研究的分析过程具有一定的层次性，一般首先进行程序分析，使工作 流程化、优化、标准化，然后进行作业分析，最后再进行动作分析。其分析过程是 从粗到细，从宏观到微观，从整体到局部的过程。图 2-6 为方法研究的分析层次。 西南科技大学本科生毕业论文 11 程序由工序构成由操作构 成 由动作构 成 由动素构成 由工序构成作业分析作业分析 图图 2-6 方法研究的分析层次方法研究的分析层次 图 2-6 中的“工序”是指一个工人或一组工人，在一个工作地点对一个劳动对象 或一组劳动对象连续进行的操作；“动素”则是指构成动作的基本单位，如伸手、移 物等8。 本文所研究的平弯钢化厂区钢化玻璃产品在五个车间加工完成。1车间为切大 片车间，2车间为预处理车间，3车间为印刷车间，4车间为钢化车间，5车 间为包装车间。整个生产系统物流呈“u”型半自动化生产线，其主要工序有数控切割、 瓣边下片、磨边、钻孔、洗涤烘干、预处理下片、印刷上片、印刷、印刷下片、钢 化上片、平弯钢化、钢化下片、包装，其中由机器自动加工完成的工序有数控切割、 洗涤烘干、印刷烘干、平弯钢化四个工序。其工艺程序图如图 2-7 所示。 西南科技大学本科生毕业论文 12 原片玻璃 数控切割 印刷上片 瓣边下片 印刷烘干 切割样片 印刷下片 检查 印刷检查 磨边 不 钢化上片 钻 孔 钻孔 产 平弯钢化 品 洗涤烘干 钢化下片 预处理下片 钢化质量 检查 钻孔、磨边尺寸检查 包装入库 程序分析是通过调查分析现行工作流程，改进流程中不经济、不均衡、不合理 现象，提高工作效率的一种研究方法。一般由五种基本活动构成，即加工、检查、 搬运、等待和储存。表 2-2 为程序分析的常用符号。 8 7 1 2 4 5 1 2 9 3 6 11 10 12 3 4 13 图图 2-7 产品工艺程序图产品工艺程序图 西南科技大学本科生毕业论文 13 表表 2-2 程序分析的常用符号程序分析的常用符号 符号名称表示的意义 加工 指原材料、零件库或半成品按照生产目的 承受物理、化学、形态、颜色等的变化 检查 对原材料、零件、半成品、成品的特性和 数量进行测量。或者说将某目的的物与标 准进行对比，并判断是否合格的过程 搬运 表示工人、物料或设备从一处向另一处在 物理位置上的移动过程 等待或暂存指在生产过程中出现的不必要的时间耽搁 储存为了控制目的而保存货物的活动 情况 加 工 搬 运 检 查 等 待 储 存 步 骤 d 工作说明 1 原片玻璃检验 2 数控切割 3 切割样片检查 4 搬运到预处理车间 5 磨边 6 洗涤烘干 7 预处理下片 8 印刷上片 9 印刷烘干 10 印刷下片 11 印刷质量检查 12d 印刷车间暂存 13 搬运到印刷车间 14 钢化上片 15 平弯钢化 16 钢化下片 17 钢化质量检查 18 搬运到包装车间 19 包装入库 图图 2-8 产品流程程序图产品流程程序图 西南科技大学本科生毕业论文 14 根据程序分析方法，得到厂区产品生产流程程序图如图 2-8 所示。 秒表时间研究也称为“直接时间研究密集抽样法”（direct time study-intensive samplings, dtsis） 。它是在一段时间内运用秒表或电子计时器对操作者的作业执行 情况进行直接、连续的观测，结合组织所指定的宽放政策，来确定操作者完成某项 工作所需的标准时间的方法。秒表时间研究的步骤如下10： 1、获取充分的资料 2、作业分解划分操作单元 3、确定观测次数 4、测时 5、剔除异常值并计算各单元实际操作时间 6、计算正常时间 7、确定宽放时间 8、确定标准时间 现场记录数据在计算之前必须要对其进行检查、分析并剔除观测数值内的异常 值。最常用的方法三倍标准差。其计算方法如下： 假设对某一操作单元进行次观察所得的时间为：，则平均 n xxxx,., 321 值为：，标准偏差为：正常值为之内 n x x n 1i i n xx n i i 1 2 )( 3x 的值，超过者即为异常值。 根据工厂实际情况，运用秒表测量记录钢化玻璃产品各工序生产时间。主要测 量工序为瓣边下片、磨边、钻孔、预处理下片、印刷上片、印刷下片、钢化上片、 钢化下片、包装工序，其中数控切割、洗涤烘干、印刷、平弯钢化工序是机器加工， 所用时间固定不变。流水线产品生产速度较快，每个工序以加工 10 个产品所用时间 为单位记录一次时间。表 2-3 为各工序一台机器加工 10 块玻璃所用时间及人数。 