汽车线束装配线平衡的改进.doc

天津理工大学本科毕业论文选题审批表届：2012 学院：管理学院 专业： 工业工程 2011 年10 月 30日学生姓名傅卫琴学号20082686指导教师孙萍职称副教授所选题目汽车线束装配线平衡的改进题目来源生产实践选题意义装配线平衡的改进目的在于降低生产成本提高生产系统的效率和企业的产能。由于现代企业面临的外部环境在不断变化，只有通过阶段性地分析和改进企业的装配线才能适应市场变化并为用户提供合格满意的产品，从而提高企业产品的竞争力和市场占有率,企业才能够长久地生存和稳定地发展。拟解决的问题通过对装配线的考察和各个工位的时间进行统计研究计算其装配线平衡率、平衡率损失以及日产量。根据统计数据绘制装配线的拉平衡图找出制约装配线产能的 “瓶颈”工位。对工位进行工作研究寻求解决瓶颈工位的方法。主要通过基础工业工程的一些知识的应用加以解决。对非瓶颈工序进行标准化管理，在一定程度上节省时间提高效率。专业知识的综合训练本文研究的对象是企业生产系统核心即装配线，主要涉及的专业课程包括：工业工程案例、系统工程、生产与运作管理、生产计划与控制、人因工程、基础工业工程。通过这些理论知识的应用与实践相结合提升发现问题、分析问题与解决问题的能力。签字： 年 月 日指导教师意见院专家组意见教研室意见签字：年 月 日签字：年 月 日签字：年 月 日注：（1）“选题理由”由拟题人填写。 （2）本表一式二份一份院系留存一份发给学生最后装订在毕业论文中。 天津理工大学教务处制表 天 津 理 工 大 学本科毕业论文任务书题目：汽车线束装配线平衡的改进学生姓名 傅卫琴 届 2012 学 院 管理学院 专业 工业工程 指导教师 孙萍 职称 副教授 下达任务日期 2011年10月22日 天津理工大学教务处制一、毕业论文内容及要求1、本论文研究的基本内容：在对该公司的全面的了解的基础之上运用工业工程的相关知识对该公司生产系统中的诸多问题进行分析、改进、控制从而降低成本，提高生产系统的效率增强公司在本行业中的竞争力。（1）介绍企业生产系统的相关理论及我过制造业发展现状；（2）深入了解公司的生产运作现状系统全面地收集相关资料；（3）运用工业工程学科相关理论知识对资料进行科学分析发现企业存在的问题并找出产生这些问题的原因；（4）综合工业工程专业知识设计解决方案；（5）方案实施后的实际效果评价。2、本论文的基本要求：（1）要求对研究对象进行深入调查充分了解研究对象生产过程和工艺等过程,在全面调查的基础上进行分析和研究；（2）主要应用工业工程相关知识。在现有情况基础上在理论层面相应地提出一定的意见、建议和改进措施。数据真实方法合理；（3）论文整体思路清晰问题明确。语言力求精炼、准确。论点明确论据充分立意新颖；（4）要求多方搜集资料参考文献不得少于20篇其中英文文献不得少于3篇。但严厉杜绝剽窃、抄袭等行为；（5）要求在充分资料调查的基础上进行有针对性地分析与研究避免假、大、空现象；（6）要求论文写作文字通顺用于准确逻辑清晰写作格式必须符合学校毕业论文的写作规范；（7）要求结合论文内容完成一篇不少于3000个汉字的英语翻译；（8）论文字数要求不少于15000字。二、毕业论文进度计划及检查情况记录表序号起止日期计划完成内容实际完成内容检查日期检查人签名12011.9.52011.11.6 完成毕业论文选题接受任务书22011.11.72011.12.31搜集资料确定论文研究框架进行开题准备32012.1.12012.3.9继续搜集资料完成开题报告42012.3.102012.4.1进行毕业实习进一步搜集、整理相关资料52012.4.22012.4.15完成论文初稿接受中期检查62012.4.162012.5.13对论文进行修改完成二稿72012.5.142012.5.27进一步完善论文内容论文定稿82012.5.282012.6.8论文装订准备论文答辩92012.6.9进行论文答辩注：（1）表中“实际完成内容”、“检查人签名”栏目要求用笔填写其余各项均要求打印。 （2）毕业论文任务书一式二份一份学院系留存一份发给学生任务完成后装订在毕业论文内。天津理工大学本科毕业论文开题报告届：2012 学院：管理学院 专业： 工业工程 2012年 2月 26 日毕业论文题目汽车线束装配线平衡的改进学生姓名傅卫琴学号20082686指导教师孙萍职称副教授1.课题的意义在企业的运行三大基本职能中生产运作是最基本的职能。企业通过生产系统完成输入到输出的转化在转化过程中完成对资源的增值企业正是通过这种输出与输入之间的差额体现对社会的贡献。这种差额带来的增值越多说明生产系统的效率越高。研究本课题的意义就在于通过对企业装配线平衡的改进来提高该企业生产系统的效率降低生产成本。2.