工业工程毕业设计（论文）-工作研究在生产线平衡中的应用.doc

山东工商学院2009届毕业设计山 东 工 商 学 院SHANDONG INSTITUTE OF BUSINESS AND TECHNOLOGY毕业论文(设计)GRADUATIONTHESIS（DESIGN）论文（设计）题目Title Of Thesis（Design）工作研究在生产线平衡中的应用_ 分院（系别）Department 管理科学与工程学院_专业Speciality 工业工程_ 班级Class工业091_论文（设计）作者 Author of Thesis（Design）_尹逊伟_论文完成日期Date2013年06月01日论文（设计）指导教师Advisor高德华_指导教师职称The Title of Advisor博士_ VI工作研究在生产线平衡中的应用The application of Work Study In the line balancing作者：尹逊伟山东工商学院指导教师对毕业论文（设计）的评语Advisors Comments on Graduation Thesis (Design)评语： 指导教师（签章）Signature of Advisor_ 日期 Date_ 评阅人意见评阅人姓名：职称：选项标准： A很同意 B同意 C基本同意 D不同意分项评价评价项目ABCD选题质量1选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求2题目难易适度3题目工作量适当4有理论意义或实际价值能力水平5查阅文献资料能力强6综合运用知识能力强7研究方案的设计能力强8研究方法和手段的运用能力强9外文应用能力强成果质量10文题相符11写作水平高12写作规范13篇幅适度14成果有理论或实际价值总体评价： 优 良 中 及格 不及格 评阅人评语： 评阅人签字： 年 月 日答辩（评审）委员会意见Appraisal of Defence Commission答辩（评审）成绩Mark of Defence鉴定意见Appraisal & Comments 主任（签章） Signature of Dean 日期Date山东工商学院2013届毕业设计工作研究在生产线平衡中工作的应用摘要 本设计根据工作研究的理论与方法对生产线行改善。通过方法研究和作业测定的方法对组装一线进行分析，找出影响平衡率的问题并对此依次进行改善，本设计主要运用了“5W1H三提问”、“ECRS”工序重排、工作研究等工具。改善后，组装一线的平衡率上升了12%，提高了12.5%的生产效率，并用5S做了改善强化。关键词 工作研究 5S 生产线平衡 The application of Work Study in the Line BalancingAbstract Improve the design according to the line of research theories and methods of work on the production line. Analysis on the assembly line by the method of study and work measurement method to identify problems that affect the equilibrium rate and this in turn improved the design of the main use of the 5W1H questions ECRS process rearrangement, work study and other tools . Improved, the rate of assembly line balance increased by 12%, a 12.5% increase in production efficiency and improve 5S strengthen.Keywords Work study 5s balance rate 山东工商学院2013届毕业设计目 录1 绪论11.1 设计背景和意义11.1.1 设计背景11.1.2 研究意义11.1.3 国内外研究现状21.2 设计方法和思路41.3 本章小结错误！未定义书签。