(毕业论文)生产线平衡方法的研究与应用

1、毕业论文题 目：生产线平衡方法的研究与应用 英文并列题目 practice and research on line balancing 学院： 机电工程学院 专业： 工业工程 69摘 要生产线平衡是企业实现“一个流”的生产前提，实现生产线平衡不仅有效地减少在制品数，降低企业成本还能提高企业生产效率，保证产品质量与稳定性。首先，对前人所研究的生产线平衡问题的解决方法进行归纳分类；接着在了解某鞋业厂所面临的困境后，选择其中两条生产线（一条针车线、一条成型线）进行线平衡研究。在启发式思想的指导下，应用工业工程管理方法中的工艺流程分析和作业测定技术获取现时平衡情况及瓶颈工位，并对瓶颈工位进行“ecr

2、s”分析，对工位进行分解重组，从而减少生产线节拍时间、提高生产线平衡率。最后，为了保证线平衡改善效果、实现持续改善活动，还从品质、物料搬运、干部职责等角度出发，在“6s”管理、相似原理、精益生产的思想指导下对鞋业的生产车间进行了重新布置。关键词：生产线平衡 鞋业生产线 工业工程 “ecrs” abstract production line balancing is the premise of enterprise realizing “one piece flow”. production line balancing not only can reduce the number of “

3、work in process”, reduce the private costs , but also raise the production efficiency, assure the the quality and reliability of production.firstly, summarize and classify the research and solution on production line balance questions. secondly, after understanding the diffcult position which x shoe

4、 industry factory faces, choice two production line(one is needle line,the other is moulding line) to research the balance. with the help of heuristec method, the process analysis and the work study are used to determine the balance situation of production line and the bottleneck location. analysing

5、 the bottleneck location with the “ecrs” theory, analyzing and combining it in order to reduce the production cycle time and raise the production balance ratios.finally, to assure the improvement effect, and unfold going on improvement activities, arranged the production workshop with the help of “6

6、s” management, principal of similitude, lean production and so on at the angle of production quality, material transporting, cadre responsibility.keywords: production line balancing shoe industry production line industrial engineering “ecrs”目录摘 要iabstractii目录iii第一章 绪言11.1 课题研究背景11.2 写作意义11.3 生产线平衡研究

7、现状21.4 课题的基本思路2第二章 生产线平衡问题的概述32.1 生产线平衡的相关理论32.1.1 生产线与流水线及单件流32.1.2 生产线平衡参数42.2 生产线平衡方法的相关理论介绍52.2.1 优先约束关系52.2.2 理论最小作业要素、工位作业时间62.2.3 生产线平衡问题的分类62.3 生产线平衡法的介绍72.3.1 数学分析方法72.3.2 启发式方法82.3.3 工业工程管理方法10第三章 某鞋业生产线平衡研究173.1鞋业及公司简介173.1.1鞋业简述173.1.2公司简述173.1.3 鞋子生产流程简述183.2 针车线平衡问题研究193.2.1 针车线现状213.2

8、.2 针车线改善方案233.3 成型线平衡问题研究273.3.1 成型线现状273.3.2 成型线改善方案303.4 鞋业车间布局改善方案313.4.1 改善背景313.4.2改善方案及评价31第四章 总结与展望3541 总结3542 展望35致谢37参考文献39附件41外文翻译41英文41中文52第一章 绪言第一章 绪言1.1 课题研究背景制造业是所有与制造有关的企业生产机构的总称。或者说，它是对原材料加工或再加工以及对零部件装配工业的总称。尽管我国已成为制造大国，但还不是制造强国，我国制造业与发达国家有阶段性的差距，据相关调查结果显示，我国制造业总体规模不到世界的5%，仅相当于美国的1/5