我国制造业发展现状我国制造业虽然名列世界第四位，但总体规模仅相当于美国的1/5，日本的1/4强；制造业的人均劳动生产率远远落后于发达国家，仅为美国的1/25、日本的1/26；制造业结构仍然偏轻，表现为装备制造在制造业中的比重不到30，远低于美国的41.9、日本的43.6；技术创新能力十分薄弱，产业主体技术依靠国外，有自主知识产权的产品少，依附于国外企业的组装业比重大，工业增加值率仅为26，远低于美国的49、日本的38；低水平生产，能力严重过剩。我国中小型企业生产现状：虽然在外观上摆脱了作坊式的生产，但是企业内部组织结构冗余，职责划分界限不清，公司上层领导都是年龄偏大的创业功臣；他们普遍看重成本，尤其是人力成本， 由于缺乏高素质专业人士，生产技术得不到提高。3.本课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤研究内容利用工业工程专业其他相关知识对企业装配线进行分析，找出存在的问题并加以解决并对改进方案的实施效果进行监测和评价。研究方法运用生产运作管理的专业知识有针对性地对装配线的指标分析从而提出装配线出现的问题。研究手段以生产运作管理和基础工业工程为知识核心运用互联网查询学习相关实践资料文献。进入公司装配车间实习向各级生产管理人员和一线作业人员询问学习、认真观察理解、收集相关数据。研究步骤到公司进行生产实习了解其生产系统运行的不足之处。结合所学的专业知识分析问题出现的原因、搜集相关资料、拟定解决方案将其应用到实际工作中去从而提高装配线的生产效率、降低成本。4.参考文献：1 马天超.机械工业企业生产管理学M.北京:机械工业出版社，1986.70一78.2 易树平.基础工业工程.北京：机械工业出版社20063贾大龙.混合型装配线的平衡及若干问题.机械工程报1990.44 陈剑锋.换装生产线均衡生产探讨.民营科技.20095曾敏刚李双.电源适配器现场改善与装配线平衡.工业工程2010,13（4）117-1236陈荣秋马士华.生产与运作管理（第二版）.北京：高等教育出版社20057胡罗克，等.线束装配线平衡改善与仿真.组合机床与自动化加工技术.20128孙彦广陈靖屏.流程工业制造执行系统.北京：化学工业出版社2006 9白东哲.生产系统现场工作研究.北京：机械工业出版社200410汪应洛.系统工程.北京：高等教育出版社199811高广章,生产线的平衡及优化方法研究,学位论文,吉林大学,2004年12王文章,现场工业工程(),工业工程,2000年12月,第3卷第4期13田中正知,会思考的丰田现场,李朝森.王志杰.卢璟玲.李兆化译,台北:财团法人中卫发展中心,2006,77-7814李永祥,制造企业精益管理模式理论和应用研究,学位论文,天津大学管理学院,2005年6月15(美)沙尔文迪著，江志斌，易树平主译.工业工程手册（第三版）.北京：清华大学出版社200716郭伏.人因工程.北京：机械工业出版社200617Benjaafar S , Heragu S S , Irani S A. Next generation factorylayouts : Research challenges and recent progressJ . Interfaces ,2002 ,32 (6) :58 - 7718G Salvendy.Handbook of Industrial Engineering:Technology and OperationsManagementM.3rd ed.New York:Wiley-Interscience200119Buzacott J A,Shanthikumar J G.Stochastic Models of Manufacturing SystemsM.Prentice Hall,Englewood Cliffs,N.J.,199320USA UGS Corporation.EM-PlantTM user guide version 6.1.1Z.200221Montgomery DC. Introduction to statistical quality controlM .New York:John Wiely, 2001: 332-341指导教师意见签字： 年 月 日天津理工大学教务处制表汽车线束装配线平衡的改进摘 要工业工程是为了排除工作中的不经济、不均衡和不合理现象，被广泛的应用于生产制造领域中,因为这些领域的组装作业大都是流程作业。装配线平衡的改进对于企业提高综合竞争力有着十分重要的意义。一般说来装配线平衡的改进能够改进作业方法和秩序消除工位瓶颈提高作业效率；加快物流速度减少生产周期；同时它还能稳定产品质量提升员工的工作士气。本文通过分析天津日拓高科技有限公司装配线的现状，找出装配线出现的问题结合装配线平衡的相关知识利用时间测定得到的数据找到装配线的“瓶颈”工位。依据装配线平衡改进的方法对“瓶颈”工位进行改进。