2 理论与方法综述621 工作研究理论62.2工作研究的方法723 装配流水线平衡理论92.4装配流水线平衡问题102.5本章小结123 正文133.1 企业概述133.2车间生产现状153.3组装一线平衡率现状173.4组装一线平衡问题分析193.5改善过程203.6改善效果293.7改善评价303.8 本章小结304强化措施314.2 本章小结365总结与展望37致谢语38参考文献39 1 绪论1.1 设计背景和意义1.1.1 设计背景随着经济的全球化，制造业正面临新的挑战。制造模式和制造技术、管理模式的变革与创新深刻地影响着制造系统的规划、设计和运作。首先，制造企业必须依靠预策市场需求以及根据企业现有和潜在生产能力，选择、确定合适的制造方式，应用先进制造技术提高企业的核心竞争力；另一方面，企业必须加强生产与运作管理，是企业的人员、资源、信息、设备和能源得到合理优化配置，减少浪费，节约成本，运用工业工程的管理手段提高企业持续改善和应对变化的能力。 现在国内外制造企业正在推广精益生产, 重新定义企业价值, 消除一切不必要的浪费，实现利益最大化。在实际加工生产过程中, 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，办成品，成品挤压严重等。这些会造成无谓的工时损失, 以及造成运营成本加大，半成品、成品的积压最终导致企业面临经济危机。威高在医用制品各个分公司推广IE，就是基于目前生产过程中出现的各种问题通过基础工业工程的理论与方法进行改善，包括生产线平衡，库存积压，仓储设计，公时浪费，物流不合理造成的车间混乱，以及管理方面的问题等等。这些问题日积月累已成为顽疾，在2012年制造部提出了全员改善提案，目前已接到221件改善，为企业节约资金共190万余元，可见工业工程在威高已经初见成效，但是这些提案远远不能达到预期效果，要想真正的在企业推广IE，就必须把基础工业工程的各种方法灵活贯通，使得IE意识深入人心，人人做IE，改善无止境。在威高实习期间，我在采血器制造车间，通过5W1H，动作分析，流程分析，方法研究等等基础工业工程的方法进行现场改。本设计主要研了生产线的平衡问题，通过改善流水线的平衡来提高生产系统的平衡性，减少工时浪费，避免不必要的物流，通过工作研究的理论与方法来提高效率，实现利益的最大化。1.1.2 研究意义主要研究工作研究生产线平衡中的应用，致力于改善车间中存在的生产问题。山东威高是国内一家生产一次性医用器材的企业，现已成为中国最大的一次性使用医疗器械制造商，中国是全球消耗最多一次性使用医疗器械的国家之一。据报告预测，中国一次性使用医疗商品的增长率将达到每年20%。威高的目标则是从2003年起，保持年均30%以上的经济增长目标，把山东威高集团建成世界级的企业集团。新的目标对威高的企业文化和管理模式提出了很多新的课题，威高不断创新，追求卓越。相继实施了“5S”“定制管理”、全员提案改善等。威高集团一次性基础耗材是公司的主要产品，因此公司属于劳动密集型企业。在公司实习期间对公司生产车间存在问题进行改善：1.生产过程中存在工时浪费，物流规划不合理。2.半成品库存过多，占用大量的车间面积。3.注塑车间工人劳动力强度大，员工积极性不高。4.员工质量意识差产品合格率低，造成返工5.生产线不平衡众所周知，提高系统的效益主要有以下两种途径：一是以增加投入来获得提高。大部分企业都倾向于走这条路子，一般都采用先进的管理方法（譬如 ERP）来改善管理或者大量购进设备来提高自己的生产能力，但这两种思路都会发生大量的费用而效果并不一定理想。大量购进设备固然可以提高企业生产能力，对大部分企业来说不得不考虑一次性引进一条生产线的投入给财务带来的压力，最大的问题是没有配套技术的跟进高价引进的设备利用率不高本身就是浪费；采用新的管理方法虽然不用大量引进硬件设施，但购买软件和管理费用上的投入会让企业感觉力不从心，同时还有思维方式的影响造成实施者繁多而成功者甚少的局面。二是改善资源的利用来获取提高。几乎所有的制造企业都存在系统能力不平衡的现象，增强生产线的平衡性是一种通过改善企业现有资源组合而达到充分利用并提高其效益的行之有效的思路，是流水线型生产企业所追求的目标，其最高境界是实现“一个流”生产。装配是产品成型的最后的环节,也是制约产量的重要地方,在制造中占有重要的地位,具有联系型、装配型、强制节拍等多种特征的流水线装配型企业是最典型的制造型企业,受到工业界的普遍关注。生产线平衡的意义在于，在实现均衡生产后，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；在均衡生产的基础上实现的“单元生产”，提高了生产应变能力，对应市场变化实现柔性生产系统；通过平衡生产线，可以综合运用程序分析、操作分析、动作分析、设备布置分析、时间分析等全部工业工程相关方法，并能适当提高全员的综合素质。