9、，日本1/4。2二战后，市场需求模式发生重大变化，制造模式、制造技术必然随之发生变化。随着市场竞争的日益加剧，顾客个性化追求，大批大量生产方式开始逐步向多品种、中小批量生产方式发生转变。精益生产、jit、合并工程、敏捷制造、大量定制、成组技术等思想倍受企业家们的关注。这些思想的宗旨都是如何有效地充分利用企业现有资源，即在不投入或少投入的基础上，使企业产出达到最大，并赢得更多的顾客满意。生产线平衡方法能很好地响应上述思想，并同时能解决现时制造业存在的制造系统、制造模式、制造技术问题。生产线平衡方法是ie的七大手法之一，它是通过对各工序的作业时间、人员、机器合理地分配，使生产效率大大提高。东莞巨佑

10、体育用品有限公司是永茂集团特于2006年在广东东莞沙田镇建设的。部下有鞋业事业部、服装事业部、高尔夫球事业部。鞋业事业部的生产方式仍然是按传统大量库存式生产，库存量很高，常常因鞋子部件不配套、品质不过关而停线，严重影响了公司的达成率。同时为了完成订单员工不得不经常加班，员工意见大。公司高层管理人员意识到这一问题的重要性，引进了一批ie师，重视5s、看板管理、生产线平衡等。1.2 写作意义在生产实践当中常常遇到两类优化问题：如何运用现有资源（如人力、机器、原材料）安排生产，使产值最大或利润提高，对于给定任务如何统筹安排以便消耗最少资源。这些都是生产管理人员主要的核心工作。生产线平衡方法能很好地解

11、决这些问题。该集团下的三家鞋业四月份产量报告：南海有三条成型线，四月份产量达17万；湖南有一条成型线，四月份产量达6万；而东莞有四条成型线，但四月份产量只有11万。5月份目标产量订为17万。因此在东莞鞋业生产线进行生产线平衡是当务之急，只有实现生产线平衡，才能保质按量完成任务。因此，进行生产线平衡能充分实现企业产能，能提高公司的达成率。实现生产线平衡还有如下几点意义：（1） 生产线平衡有利于提高企业的生产效率。一个工厂的主要任务是qcd三大项任务。q指产量，c指成本，d指交货期。也就是说如何用最低的成本及时为顾客提供满意的产品。通过生产线平衡，制定合理的生产作业标准，就可以缩短产品的生产周期，

12、从而提高生产效率，即提高单位产量。（2） 实现生产线平衡有利于保证产品质量的稳定性。因为生产线的不平衡会造成不同工位的劳动强度不同，瓶颈工位上的员工为了减少堆积品，会忽略质量。（3） 实现生产线平衡是企业实现“一个流”的生产前提。（4） 提高生产线平衡率有利于减少在制品库存，降低企业物流成本。通过对生产线上的各工位进行工序同期化的调整，能很好地减少在制品数量。（5） 提高生产线平衡率有利于调动员工的工作积极性。一来是因为“流”的顺畅（减少员工停工待料），二来是因为员工感受到“公平”对待。（6） 实现生产线平衡有利于提高企业产能,使企业利润增大。1.3 生产线平衡研究现状生产线平衡问题是伴随着流

13、水生产线的产生而产生的，至今已有百年历史。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。目前国内外对这一问题的研究着重于理论上，其基本思路是将一个实际的流水生产线按一定的方式进行简化，然后建立适当的数学模型或图表，之后采取适当的算法进行求解，这些方法可分为两大类，数学分析方法和启发式方法。然而在管理现场的人并不是理论的研究者，而是要求实操性强且易掌握的方法。这种方法就是工业工程管理方法。在国外，工业工程管理方法被广泛用于生产管理当中，国

14、内比较少，现在国企还没有ie师这个职位，但国内的外资企业，尤其是台资和日资企业比较重视ie。随着ie师引入的成功案例增多，ie师将来定成为中国企业的普及职位。1.4 课题的基本思路先介绍课题的研究背景以及意义，再介绍三大生产线平衡方法中的一些方法，着重介绍工业工程管理方法，然后针对东莞巨佑的生产实际，选其两条线：一条为针车线、另一条为成型线作为研究对象，通过对其程序分析、作业测时、机器效能评价来合理地安排各工位作业的内容，使生产线上工序同期化，合理安排人机负荷，使人机效率达到最佳。对鞋业车间进行全新布局，为持续线平衡改善活动提供良好的环境。第二章 生产线平衡问题概述第二章 生产线平衡问题的概述