关键词： 装配线平衡 瓶颈 工位 改进Improvement of Automotive Wiring HarnessLine Balance ABSTRACTIndustrial Engineering is in order to exclude the non-economic imbalances and irrational phenomenon; it is widely used in manufacturing areas, for these are mostly assembly line work flow operations.Balancing and improve the production line, have great significance for enterprises to improve the overall competitiveness. In general, improving and balancing of production line can improve working way and order, eliminate the bottleneck station, improve operating efficiency; speed up the logistics speed and reduce the production cycle; at the same time, it also stabilize product quality, enhance staff morale.This paper analyzes line situation of Tianjin Ritual Instrumentation Company, identifying problems in the assembly line, connecting the relevant knowledge with the data obtained by measuring the time to find the assembly line of the bottleneck process. Improving bottleneck process based on balanced improvement of production methods.Key Words：Line Balance Bottleneck Work Station Improve目 录第一章 绪论11.1 选题的背景及论文研究的意义11.1.1 全球汽车线束现状11.1.2 我国汽车线束企业现状21.1.3 公司现状31.2 本文研究的对象、内容方法及目标41.2.1 研究对象41.2.2 研究内容41.2.3 研究方法41.2.4 研究目标5第二章 装配线平衡的理论依据62.1 装配线平衡分析的理论依据62.1.1 工业工程的定义62.1.2 工业工程与生产率的关系62.2 装配线平衡的理论基础72.2.1 装配线平衡的基本概念和评价标准72.2.2 装配线平衡分析的目的92.2.3 装配线平衡常用计算公式92.2.4 装配线平衡的改进原则9第三章 天津日拓高科技有限公司概况及问题的提出123.1 公司概况123.2 产品基本情况133.3 公司问题的提出153.3.1 线束装配线介绍153.3.2 工位时间163.3.3 装配线平衡率的计算17第四章 装配线平衡的改进194.1 瓶颈工位的改进194.1.1 1号工位的改进194.1.2 3号工位的改进214.1.3 7号工位的改进244.2 非瓶颈工位的改进264.3方案实施与改进效果评价27第五章 总结和展望29参考文献30致 谢31英文资料32中文翻译37天津理工大学2012届本科毕业论文第一章 绪论1.1 选题的背景及论文研究的意义1.1.1 全球汽车线束现状2008年下半年，汽车整车厂家的订单大幅度萎缩。2009年，由于对未来预期好转，以及中国市场的强力拉动，汽车厂家的订单有一定幅度增加。而随着汽车电子层次的提高，还有混合动力车的增加，汽车线束市场规模稳步增加，在2012年达到了320亿美元的规模。全球汽车线束厂家高度垄断，前四大厂家占据了超过75%的市场，除德尔福外都是日本厂家。汽车线束厂家有其特殊性，首先要具备线缆生产经验和线缆成本控制力。矢崎、住友、莱尼、古河 、藤仓、科络普、京信都是以电线电缆起家的厂家。同时这些厂家大多都有上游矿业资源配合，住友和古河有自己的铜矿，成本控制力比较好。传统的汽车配件大厂在线束领域并不具备太多优势，法雷奥就把线束业务卖给莱尼。图1.1 2009年全球汽车线束主要厂家市场占有率Fig. 1.1 In 2009 the global auto harness main manufacturers market share其次是具备汽车级连接器技术能力，藤仓是连接器技术非常优秀的厂家，矢崎和住友也有很强的技术实力。