1.1.3 国内外研究现状流水装配线这种生产组织形式在1914年诞生于美国“福特”公司，能够极大地提高了劳动生产率。就在流水装配线诞生的前夕，1913年的8月，“福特”公司装配车间每个汽车底盘由一位工人操作，每装配完成一件的时间是12.5小时。数个月后，当装配线试流成功以后，完成一件汽车底盘的操作时间为93分钟，劳动生产率提高了8倍多。流水装配线创造出巨大的汽车市场，同时也使福特公司的生产规模超过了通用汽车公司。可以说是福特发明的流水线揭开了现代化大生产的序幕。生产线平衡(ALB)问题是与生产线问世之日同时出现的，自从1913年，Henry Ford发明了第一条装配线以后，一直到20世纪50年代，准确地说在1954年前，装配线的平衡技术只有Trail-and-Error方法在尝试。没有ALB问题的研究成果公开发表，正式提出并着手解决这一问题的是美国人Bryton Braces提出COMSOAL(Computer Method of Sequencing Ope ration for Assembly Lines)，利用简单的系统记录的方式，随机地产生分配作业元素的不同分配方式，这种方法比较通用于实际的企业。RPW(The Ranked Position Weight Heuristic)另一个著名的启发式算法，把要分配的作业元素按一定的规则排序，并分配到各个工作站去。生产线平衡问题（Line Balancing Problem,简称LBP）伴随着流水生产线的产生而产生，至今已有近百年的时间。但这一问题的正式提出是在1954年，美国人B.Bryton在他的硕士论文连续生产线平衡中第一次提出生产线平衡的问题并着手解决这一问题，在此之后，许多科研人员都研究了这个方面的问题，并发表了各种各样的求解方法。随着产品需求量的增长,大部分企业都以增加投入来提高产量最常见的一种投入是采用先进的管理方法来改善管理或者大量购进设备来提高自己的生产能力,但这两种思路都会发生大量的费用而效果并不一定理想，大量购进设备固然可以提高企业生产能力,但对大部分企业来说必须考虑一次性引进一条生产线的投入给财务带来的压力；另一方面是没有配套技术的跟进高价引进的设备,利用率不高本身就是浪费采用新的管理方法虽然不用大量引进硬件设施,但购买软件和管理费用上的投入也会让企业感觉力不从心,同时还有思维方式的影响造成实施不一定成功的局面除了增加投入,企业还可以通过改善资源的利用来获取提高几乎所有的制造企业都存在系统能力不平衡的现象,增强生产线的平衡性是一种通过改善企业现有资源组合而达到充分利用并提高，其效益的行之有效的思路,是流水线型生产企业所追求的目标,其最高境界是实现：“一个流”生产。虽然目前国内外大量的著作对此论述不少,但目前国内外很多对生产流水线平衡问题仅见于理论上的研究，其基本研究方法是将一个实际的流水生产线按一定方式进行简化,以建立一个可以模拟实际流水线情况的数学模型,然后采用适当的方法对这个数学模型进行求解,以得出若干个理论上的可行解供流水线的设计者参考。由于影响流水生产线平衡的因素很多,目前还没有一种能够把所有影响因素都考虑进去的数学模型,而且考虑的因素越多,理论设计的模型就越复杂,当数学模型中的作业元素和约束条件过多时,甚至难以找到合适的算法进行求解,因此,其应用有很大的局限性。除了建立数学模型外,近年来又出现了一些运用算法解决装配线平衡问题,遗传算法、粒子群算法等，这些算法的主要功能是进行装配作业的重组,是基于作业时间已知的条件下进行设计。所以,这些方法都是优化时间分配的方法,而不能研究操作改进给装配线带来的利益。但随着工业工程影响的深入,越来越多的企业开始关注工业工程的力量,也出现了很多关于应用工业工程技术解决生产中实际问题的研究著作,而且大量实践也证明工业工程方法的实用性和有效性。生产线平衡问题是典型的NP-Hard组合优化难题，目前，针对生产线平衡问题，主要的解决方法可以分为四类：工业工程方法、数学分析法、启发式方法和仿真优化方法。本文主要运用工业工程方法。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。生产线平衡问题直接关系到设施利用率和生产效率，且影响到产品的质量，此外，生产线平衡给员工带来的公平感，有助于员工间的合作，因此也是企业关注的热点。