15、2.1 生产线平衡的相关理论2.1.1 生产线与流水线及单件流生产线是一种按照对象专业化原则组织起来的生产组织形式。是制造系统的基层制造系统。流水线是生产线的一种优化形式，生产线工位的排序不一定按照产品的生产工艺顺序排列下去，但流水线一定按加工工艺顺序排列工位，使产品按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工位依次加工，直到生产出成品。它是生产过程中在空间上和时间上的合理组织形式，减少库存与物流，降低企业成本。流水线是生产线平衡问题解决的基础框架。一般流水线具有以下几点特征：（1）劳动对象按照既定的工艺程序依次通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节奏），连续地、重复地完成各道工序的作业。（2）

16、流水线上出产相邻两件制品的时间间隔，有着明显的节奏性和统一规定。（3）工作场所使用具有高度专业功能的专用设备。（4）各道工序工时定额与其工作地数量比例都等于或小于流水线节拍，以保证生产过程的比例性和平衡性。（5）工艺过程是封闭的，劳动对象在工序间单向移动。并不是所有的生产线都能组织成流水线生产，组织流水线生产要具备以下条件：（1）产品设计和工艺要相对稳定，但要体现现代科技的先进的成果，要有良好的工艺性以符合工艺同步化的要求，零部件要有良好的互换性，以保证加工或装配时间的稳定。（2）工艺过程要能划分为一些简单的工序，又能根据工序同步化的要求将其适当地加以合并或分解，使各道工序的生产节拍大致相等。

17、（3）要采用先进而又合理的工艺方法，以充分发挥高效率的专用设备效能。（4）制品产量要大，以保证各工作地设备的正常负荷，充分发挥生产上的规模效应。单件流是指以最小的单位流经各生产流程的生产方式。即加工一个，检查一个，传递一个。其目的在于促使流程达到最顺状态，减少在制品库存，使流程中不可隐藏任何问题点，达到及时地发现问题并及时改善的效果。其基本步骤如下：（1）设定节拍时间：根据当日的目标产能和计划工时算出，即节拍时间（2）测试操作时间，用秒表直接测量每位作业员实际加工一个工序所需的时间，再视情况给予5%10%的宽放率；（3）公布节拍及操作时间，规范作业人员操作；（4）进行流程的全面分析；包括人机平

18、面布置图、工艺流程分析图等，并进行流程平衡分析；（5）流程调整，运用“ecrs”四大原则对流程整体考虑，分析并优化；（6）要有后备资源，以应变特变情况，如机器故障要花较大时间维修，要是备多一台机器就不会影响这一台机器故障所引起的停线。在实施单件流时，还必需考虑以下几方面因素：（1）人的因素：要区分标准作业和非标准作业、培养多能工、动作标准化等；（2）设备因素：要做好tpm，降低故障损失；（3）质量因素：要执行好质量的“三不”（不制造不良品、不接受不良品、不流出不良品）政策，保证质量；（4）物量供应因素：要进行qco，实现快速转换；（5）管理因素：要随时进行协调指挥，公平、公正、必要时还有公开。

19、2.1.2 生产线平衡参数1、生产节拍、工序同期化、工序节拍生产节拍即（cycle time/ct）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务、两批产品）之间的时间间隔，即完成一个产品所需要的时间。通常流水线是以相同的时间间隔将完工产品从上道工序向下道工序移动。这个相同的时间间隔称为流水线节拍，它表明了流水线生产效率的高低，是衡量流水线工作水平的重要参数。生产线节拍，一般用一定的时间内，生产线产出的产品数量来计算节拍，即ct= 。tw：计划期内有效的工作时间，q：计划期产品出产量。工序同期化是指工序间的时间一致性。生产线节拍是对整条生产线来说的。为了达到工序同期化，必须考虑生产线的组成单元工序。生