再次是要和整车厂家配合非常好，线束对品质稳定度决定性很强，厂家一旦确定，很难更换供应商。同时线束整车设计牵涉到电子、机械、热分布等多方面因素，必须配合整车厂家设计，小厂家很难进入这一层级的供应链。线束还需要不断地试验后改进。德尔福和李尔就是靠和整车厂多年的配套关系。最后，线束产业中，劳动力成本所占总成本比例很高，因此向中国转移的趋势非常明显。表1.1 2009年全球汽车线束主要厂家收入情况Table 1.1 In 2009 the global auto harness manufacturer mainly income condition厂家2009年收入（百万美元）矢崎7548住友电气6172德尔福4230莱尼1531古河914李尔1190科络普400天海136藤仓682裕罗404京信98其他2012和全球汽车线束一样，中国汽车线束产业中，日本企业占了60%左右的份额；其次是韩国厂家，裕罗、京信、悠进三大厂家占了15%左右的份额。2009年销售额超过1亿人民币的厂家有42家，只有五家本土厂家，其余都是合资或外资厂家。本土厂家以鹤壁的天海集团最为优秀，其次是昆山沪光、南通友星、江淮新发、华晨泰安。江淮新发和华晨泰安都是整车厂的关联厂家。南通友星则以客车为主。1.1.2 我国汽车线束企业现状汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。汽车电子产业作为国内新兴的产业群体，其市场增长潜力巨大。据有关资料预测， 2005年汽车产量有望超过550万辆，2010年将达到800万辆的生产水平。汽车电子产业的蓬勃发展带动了汽车线束市场的强劲需求。为了使汽车上繁多的导体整体美观不凌乱、接线安装方便、以及保护绝缘层不易损坏，汽车上都将不同规格、不同用途的导线经包扎成束，成为电线束，简称线束。汽车线束素有汽车神经之称，是对汽车进行电信号控制的载体。汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。在目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、接插件和传感器以及其他器件组成。与其他电器设备中的线束相比，汽车线束要能保证汽车在各种恶劣环境和行驶条件下的更高的安全可靠性，这就为汽车线束的技术发展提出了更高的要求。目前，我国约有大大小小几百家汽车线束与其他线束加工厂，其规模大小、水平高低各不相同，“其他线束加工厂”也想挤进汽车线束组装领域，而汽车线束组装企业更想进入其他配套领域，这就构成了激烈的市场竞争基础。线束配套企业合资或独资所占比重约为10%，其余90%均是内资企业。我国线束企业主要分布在上海、北京、天津、东北地区、浙江、江苏、广东、福建、山东、安徽、重庆等省市。大致上可分为三种类型：外资企业。其规模大、投入大、定单稳定。如联合电子、德尔福、矢崎等，近年来发展迅猛，技术主要来自美国、日本、欧洲等地区，一家企业销售规模在530亿元之间，组装人员在15002000名左右，这样的企业约有10家。由国内60年代发展而来的汽车配套定点企业。如长春市灯泡电线有限公司这类股份制企业，经过几十年发展，为一汽、二汽公司配套了大量的线束，其技术水平在不断提升，销售规模在26亿元之间，组装人员在10002000人左右，这样的企业约有8家左右。民营企业。如浙江合兴电子有限公司等，这些私营企业主要分布在浙江、河南、安徽、江苏、山东、广东、上海等，销售规模在14亿元之间，这样的企业大约有20家左右，其余的企业销售规模均小于5000万元。1.1.3 公司现状 天津日托高科技有限公司与多家汽车企业有过商业合作伙伴关系，如：福田、长丰、江淮、夏利、奇瑞、海南、重庆长安等。其中多数为二流汽车企业，只有一两家大型国企。目前，天津日拓的客户都是二流汽车企业。同时还协助住友电装、天津津住生产线束。原因是这两家家企业订单太满，交货期紧张。随着汽车市场的好转，对汽车线束的需求在不断增加，这表现为大企业生产速度赶不上供货期（天津津住和住友电装生产水平远远高于天津日拓）。但是日拓公司的生产计划表现为减产，这说明日拓公司的生产技术水平太低，速度缓慢，产量提不上去，生产线亟待改善。1.2 本文研究的对象、内容方法及目标1.2.1 研究对象研究对象流水线的组织形式有很多，根据产品的加工性质装配条件，订货稳定程度及产品结构和工艺相对稳定性，可采取不同的形式，本文以多品种可变流水线中强制节拍的手工流水线为研究对象。研究对象的流水线特征l)在流水线上成批轮番地生产有限的几种制品，在每个工作地上固定地完成一道或几道工序。2)当更换加工对象时，设备和工装要进行相应的调整，但调整的工作量不大。13)靠自动化的传输来保证固定的节拍。工艺过程是封闭的，并且工作地(设备)按工艺顺序排列成链索形式，劳动对象在工序间单向移动。研究对象的操作特征l)手工强制节拍流水线。2)操作人员的负荷强度高。