1.2 设计方法和思路本设计通过对生产线平衡研究发展历程的认识，运用工业工程的相关知识对威高采血器车间生产线进行了细致的研究和分析，同时应用平衡理论对该生产线进行了分析和优化。改善通过运用工作研究和方法测定的方法对车间现状进行分析，发现问题进行改善，运用层次分析法找出影响车间生产效率的主要因素。运用工艺流程图，“5W1H”，因果图等工具进行改善，对流水线平衡的评价用了SWOT分析。本设计的目标是通过对基础工业工程理论知识的学习以及车间实习所发现的问题，运用工作研究的理论知识对采血管车间组装一线进行改善。首先做了采血器车间的工序流程图，工艺流程图，组装一线的设施规划图，运用秒表时间研究的方法做了各工序的时间测定，得到标准工时，计算了平衡率，以及单小时生产量，通过鱼骨图分析原因，然后运用工作研究的方法对组装一线进行了改善，对改善结果用SWOT进行了评价。下图为本毕业设计的思路：工作研究在生产线平衡中的应用背景分析研究背景研究意义企业简介现状分析工作研究生产线平衡改善评价总结与展望方法研究作业测定最佳否是 图1-1 设计思路2 理论与方法综述21 工作研究理论1.方法研究方法研究是对现有的和拟议的工作方法进行系统的观察记录和严格考察，改进其中不必要和不合理的部分，以寻求更为简便、有效、安全和经济的工作方法的原理和技术。方法研究的目的是改进工艺和流程；改进工厂、车间和工作场所的平面布置；经济的使用人力，减少不必要的疲劳；改进物料设备和人力的利用，改善现场作业环境。研究对象包括原材料、工艺、作业流程、作业工具、设备布局及操作动作。内容包括：研究的对象研究的内容研究的方法加工制造的全过程从原材料到半成品，直到产成品出厂的流程流程图分析；工序分析；计划评审技术(PERT)工厂布置、车间布置车间、作业场地、仓库、动力设施之间和内部的物料、设备、人员的位置、作业互配流水线图分析；物流图分析；模型分析；互相关联图表；因果图分析作业区布置作业人员周围物件的安排放置、人员作业活动的位置动作要素分析；符号图分析；预定时间标准；动作经济原则协同作业或自动化作业人、设备的操作配合工作抽样；记录动作；多位式作业分析；人机程序图分析；作业简化原理操作人员作业活动操作人员的动作行为影像分析；符号图分析；动作要素分析；预定时问标准；动作经济原则；工效学（1）程序分析对产品加工的流程以固定的符号进行分析，进行综合的设计改善时使用，包括从产品的开发设计到零部件的生产及装配等。从宏观到微观的全生产作业流程。（2）动作分析对工序的作业方法、动作进行分析设计的方法。2.作业测定作业测定是对作业人员在一定生产条件下的作业时间进行的测定，用于作业效率评价，标准时间设定及发现不合理的地方。作业测定大体分为直接时间研究和间接时间研究。（1）直接时间研究法工作时间过程的直接测量，有时间分析及运转率分析等代表方法，测量上以直接测量和录像测量为主。（2）间接时间研究法对作业单位细分化设定后，通过经验数据的组合设定时间的方法。如以标准资料以及统计数据库为依据进行标准时间的设定。（3）时间预置法（PTS）对全部作业的基本动作进行标准化，用此标准对工程作业的时间进行预置设定是一种间接时间研究和动作分析相结合的方法。时间研究是一种作业测定技术，首先决定一位合格、适当、训练有素的操作者，在标准状态下，对一特定的工作以正常速度操作所需要的时间。2.2工作研究的方法(1)选择对象。一般选择消耗人力和设备较多、投人大、对系统影响大的工作，效率低、消耗高、质量不稳定的瓶颈工序，或容易发生意外事故、劳动条件差的作业等作为研究对象。(2)调查研究。用直接观察现场的方法，详细记录全部事实，并掌握有关资料，尽可能采用符号、图表进行写实。(3)分析、改进。逐项分析观察记录的事实并进行综合，找出系统改善的方案。(4)进行评价。对方案的实用性、先进性、经济性、安全性等与旧方法对比，计算出新方法各项目节约的时间、人力物力和费用。(5)贯彻实施。先培训企业有关职工.以便顺利推广。在实施中，进行监督检查，并在最后作为标准化方法列人手册或制度执行。工作研究的主要工具：1五种分析方法。(1) 5W1H提问技术如下表:表1-1 5W1H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是否必要有无其他更合适的对象原因为何做为什么要这样做是否不需要做时间何时做为何需要此时做有无其他更合适的时间地点何处做为何需要此处做有无其他更合适的地点人员何人做为何需要此人做有无其他更合适的人方法如何做为何需要这样做有无其他更合适的方法与工具(2)程序分析法:就是从整个加工制造或作业过程、从大处着眼进行大体分析。