表表 2-3 加工加工 10 个产品所用时间及人数（单位：秒）个产品所用时间及人数（单位：秒） 西南科技大学本科生毕业论文 15 工序名称加工 10 个产品所用时间平均值人数 100100100100100 数控切割 100100100100100 1001 115101100105108 瓣边下片 115111123120124 117.22 255247245256267 磨边 259244240256267 253.61 12001200120012001200 洗涤烘干 12001200120012001200 12001 6271687567预处理下 片5862737065 674 7267767774 印刷上片 6568647372 711 900900900900900 印刷 900900900900900 9001 6871737071 印刷下片 6866737273 70.51 3334323533 钢化上片 3233343235 33.33 14301430143014301430 平弯钢化 14301430143014301430 14301 3436363335 钢化下片 3435343235 34.44 2627272524 包装入库 2524272626 25.74 表 2-3 中，所有测得时间为各工序加工 10 个产品所用时间，计算加工每个产品 所用时间应把时间除以 10。在所用工序中，数控切割、洗涤烘干、印刷、平弯钢化 四个工序时机器加工，所用时间固定不变。不是所有玻璃都需要钻孔，只有客户有 西南科技大学本科生毕业论文 16 要求钻孔时才会对玻璃钻孔，即不是所有玻璃都需要经过钻孔工序。不考虑钻孔、 数控切割、洗涤烘干、印刷、平弯钢化五个工序，通过对异常值的删除，得到每个 产品在人工操作工序加工时间，如表 2-4 所示。 表表 2-4 各人工操作工序加工时间表各人工操作工序加工时间表 工序名称 瓣边 下片 磨边 预处理 下片 印刷 上片 印刷 下片 钢化上 片 钢化 下片 包装 所用时间11.7s25.4s6.7s7.1s7s3.3s3.4s5s 人数21411344 用直方图表示如图 2-9 所示。 时间（单位：秒） 0 5 10 15 20 25 30 瓣边下片 磨边 预处理下片 印刷上片 印刷下片 钢化上片 钢化下片 包装 所用时间 图图 2-9 各人工操作工序加工时间直方图各人工操作工序加工时间直方图 以上所计算结果为人工操作工序所用时间，由机器自动加工完成的工序有数控 切割、洗涤烘干、印刷、平弯钢化四个工序。所用时间分别为 10s、120s、90s、 143s，加工时间为不可改变。因此，下面主要对人工操作工序进行分析，通过分析 各操作工序，可得出如下结论： 西南科技大学本科生毕业论文 17 （1）所用时间最长工序为磨边工序，所用时间为 25.4s。 （2）印刷车间印刷上片和印刷下片工序所用时间分别为 7.1s 和 7s，钢化上片 和钢化下片工序所用时间分别为 3.3s、3.4s。但通过现场观察发现，实际操作所用时 间比所测得时间短，其原因是受前一生产车间（预处理车间）磨边工序、预处理下 片工序制约，即在印刷车间和钢化车间缺少待加工产品，因此生产线工人有意放慢 操作速度，以寻求平衡。 （3）在生产线后段，即在钢化车间、包装车间，因其自动化程度较高，人工操 作较少且操作简单，改善空间不大，所以主要分析切大片车间、预处理车间各加工 工序。 经过以上分析可知，磨边工序所用时间最长为 25.4s，其次瓣边下片工序为 10.7s。可以得出结论，整个生产线瓶颈工序为预处理车间磨边工序。 2.3 计算目前生产线平衡率 生产线平衡（line balancing）是通过对生产线的全部工序进行平均化，调整作 业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。通过生产线平衡，可以提 高作业员及设备工装的工作效率；降低加工生产一个产品所用时间，降低成本；减 少工序的在制品；对应市场变化做出快速反应，实现柔性生产系统。它是作业标准 化与生产流程设计中最重要的方法。通过平衡生产，可以熟悉“单元生产”的编制方 法和加深理解“一个流”生产模式，它是一切新理论与新方法的基础。 生产线平衡是为了分到各工位作业所需时间大致相等。生产线平衡可以实现如 下目的: （1）减少工序间的在制品，实现产品“一个流”。 （2）减少单件人工工时，降低成本。提高设备和人员效率。 （4）为后续实现单元式生产做准备，提高生产适应变化能力，实现柔性生产系 统。 （5）通过平衡生产线过程中的各种手法（动作分析、时间分析等）的应用，可 以提高全员综合素质13。 