1.2.2 研究内容1、装配线现状分析：根据装配流水线现状对目前该装配线的生产能力、产品质量不高以及产品制造成本等内容进行仔细分析，找出装配流水线存在的问题以及影响装配线效率提高的种种因素。2、工艺方法改进：找出现行装配流水线的瓶颈工位，结合车间设备和人员编制的实际情况改进现行工艺方法使作业变得容易、更方便、更经济以达到缩短周期、提高质量、增加产量、降低成本的目的。3、“瓶颈”工序研究：本文将对影响装配线的效率的“瓶颈”工位进行重点研究找出“瓶颈”工位中的主要制约因素，提出生产改进方案以达到提高产品装配线的生产效率保证工位间生产能力基本平衡的目的。4、调整装配线作业人员的配合：合理确定各个工位的实际操作人员，同时考虑按适当的比例配备一定的富余人员以备急需以保证装配线的正常、顺利运转。但对从事生产管理、技术以及其他辅助人员则按实际需求配备，并要对操作人员进行技术培训以确保作业工人能在本岗位熟练、正确地操作使各工种人员达到较高层次的素质要求。1.2.3 研究方法1、深入生产一线收集相关数据取得第一手资料为研究做准备。2、广泛征询从事技术、生产管理、质量以及辅助配合人员的意见和建议做好原始记录为设计可行而正确的装配线改进方案提供依据。3、应用统计技术方法设计论文研究所需要的对比参数表格尽可能多的收集真实可靠、正确有用的对比数据。4、应用工作研究的有关原理设计装配线工艺方法以及工艺流程改进的可行性方案。1.2.4 研究目标1、消除瓶颈工序，提高作业效率。2、调整、改进现有的装配线使装配线系统达到整体优化的目标。3、降低装配线的产品制幅度提高产品质量。5、提升员工工作士气造周期力争缩短单台产品的平均生产周期。4、装配线改进后应能大，改善作业秩序。6、降低产品的制造成本。生产力不足的中小企业，降低成本尤为重要，对于还没有一个完善生产管理系统的企业，必须首先消除最明显的浪费，物流快速，缩短生产周期，减少在制品对堆积，仍然是传统工业工程的用武之地。作者利用在天津日拓高科技有限公司实习的机会,将所学过的工业工程知识真正应用于实践，对本公司的装配线的平衡进行了专业的分析从中发现公司在这方面所需要的改进；然后参考国内外推广工业工程的经验，对装配线进行改进，提高生产效率和产品质量降低消耗和人力，做到真正学以致用。最后在导师的指导下将理论分析后的实施方案进行整理和概括形成本文。第二章 装配线平衡的理论依据2.1 装配线平衡分析的理论依据2.1.1 工业工程的定义工业工程是英文Industrial Engineering的译文它是为了排除工作中的不经济、不均衡和不合理现象使我们更加舒适、快捷、低成本生产高质量的产品更好地为客户提供服务的手法。一般认为泰勒（Frederick W.Taylor）和吉尔布雷斯(Frank B.Gilbreth)是IE的开山鼻祖。19世纪80年代泰勒和吉尔布雷斯分别通过自己的实践，仔细观察工人的作业方式寻找效率最高的作业方法，并且设定标准时间进行效率的评估。结果不仅生产效率得以提高，工人的收入也得以增加，从而开创了工业工程（Industrial Engineering,简称IE）研究的先河。2工业工程的发展迄今已有一个多世纪。在其形成和发展中不同时期不同国家不同组织和学者下过许多定义。最具权威、今天仍被采用的是美国工业工程师协会（AIIE）于1955年提出后经修订的定义：“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、改进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、结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。”该定义明确指出了工业工程的研究对象、方法和内容以及学科性质不足之处是没有明确指出IE的目标。在日本随着IE的长期在日本的广泛应用和取得的成果其理论的方法都取得了很大的发展。日本工程师协会对IE重新定义入下：IE是一种活动它以科学的方法有效的利用人、财、物、信息、时间等经济资源优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。该定义体现了“以人为本”的思想体现了IE与其他工程学科不同之处。目前关于工业工程的定义很多，各种IE定义都旨在说明：(1)IE的学科性质。IE是一门技术和管理相结合的交叉学科。(2)IE的研究对象。IE是由人员、物料、设备、能源、信息组成的各种生产及经营管理系统以及服务系统。(3)IE的研究方法。IE是数学、物理学以及社会科学中的专门知识和工程学中的分析、规划、设计等理论特别与系统工程的理论、方法和计算机系统技术关系密切。(4)IE的任务。IE是如何将人员、物料、设备、能源、信息等要素设计和建立一个集成系统并不断改善从而实现更有效的运行。(5)IE的目标。