(3)动作分析法:就是从小处着手对工作人员的操作动作和行为进行细微分析。(4)作业分析法:就是对某个作业进行详细分析。(5)影片分析法:就是用摄像机对准工作人员的操作拍摄.分析研究其各个动作单元和动素是否必要和合理。2.五张图表技术。(1)流程程序图和汇总表(梗概图):产品在加工过程中的流程及保证其效果的检验程序的图表，用新旧方法对照其效果。(2)工序程序图和汇总表:产品在加工过程中加工、检验、搬运、停滞、贮存等全部工序的过程图表，用新旧方法对照其效果。(3)物料流线图和汇总表:用平面或立体来显示加工制作全过程中物料搬运的流程，研究从工作地或设备布置上缩短搬运距离，改进生产组织。(4)人机联合作业程序图和汇总表:它显示手动时间和机动时间互联的配合关系;分析目的是减少机器的空闲时间，改善操作人员与机械的配合和平衡关系，提高人一一机作业系统的效率。(5)操作人员作业程序图和汇总表:即左右手以及脚的动作程序图，分析其协调配合关系，以便改进操作方法。3.ECRS四大原则。(1)取消(Eliminate):对程序图或流线图上每一项工作、工序、作业都加以审查，确定其保留的必要性，凡可取消者一律取消。例如取消一切不安全、不准确、不规范的动作，取消不方便和不正常的作业，取消一切不必要闲置时间等等。(2)合并(Combine):不能取消的，则应考虑相互合并、组合的可能性。凡能合并者，在保证质量、提高效率、重视安全前提下予以合并。例如把几种工具合并成一种多功能工具，把几道分散的工序合并成一道工序，把突然改变方向的各个小动作组合成一个连续的曲线动作等。(3)重排(Rearrange):对程序序列先后顺序进行分析，考虑重排重组的必要性和可能性，以提高效率。例如重排工艺流程使程序优化，重新布置现场使物流路线缩短，重组工位消除薄弱环节，重新分工使工作量均衡等。(4)简化(Simple):分析复杂的流程和每道工序的内容，加以合理简化。例如简化作业方法，减少运送路线和装卸次数.用最简单的动作来完成操作等23 装配流水线平衡理论制造业的生产基本上都是在进行细分化之后的多工序流水化连续作业生产线，由于分工作业，简化了作业难度，使工人的作业熟练度得到提高，从而提高了作业效率。然而，在经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上、现实上都不可能完全相同，这就势必存在工序间作业负荷非均衡的现象，负荷高的工序不能按时完成生产任务同时负荷低的工序却经常停工待料，除了造成无谓的工时损失外，还造成大量的工件堆积滞留现象，严重的话会造成生产线的中断。为了解决上述问题就必须对各工序的作业时间进行平均化，同时对作业进行研究、对时间进行测定，以使各个生产环节的能力都能够充分利用，生产线才能顺畅运行，即实现生产的平衡性。平衡性也叫节奏性，是指生产过程的各个阶段和各道工序都要按照规定的节奏，在相同的时间间隔内生产和交付等量的成品，使各工作地负荷保持相对稳定，避免发生时松时紧的现象，以均衡地完成生产任务。生产线平衡(Streamline Balancing)就是对生产线的全部工序进行平均化，调整作业负荷，以使作业时间尽可能相近的技术手段与方法，是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法体系。其目的是通过平衡生产线使现场人员更加容易理解“一个流”的必要性及“单元生产(Cell Production)”的编制方法，它是一切新理论与新方法的基础。流水生产线平衡就是将所有作业单元分派到生产线各个工作站（工位）,使每个工作站在工作周期内都处于繁忙状态,以完成最多的操作量,从而使各工作站未工作时间（闲置时间）最少。装配线平衡就是为了解决由于工序间节拍不一致出现瓶颈,造成的无谓的工时损失和大量的工序堆积即待制品,严重的还会造成生产的中止这些问题而提出的一种手段与方法,它对各工序的作业时间进行平均化,同时对作业进行研究、对时间进行测定,以使生产线能顺畅活动。2.4装配流水线平衡问题装配线平衡问题可以描述为装配某一产品或者产品的某一部分包括一系列的工序,其中某些工序之间存在时间先后顺序的约束关系,给定节拍时间,在满足先后顺序约束以及一些其它约束的前提下,如何分配各个作业工序,使得需要的工作站最少,并使各工作站的最大作业时间不超过节拍时间、分配到各个工作站的作业的总时间尽可能相等。下面解释几个有关装配线平衡的几个名词：工作地为了完成某一产品的各道工序,在装配线指定一个工作位置,工人在其中进行操作,这个工作位置就是工作站。