生产线平衡率计算如下： 西南科技大学本科生毕业论文 18 平衡率=各工序时间总和/（最长工序时间*人数）*100% （2-1） 生产线平衡损失率公式计算如下： 平衡损失率=1-平衡率=1- le （2-2） “节拍 ”（cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务、两批产品） 之间的间隔时间，换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。在工厂的生产流 程设计中，如果预先已定设定了某个流程每天（或其它单位时间段）的固定产出， 那么下一步需要重点考虑的就是流程的节拍5。 通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（bottleneck） 。更广义地讲， 所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个 流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥，生产流程中的瓶颈环节， 决定了整个流程的产出速度。因此在工业生产流程设计中和日常生产运作中，要对 可能出现的瓶颈高度重视6。 通过以上图表和数据，可以计算出生产线平衡率。由表 2-3 可得产品总生产时间 t。 t=10+11.7+25.3+120+6.7+7.1+90+7.0+3.3+143+3.4+2.6=430.1s。总生产人数为 24 人。 平衡率=各工序时间总和/（最长工序时间*人数）*100% （2-3） =430.1/25.3*24*100=70.6。 生产线的平衡损失率=1-平衡率=1-70.6=29.4 （2-4） 从以上的计算结果可以得出，生产线的实际有效工时为生产工时的 70.6%，有 29.4%的实际浪费了，生产线平衡率有待改善提高。 2.4 本章小结 企业经营的最终目的就是获取利润。企业获取最大的利润，精益生产就是采用 成本主义（利润=销售-成本）的经营思想，通过彻底消除企业无处不在的浪费来实 现利润最大化的目标14。本章首先介绍福耀玻璃配件公司的情况及平弯钢化厂区各 车间的情况。指出公司目前存在的问题，即外部环境较严峻，同时产量不能满足订 单需求，需要扩建生产线和进行现场改善以提高产量和产品质量。而运用精益生产 西南科技大学本科生毕业论文 19 方式进行现场改善是一种简单、成本较低的一种方法，说明了进行现场改善的必要 性。 西南科技大学本科生毕业论文 20 第 3 章 改善方案实施 3.1 切大片车间改善方案 通过上面的分析计算，我们发现切大片车间的瓣边下片工序所用时间为 10.7s， 所用时间仅次于磨边工序，操作有待改进。运用联合作业分析法对工序进行改善， 图 3-1 为瓣边下片场地平面简化图。 操作工人甲 操作工人乙 图图 3-1 瓣边下片场地平面图瓣边下片场地平面图 图 3-1 中，数控切割机切割原片玻璃，一片原片玻璃经过数控切割切成约 10 块 汽车玻璃，切割完成后通过传送带传送到瓣边下片操作台，操作工人甲和操作工人 乙进行瓣边下片操作，加工完成的玻璃放到身后暂存架上，多余的边角料扔到右边 废料玻璃框里。 对上述现行方法，运用基础 ie 手法进行改善，对该工序展开工作研究。工作研 究起源于泰勒提倡的“时间研究”和吉尔布雷斯提出的“动作研究”。其对象是作业系 统，常用分析技术是：“5w1h”、 “ecrs 四大原则”加一表。工作研究只需很少投资 或不需要投资的情况下，通过改进作业流程和操作方法，实行先进合理的工作定额， 充分利用企业自身的人力、物力和财力等资源，走内涵式发展的道路，挖掘企业内 部潜力，提高企业的生产效率，降低成本，增强企业竞争力。工作研究包括方法研 究和作业测定两大技术。 对操作工人进行“5w1h”的提问技术来分析并用“ecrs” 四大原则进行改善，为 瓣边下片操作台 数 控 切 割 台 废料玻 璃 框 暂存架 西南科技大学本科生毕业论文 21 了清楚的发现问题可以连续几次提问，根据提问的答案，弄清问题所在，并进一步 探讨改进的可能性。 “5w1h”提问方法如表 3-1 所示。 表表 3-1 5w1h 提问技术提问技术 考察点第一次提问第二次提问第三次提问 目的做什么（what）是否必要有无其他更合适的对象 原因为何做（why）为什么这样做是否不需要做 时间何时做（when）为何需要此时做有无其他更合适的时间 地点何处做（where）为何需要此处做有无其他更合适的地点 人员何人做（who）为何需要此人做有无其他更合适的人 方法如何做（how）为何需要这样做有无其他更合适的方法与工具 表 3-1 中前两次提问在于弄清问题现状，第三次提问在于探讨改进的可能性， 改进时常遵循 ecrs 四大原则。 （1）e（eliminate）,即消除。