IE是提高生产率、降低成本、保证质量和安全获得多方面的综合效益。(6)IE的功能。IE是对生产系统进行规划、设计、评价和创新。2.1.2 工业工程与生产率的关系大多数组织都以提高生产率，以较少的投入生产较多的产出为目的，这也正是人类进步的主要推动力。在过去的120多年中，工业化国家制造业的生产率提高了45倍多。生产率已成为国家的财富。衡量生产率的主要目的是为了通过使用较少的投入生产相同的产出或者通过使用相同的投入生产较多的产出来改善经营。工业工程的功能就是规划、设计、管理和不断改善生产系统，使之更有效地运行，取得更好的效果。所以，生产率是衡量工业工程应用效果的基本指标。2.2 装配线平衡的理论基础2.2.1 装配线平衡的基本概念和评价标准生产线平衡是对生产的全部工序进行平均化、均衡化，调整各工序或工位的作业负荷或工作量，使各工序的作业时间尽可能相近或相等，最终消除各种等待浪费现象，达到生产效率最大化。它是生产流程设计与作业标准化中最重要的方法。通过平衡生产，可以加深理解“一个流”生产模式及熟悉“单元生产”的编制方法，它是一切新理论与新方法的基础。生产线的平衡状况反映了生产组织是否合理，与产品的产量、质量及成本皆有很大关系 。国内引用国外业界的一些标准进行定量分类即装配线平衡率在90%-100%之间理想在80%-90%良好低于70%急需改进311。基本概念工位：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，这个位置即称为工位4。作业元素：将操作划分为一个一个操作单元，这些操作单元一般不能再分。总作业时间：从产品整个装配流程来说，装配一个产品需要的时间，即装配一个产品所有作业工序的作业时间总和。空闲时间（Idle time）是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。先后顺序约束：作业元素之间加工的先后顺序 在装配线的作业分配中，当且仅当一个作业元素的所有前作业元素被分配完毕，这个作业元素才能被分配。节拍：节拍指流水线上连续生产两个相同在制品的间隔时间，它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低 是流水线生产最重要的工作参数。生产线节拍的公式定义如下：生产线节拍=每天的生产时间/每天的计划产量6运用生产节拍的概念，将作业划分为数个工位，每一个工位要完成的工作由多个作业基本单元组成，使每个工位在节拍内都处于繁忙状态，以完成规定的操作量，从而使各工位的闲置时间最少，作业达到平衡，效率较高 。瓶颈通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（Bottleneck）。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。在流线生产作业模式中,制约产能的是瓶颈工序,一旦产生瓶颈,前道工序的产品无法流下去,后道工序无产品可做,就会造成短暂的停止,从而降低产能。关于瓶颈，有以下结论：1）一条生产线上可能存在多个瓶颈。2）瓶颈是永远存在的,克服其中一个,又出现另一个工位成为新的瓶颈。3）我们只有尽可能地使各工位处于最接近均衡,从而达到产能和生产力的最大化7。目前，对于装配线平衡的研究主要分为以下3个方面： 1）给定装配线的最小节拍，求最小工位数，通常在装配线的设计与安装阶段进行； 2）给定装配线的工位数，使装配线的节拍最小，对已存在的生产线进行调整优化；3）在装配线的工位数和节拍得到优化确定的条件下，均衡工位上的负荷，给工作人员一种公平感。装配线拉平衡图：装配线平衡通常是通过装配线拉平衡图表现的。如图2.1为一个简单的装配线拉平衡图，纵轴上是工程作业时间的刻度横轴记录的是工位号。图2.1 装配线拉平衡图例Fig. 2.1 Example of pull-balanced assembly line观察装配线拉平衡图很容易分析出装配线瓶颈所在。动作分析：按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容，并将记录图表化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善点的一套分析方法。ECRS四大原则：1)E(Eliminate),即消除。取消为改善的最佳效果，如取消目的、取消不必要的工序、作业和动作等以及取消不需要的投资等，取消是改善的最高原则。2)C(Combine),即合并。对于无法取消而又必要者，看能否合并，以达到省时简化的目的。如合并一些工序或动作，或将原来由多人进行的操作改进为由一人或一台设备完成。3)R(Rearrange),即重排。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。动作经济原则：1)减少动作的数量。