作业单元将操作划分成一个一个的操作单元,这些操作单元一般不能再分,或者是没有必要再分。作业单元时间完成一个作业元素所需要的标准时间。节拍从整个生产装配线来说,节拍指的是装配线在稳定生产的情况下,生产出一个产品所需要的时间,即装配线完成单个产品的时间间隔。通常用CT来表示。瓶颈通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做瓶颈。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。空闲时间指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间,可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时,瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。总作业时间一一从产品的整个装配流程来说,装配出一个产品所需要的时间,即装配一个产品的所有作业元素的作业时间总和。通常用W来表示。平衡率指装配作业分配给各个工作地的平均程度,一般用来直接衡量装配线平衡的好坏标准。平衡生产线的作用：提高作业员及设备工装的工作效率；减少单件产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）；减少工序的在制品，真正实现“一个流”；在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统；通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划（layout）分析、搬运分析、时间分析等全部工业工程手法，提高全员综合素质。1.装配线平衡问题一般可分为两类：(1) 已知节拍CT,进行作业分配使得所需工作地最少。在装配线的设计与安装阶段,主要考虑生产能力满足市场需求,系统投资少和装配线的效率高这类目标。这一阶段的己知信息就是对市场需求的预测，这相当于知道了节拍CT,要求最小化工作站数。最小化工作站数就意味着设备与人员的减少,从而可以降低设备与人员费用,缩短生产流程,提高生产效率.此即第一类的装配线平衡问题。(2) 己知工作站数N,进行作业分配使得节拍最小。在装配线系统安装后,设备与人员基本固定,需要优化装配线的节拍,对己存在的装配线进行逆向调整,此即第二类装配线的平衡问题。在生产管理中,希望提高劳动生产率,使装配线的产出最大化,需要对装配线作逆向调整,对已存在的生产线进行调整优化。2.装配线的平衡,一般不采用数学证明法,而采用直接观察法、分枝定界法、启发式方法和工业工程法,即这些平衡法以逻辑和常识为基础。采用这些方法不一定得到最优解,但可得到比较好的解。下面分别介绍各种方法。(1)直接观察法直接观察法是一种比较直观的有关工序平衡的方法之一。通过对操作实际的了解、分析,直观地发现流水线的瓶颈工序,粗略地调整工序内容和作业单元组合方案,平衡流水线。(2)分枝定界法分枝定界法是利用分枝定界并寻找最新活动节点的原理,首先求出可行的作业单元组合方案。然后,一面依靠回溯检查,消除明显不良的作业组合方案；一面求出能使装配工序数为最小的作业单元组合方案。分枝定界法比较严密、复杂,计算工作量大,需要一定的数理基础知识,一般人员不易接受和理解。(3)工业工程法工业工程方法主要是研究现行生产线的平衡改进工作以工业工程为主的生产线平衡相关技术主要是方法研究和作业测定两大技术,运用该技术的优点就是使企业在不投资或少投资情况下,不增加工人劳动强度甚至是降低劳动强度,通过实施一系列适合自身特点改善方法,对生产过程的作业程序、作业方法、模特法、物料配置、空间布局及作业环境等各方面进行改善,达到企业平衡生产线进而高生产能力、取得经济效益的目标。按照从粗到精、从宏观到微观、由概括到具体的体系,其主要方法包括程序分析、操作分析、动作分析和作业测定等（在前面2.1中有具体介绍）。在应用工业工程法进行装配线平衡改善时,最常用的也是最容易操作的是手工平衡法。手工平衡法主要用于作业单元不复杂的装配线的平衡设计,一般在已知生产流程和节拍的情况下,进行作业分配,希望达到工作地最少。作业单元的分配又包括一下三个规则：规则一：按后续作业数量最多规则优先安排作业。规则二：按作业时间最长规则优先安排作业。规则三：按该项作业单元时间和后续作业时间的总和最大规则优先安排作业（阶位法）。