首先提问“做什么”、 “是否必要”，回答为不必要就 可以取消。取消为改善的最佳效果。 （2）c（combine） ，即合并。对于不能取消的工序，思考可不可以合并，以达 到节约时间、优化工序的目的。 （3）r（rearrange） ，即重排。不能取消或合并的工序，可根据“何人、何事、 何时”三提问进行重排，使其作业顺序达到最佳状况。 （4）s（simple） ，即简化。经过取消、合并、和重排后的工作，可考虑采用最 简单、最快捷的方法来完成15。 对瓣边下片工序现行方法提问如下： 问：是否必要两名操作工人？ 答：有必要。只有两名工人操作所用时间才使生产线流畅，只有一名工人会使 切割机等待更多时间。 问：操作工人有没有更合适的操作地点？ 西南科技大学本科生毕业论文 22 答：有。两名操作工人位置如图 4-1 所示，通过现场观察，发现操作工人甲距 离废料玻璃框比较远，在把多余边角料玻璃扔进去时比较费力，不符合动作经济原 则，而且工人甲扔玻璃时还有可能对工人乙造成误伤。可以把工人甲安排到工人乙 的对面，增加一个暂存架，使工人甲距离废料玻璃框更近，可以缩短操作时间，并 提高安全性。 问：是否可以简化操作流程，缩短操作时间？ 答：可以。可以在数控切割台和瓣边下片操作台之间设一个暂存带，切割好的 玻璃可以输送到暂存带，使数控切割机可以继续切割下一片原片玻璃，减少了操作 工人等待的时间。 对瓣边下片场地物料和操作工人位置进行重新布局摆放，改进后的瓣边下片场 地平面图如图 3-2 所示。 操作工人甲 操作工人乙 图图 3-2 改进后瓣边下片场地平面图改进后瓣边下片场地平面图 图 3-2 是改进后的瓣边下片场地平面图。与改进前相比，操作工人甲由操作工 人乙左边安排到操作工人乙对面，使工人甲距离废料玻璃框更近，把玻璃边角料扔 进废料玻璃框是更省力，并节约时间。消除操作过程中存在的安全隐患，在改进前 的瓣边下片工作场地，操作工人甲位于操作工人乙左边，工人甲将多余的边角料扔 进废料玻璃框时，有可能对工人乙造成误伤。同时两名操作工人的操作更加公平， 避免了因为工人甲距离较远造成的两人工作分配不公问题。 数 控 切 割 台 瓣边下片 操作台 废料玻 璃 框 暂 存 带 暂存架 暂存架 西南科技大学本科生毕业论文 23 图 3-2 改进后的瓣边下片操作场地中，在数控切割台和瓣边下片操作台之间增 加了一个暂存带，其作用是暂时存放切割完成的原片玻璃。在现行的方法中，数控 切割机切割完一块玻璃后，需要等待操作工人操作完成并等待把切割完成玻璃传送 到瓣边下片操作台以后，才进行下一片原片玻璃切割加工。增加一个暂存带以后， 切割好的原片玻璃可以暂时存放在暂存带，切割机可以连续切割加工原片玻璃，提 高了切割机利用效率。 对瓣边下片工序运用联合作业分析。联合作业分析是指当几个作业人员共同作 业于一项工作时，对作业人员时间上的关系的分析，以及排除作业人员作业过程中 存在的不经济、不均衡、不合理和浪费等现象的一种分析方法。联合作业分析的过 程如下： 1、对一作业人员的各自作业流程为基础进行详细的观察和记录。 2、使各作业人员的作业时间坐标一致。 3、合并绘制出联合作业分析图。在此基础上，着手进行改进分析、拟定改进方 案等。 通过第二章分析，由表 2-3 可知，数控切割机切割一片原片玻璃需要 100s，两 个操作工人瓣边下片操作需要 107s，切割完之后把玻璃通过传送带到达瓣边下片台 需要 10s。现行方法如下： 前 107s：切割机进行切割加工，两名操作工人瓣边下片。100s 后，切割机处于 等待状态， 中间 10s：操作工人等待传送带切割玻璃到来，此时切割机处于等待状态。 后 107s：操作工人瓣边下片操作，后 7s 切割机处于等待状态。 绘制联合作业的联合作业图，为了更加明显的表达，选取两个操作周期绘制联 合作业图，左边部分是现行联合作业图，右边部分是改善后联合作业图，如图 3-3 所示。 西南科技大学本科生毕业论文 24 时间/s改善方法时间/s 切割机工人甲工人乙 0 切割机工人甲工人乙 0 100 107 101.5 117 106.5 200 217 208 224 234 表示工作时间 表示空闲时间 图图 3-3 瓣边下片联合作业图（作业改进前、后的对比）瓣边下片联合作业图（作业改进前、后的对比） 对该联合作业图时间统计，取加工两块玻璃为一个周期。左边部分是现行方法 数据统计，右边部分为改善后方法数据统计，如表 3-2 所示。 表表 3-2 改善前后数据统计表改善前后数据统计表 现行方法统计改善方法统计 项目周期 工作 时间 空闲 时间 利用率项目周期 工作 时间 空闲 时间 利用率 切割机2172001792切割