2)双手同时进行动作。3)缩短动作的距离。4)轻松动作。2.2.2 装配线平衡分析的目的1、缩短每一制品装配时间,增加单位时间的生产量,降低生产成本；2、减少工序间的在制品, 减少现场场地的占用；3、减少工程之间的预备时间,缩短生产周期；4、消除人员等待现象,提升员工士气；5、改变传统小批量作业模式，使其达到一个流生产；6、可以稳定和提升产品品质；7、提升整体生产线效率和降低生产现场的各种浪费。2.2.3 装配线平衡常用计算公式1、节拍(PITCH TIME): 装配线上决定作业周期是最长的工序时间( Pitch time) 10即节拍( Cycle time)，或者由节拍=( Q /h)来计算, 在文中采用( Pitch time)进行计算。2、平衡率计算公式:平衡率=（各工序的作业时间）/（瓶颈岗位时间*人数）X100%3、计算装配线平衡损失率公式： 平衡损失率=1-平衡率4、正常时间=观测时间X评定系数5、标准时间=正常时间X（1+宽放率）2.2.4 装配线平衡的改进原则装配线改善的基本原则和方法应该是：对瓶颈工序进行作业改善，如增加工装，工装自动化等；将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序；增加作业人员，只要平衡率提高，人均产量也会提高，单位产品成本会随之下降；合并相关工序，重新进行工序排布；分解作业时间较短的工，将该工序拆分后并入其它工序；以顾客的需求CT为接近目标 。 装配生产线的平衡率分析和改善是装配型企业生产管理过程中的一项十分重要的工作，涉及到生产效率的提高，生产成本的降低，消除浪费，准时化生产等生产指标的达成和不断改进8。 具体方法如下：1、首先考虑对瓶颈工序进行改善,作业改善方法可参照程序分析、动作分析、工装自动化等工程方法和手段2、将瓶颈工序的作业内容分割给其它工序。3、合并相关工序,重新排布生产线。4、分解作业时间较短的工序,把它安排到其它工序中去。5、增加作业员,只要平衡率提高了,人均产量就提高了,单位成本也随之下降12。6、改善耗时长的工程,缩短作业时间A.分割作业,把一部分作业分配到耗时较短的工程B.改善作业,缩短作业时间(如:活用工具等)C.使作业机械化;提高机械的效能D.并行作业,增加作业人数E.更换技术水准更高、动作更快的作业人员7、改善耗时较短的工程A.分割作业,将其分配到其他耗时也短的工程,从而省略原工程B.从耗时长的工程,接过一部分作业内容C.把耗时较短的工程结合起来D.把需要两个人工程,改成一个人就能应付的工程.2.2.5 装配线平衡的改进步骤第一步：明确改善目的和对象：1)是否因为生产量变动（增产或减产）而进行的改善；2)是否为了提高生产率、减少作业人员；3)改善对象是一条生产线、某段工序还是整个流程。第二步：了解、分析生产现状及相关人员的工作状况：如各工位或工序的良品率有多高？人员出勤状况、产品加工的难易度、品质事故的发生点等。第三步：了解产品工艺流程并对各工位具体作业情况进行观察分析。第四步：对各工位进行时间观测第五步：对观测记录的结果进行处理，得出各作业要素的标准时间，在进行数据处理时应注意如下两点：1)剔除异常值、排除各种影响作业的因素，最后制定出各作业要素的标准时间；2)把各种浪费现象记入并提出相关的改善方法，以便改善实施。第六步：绘出生产线平衡图。第七步：计算目前的平衡率、平衡损失率等。第八步：提出改善目标及实施方案。第九步：依据平衡改善法则、动作经济原则等方法实施改善。第十步：改善结果的分析、总结和评价。图2.2 装配线平衡改进运作流程图Fig. 2.2 Process of assembly line balancing improvement第三章 天津日拓高科技有限公司概况及问题的提出3.1 公司概况天津市日拓高科技有限公司创始于2000年，注册资金1500万，员工700余人。经过近十年的发展，公司形成了集开发、设计、生产、服务为一体的汽车线束及电器专业生产厂商。日拓公司是福田汽车、海马汽车、长丰汽车、江淮汽车、金杯汽车线束同步开发共同体成员，同时参与并主导了国内多家汽车公司整车线束开发工作，具有3D线束布置、线束部品设计、原理图设计、产品图设计、生产工艺设计能力。该公司同时也是天津津住汽车线束有限公司民族系线束产品开发合作单位，多年来为天津津住公司开发了多个汽车公司的各种类型整车线束产品。日拓公司生产研制的汽车线束产品多达上千种。其中所采用的线束部品80%通过天津津住公司向全球知名供应商采购，公司在吸收国内外技术的基础上不断强化自身研发能力，不断提升核心竞争力。公司“以人为本”的管理理念吸引了大批的经验丰富、实力雄厚、创新能力强的知识型，技术型人才。公司主要生产的汽车线束车型有：海南323、H11、H13、H2、S3、M2、CT-5。企业平面布置如图3.1，公司组织结构如图3.2。图3.1 公司平面布置Fig. 