研究表明,对于特定的问题有些规则会优于其它规则。改善是企业永恒的主题,而工业工程所追求的目标就是永无止的改善,运用相关技术对生产线平衡,为企业降低消耗,提高生产率。工业工程方法是不需要进行建模,只需策者运用工作研究和作业测定技术对作业工序进行深人分析,容易实现,但对于作业元素个数较多且约束条件较多的装配线平衡问题则体现出一定的局限性。在我国,由于工业工程的引进晚,起步晚,更应该从基础工业工程起步。同时我国企业的技术条件、管理水平、信息化程度和所处的经济与市场环境, 也决定了在我国推行基础工业工程不仅起步较容易,而且见效也快,并可为今后实行现代工业工程打下坚实的基础。另一方面,由于启发式算法需要编程一般工艺工程师或工业工程师而不精通这方面的知识,所以,如果企业想寻的最优解,或者作业单元复杂的化,可以专门开发一个装配线平衡系统。(4)生产线工艺平衡的改善原则生产线工艺平衡改善的基本原则是通过调整工序的作业内容来使各工序作业时间接近或减少偏差。实施时可遵循以下方法：1、首先应考虑对瓶颈工序进行作业改善，作业改善的方法，可参照程序分析的改善方法及动作分析、工装自动化等工业工程的方法与手段。2、将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序。3、增加各作业员，只要平衡率提高了，人均产量就等于提高了，单位产品成本也随之下降。4、合并相关工序，重新排布生产工序，相对来讲在作业内容较多的情况下容易拉平衡。5、分解作业时间较短的工序，把该工序安排到其它工序当中去。2.5本章小结本章主要介绍了本设计运用的理论知识，工作研究的理论与方法，工作研究在解决生产线平衡中所运用的工具，还介绍了生产线平衡的理论知识以及解决方法。3 正文3.1 企业概述威高集团始建于1988年3月； 形成以医疗器械、医药、医疗装备、房地产、投资等五大产业；集团下辖8个子集团，四十多个子公司，拥有总资产200多亿元，员工两万余人。威高集团医用高分子制品股份有限公司（简称：医用制品公司）是医用制品集团公司中最大的子公司，于2004年2月在香港上市，我所实习的采血器分公司属于医用制品公司。采血器公司组装一线主要组装才血管产品简介如图3-1：采血器采血针塑料管（1）针头（2）安全帽（10塑料管（1）采血管 图3-1 产品简介图它的主要结构由采血管，采血针的两个针头，一段是插入人体，一段是插入采血管，采血管内为负压，包括2ML、6ML、全真空等多个规格，可以实现采血针的一次刺入人体采集多个血液样本的功能，大大减少了人体的痛苦。 下面是威高采血器分公司企业组织结构总经理财务部制造部质量部技术部人力部车间主任采血针班长股份公司灭菌班长外包班长注塑班长组装班长 图3-2 采血器公司组织结构图由组织结构图可以看出来，这样的组织结构符合传统制造车间的组织方式，从经理车间主任车间班长，这样也决定了传统的生产组织方式：生产计划生产指令指令采血管班组注塑班组组装班组入库半成品入库 图3-3 采血器车间生产组织方式车间平面图见附表13.2车间生产现状采血器车间主要生产采血器的零部件以及负责采血器的组装，下面是采血器的工序流程图：烘干过程检验贴标签过程检验添加剂加注过程检验抽真空过程检验包装注塑：塑料管返工返工返工返工添加剂加注过程检验分离胶加注过程检验分离胶离心过程检验贴标签过程检验返工返工返工返工过程检验帽、塞组装过程检验返工注塑：安全帽采血器工艺流程图 绘图人时间 20134 尹逊伟塑料管 图3-4采血管工艺流程图 采血器工序流程图： 图3-5 采血器工序流程图威高采血器分公司组装一线设施布局图：图3-6组装一线设施布局图由上图可以看出塑料管有回流现象。3.3组装一线平衡率现状首先通过秒表时间研究测出了组装一线个工序的时间计算出平衡率，然后通过直方图直观的展现出来，瓶颈工序很容易找到。下面是K3E040-A规格的才血管在上生产1线的操作时间： 表3-1采血管规格真空度管子规格管子类型采血管名称材料生产线日期规格4.2ml12754血常规管塑料组装12013-5K3EO4O-A表3-2 组装工序工时表工序人数前工序总时间净时间单人等待时间工作说明1摆管2无39.6619.83把管装入100工装a内，推给下个工位2加试剂2136.0818.04依次在采血管滴入试剂，推给下个工位3盖帽2250.1225.06把安全帽摆到100工装b内，把工装放到工装上，把总成放到传送带上4吸真空0332.2432，24自动化吸真空5检验2446.0423.04传送带至下个工位，检验6包装2550.8825.44打包图3-7组装一线工时直方图图3-8单人净时间直方图由上图3-8可以看出瓶颈工位是抽真空工位；组装一线生产率=79.10%生产不平衡损失率 = 1 平衡率 = 21.90%根据真空机上的计数器得到平均每小时生产1.254w个一般生产线平衡率要求在85%以上，由工时表可以看出使产线平衡率低的主要原因是瓶颈工位(抽真空)业时间相差较大。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降下来，生产效率就会随着而提高。平衡率仅79.10%，改善势在必行。3.4组装一线平衡问题分析针对产线平衡率低的状况，我运用鱼骨图（鱼骨图是由日本管理大师石川馨先生所发展出来的，故又名石川图。鱼骨图是一种发现问题“根本原因”的方法，它也可以称之为“因果图” ，它同时是QC七大手法之一），从人员、机器、物料、方法、环境五个方面进行展开分析：动作不规范士气低落作业不熟练机器故障频繁自动化程度低闲置时间多人产线噪音大工序不合理动作浪费塑料管堆积次品率高机料法环5s管理不到位图3-9鱼骨图主要问题有1、自动化低，机器故障频繁，2、布局规划不合理，大量工时浪费，动作浪费，工序不合理3、5s管理不到位4.原料（安全帽）次品率高3.5改善过程根据在产线发现的问题，欲从以下方面做出改善：（1） 首先对瓶颈工序做改善，对该问题进行5W1H法提问： 表3-3 “5w1h”提问方法考察点第一次提问第二次提问第三次提问目的做什么是否必要有无其他更合适的对象对工装吸真空有无原因为何做为什么要这样做是否不需要做对塑料管吸真空形成负压规范要求有无时间何时做为何需要此时做有无其他更合适的时间30.21s第四道工序规范要求无方法如何做为何需要这样做有无其他更合适的方法与工具真空机程序程序现行程序有下面是通过影片分析的真空机作业时间表程序时间1等待工装进入作业区9.21s2吸真空操作30.10s3推出工装2.144等待工装进入作业区9.21表3-4改善前真空机作业时间表设备利用率为72%，需要改善经过对现场的设备人员交流，真空机在操作过程中的等待是必然存在的，是为了防止传送带上的工装碰撞，但是经过程序改善后真空机的等待时间减少了6.21，经调试后等待时间为3s 经过改善后的效果表3-5改善后真空机作业时间表程序 时间 1等待工装进入作业区3s 2吸真空操作 30.10s 3推出工装2.144等待工装进入作业区3图3-10真空机利用率对比图经改善后设备利用率提高到85%，直接加快了生产，减少了能源的浪费。另外还要建立健全设备修理检查制度，设专门人员，对该车间的真空机加以维护，尽可能的提高所有机器的利用率。（2）对盖帽工序的优化过程目前盖帽工位由两个人完成，当上个工位加完试剂后，把托盘推到盖帽台上，当完成盖帽后，将托盘放到传送带上，再由传送带晕倒真空机上完成吸真空操作。下面是盖帽工序流程图图3-11改善前盖帽工序流程图各工序说明如下表3-6所示：表3-7盖帽工序说明工序号说明标准时间1将安全帽放入盖帽工装152检查安全帽油污碎屑、杂质23将安全帽盖上管口34检查安全帽有无缺料、偏心、无塞、划痕等25将工装端起36检查安全帽表面有无杂质37将托盘立起来38检查塑料管内是否加过试剂29将托盘推给靠进传送带的工人110将托盘放到传送带上5通过盖帽工序发现有不必要的搬运，通过ECRS原则对工序重排，9号工序移到4工序之后，第一个工人只负责前面四个工序，第二个工人负责后面6个工序，因为当第二个工人把托盘推给第一个人时会耽误他的操作。这样两个人合作盖帽这一工作，更加轻松。ECRS工序重拍方法如下图3-12所示：3-12 ECRS工序重排方法图改善后各工序说明表3-8：3-8改善后盖帽工序说明表工序号说明标准时间标准时间1将安全帽放入盖帽工装上，15232检查安全帽油污碎屑、杂质23将安全帽盖上管口，34检查安全帽有无缺料、偏心、无塞、划痕等25将托盘推给靠进传送带的工人16将工装端起3217检查安全帽表面有无杂质38将托盘立起来，39检查塑料管内是否加过试剂210将托盘放到传送带上5总时间44图3-13改善后盖帽工序流程图由图3-13和图3-11对比可以看出，经过重排后，两人合作完成盖帽。（3）对自动化低，加试剂耗费人力的改善由于自动化低，加试剂很容易出现漏加，重加等错误致使产品出现A类错误，仿照组装线二，增加自动加试剂的机器，如图图3-14自动加试剂机增加自动加试剂机器后可以减少两个人，及提高了组装一线的自动化程度，又减轻了人的疲劳程度通过对图3-6分析，对塑料管和工装的线路图分析，塑料管有回流