3.1 Company layout图3.2 企业组织结构图Fig. 3.2 Organization of company3.2 产品基本情况常用规格汽车线束内的电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的电线(日系车中常用的标称截面积为0.5、0.85、1.25、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米)，它们各自都有允许负载电流值，配用于不同功率用电设备的导线。以整车线束为例，0.5规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等；0.75规格线适用于牌照灯，前后小灯、制动灯等；1.0规格线适用于转向灯、雾灯等；1.5规格线适用于前大灯、喇叭等；主电源线例如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5至4平方毫米电线。这只是指一般汽车而言，关键要看负载的最大电流值，例如蓄电池的搭铁线、正极电源线则是专门的汽车电线单独使用，它们的线径都比较大，起码有十几平方毫米以上，这些“巨无霸”电线就不会编入主线束内。线束排列在排列线束前要事先绘制线束图，线束图与电路原理图是不一样的。电路原理图是表述各个电气部分之间关系的图像，它不反映电气件彼此之间怎样连接，不受各个电气元件的尺寸形状和它们之间距离的影响。而线束图则必须要顾及各个电气元件的尺寸形状和它们之间的距离，也要反映出电气件彼此之间是如何连接的。线束厂的技术员根据线束图做成线束排线板后，工人就按照排线板的规定来截线排线了。整车主线束一般分成发动机（点火、电喷、发电、起动）、仪表、照明、空调、辅助电器等部分，有主线束及分支线束。一条整车主线束有多条分支线束，就好像树杆与树枝一样。整车主线束往往以仪表板为核心部分，前后延伸。由于长度关系或装配方便等原因，一些汽车的线束分成车头线束（包括仪表、发动机、前灯光总成、空调、蓄电池）、车尾线束（尾灯总成、牌照灯、行李箱灯）、篷顶线束（车门、顶灯、音响喇叭）等。线束上各端头都会打上标志数字和字母，以标明导线的连接对象，操作者看到标志能正确连接到对应的电线和电气装置上，这在修理或更换线束时特别有用。同时，电线的颜色分为单色线和双色线，颜色的用途也有规定，一般是车厂自订的标准。我国行业标准只是规定主色，例如规定单黑色专用于搭铁线，红单色用于电源线，不可混淆。线束用机织线或塑料粘带包裹，出于安全、加工和维修方便，机织线包裹已经淘汰，现在是用粘性塑料胶带包裹。线束与线束之间、线束与电气件之间的连接，采用联插件或线耳。联插件用塑料制成，分有插头和插座。线束与线束之间用联插件相接，线束与电气件之间的连接用联插件或线耳。线束材料汽车线束对材料的要求也非常严格： 包括其电气性能、材料散发性、耐温性等等，都比一般的线束要求要高，特别是涉及到安全方面的：如方向控制系统、刹车这些重要组件的线束，要求更为严格。汽车线束功能在现代汽车上，汽车线束特别多，电子控制系统与线束有着密切关系。有人曾经打了一个形象的比喻：如果把微机、传感器与执行元件的功能用人体来比喻，可以说微机相当于人脑，传感器相当于感觉器官，执行元件相当于运动器管，那么线束就是神经和血管了。汽车线束是汽车电路的网络主体，连接汽车的电气电子部件并使之发挥功能，没有线束也就不存在汽车电路。在目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成，它既要确保传送电信号，也要保证连接电路的可靠性，向电子电气部件供应规定的电流值，防止对周围电路的电磁干扰，并要排除电器短路。汽车线束从功能上来分，有运载驱动执行元件(作动器)电力的电力线和传递传感器输入指令的信号线二种。电力线是运送大电流的粗电线，而信号线是不运载电力的细电线(光纤维通信)；例如信号电路用的导线截面积为0.3、0.5mm2。在电机、执行元件用的导线截面积为0.85、1.25mm2，而电源电路用导线截面积为2、3、5mm2；而特殊电路(起动机、交流发电机、发动机接地线等)则有8、10、15、20mm2不同规格。导线截面积越大，电流容量也越大。电线的选择，除了考虑电气性能外，还要受到车载时物理性能的制约，因此其选择范围很广。例如，出租汽车上的频繁开/关的车门和跨越车身之间的电线应该由挠曲性能良好的导线构成。在温度高的部位使用的导线，一般采用绝缘性和耐热性良好的氯乙烯、聚乙烯包覆的导线。近年来，微弱信号电路使用的电磁屏蔽线也不断增加。随着汽车功能的增加，电子控制技术的普遍应用，电气件越来越多，电线也会越来越多，汽车上的电路数量与用电量显著增加,线束也就变得越粗越重。这是需要解决的大问题，如何使大量线束在有限的汽车空间中如何更有效合理布置，使汽车线束发挥更大的功能，已成为汽车制造业面临的问题。图3.3 S