20、产线上的各道工序完成的各自作业任务所需时间是不尽相同的。也就是说，在相同的生产时间内，各工序的实际产出能力是不相等的，实际上一条生产线的产量等于产出能力最低（工序时间最长）的工序的生产产量。为了说明生产线工序同期化的程序，引进一概念工序节拍：流水线各工序生产单位产品所需要的时间。ct = tw：工序有效的工作时间；q：在有效时间内工序产品生产量。在tw一定的情况下，工序节拍取决于工序产品生产。而工序产品生产量有以下几个影响因素：工序作业内容、操作者技术水平、工序设备的生产能力、产品质量、物流情况等。从以上生产线节拍与工序节拍的介绍可知，为了使生产线平衡，需满足：生产线节拍=工序节拍，生产线节拍

21、工序节拍的时间之和最小。2、瓶颈工位、空闲时间瓶颈工位是指工序生产时间最长的工序也就是工序节拍最长的工序。瓶颈工位不仅限制了生产线的产出速度，而且影响了其它工位生产能力的发挥。而造成瓶颈的因素也是制约产出的因素包括人员利用率、原材料是否及时供应、发生机器故障或信息能不能及时交流等。瓶颈工位并不是固定不变的。它可能会“漂移”，这取决于在特定时间内人员配置和设备使用情况、物流因素等。空闲时间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。当一条生产线上的各个工序节拍不一致（工序同期化程序低），瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。3、生产线平衡指标评价生产线平衡指标有工作总站

22、数、生产线平衡率、平衡损失率、平滑指数和成本等。（1） 工作总站数n是指生产线上工位的总数目。（2） 生产线平衡率p 。（3） 平衡损失率d = 1-p，或d= 。（4） 平滑指数：si = 。（5） 成本包括人力成本和设备成本。2.2 生产线平衡方法的相关理论介绍2.2.1 优先约束关系如果工序a完成后，紧接着可以开始工序b(或只有当工序a完成后才能开始工序b),那么a是b的紧前工序，b是a的紧后工序。在生产线中，产品总有一定的工艺性要求，就必然存在着紧前工序和紧后工序，这些关系可统称为优先约束。优先约束关系一般用优先图或优先矩阵来描述：如图1图2-1 优先图优先矩阵是为了方便计算，由优先图

23、转换而成的：0 0 1 0 0 0 0 0 00 0 0 1 1 0 0 0 00 0 0 0 1 1 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 1 00 0 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0m =mij1，表示作业要素i是j的紧前作业。在作业要素分配时必须将作业要素i分配在j所在工位之前的工位上。优先图、优先矩阵等工具被广泛应用于数学分析法和启发式法当中。2.2.2 理论最小作业要素、工位作业时间理论最小作业要素，是指生产作业中不可以细分的实际作业任务。如插销钉、钻孔

24、等。进行这种划分的目的是为了把生产线的整个作业过程合理地分配到各个生产工位上去,以便于生产作业分析、生产过程规划和生产线的平衡。进行划分时可以用ti表示第i个(i=1,2,3,n)理论最小作业要素的作业时间。在生产线规划过程中，ti一经确定就认为是不变的常数，是生产线平衡的基础数据。工位作业时间，若生产线为流水型排列的n个工位，需要在第i (i=1,2,3,n)个工位上完成的作业要素分别有：t1,t2，tei,tki (ei=1,2,ki),则该工位的作业时间ti：ti=ei=1,2,，kik1+k2+ki+kmn2.2.3 生产线平衡问题的分类由生产线平衡指标，可以把生产线平衡问题分为三大类

25、：（1）确定了生产线的节拍ct，如何减少工作站数n，使生产平衡率p达到最大化。（2）确定了生产线上的工作站数(工位数)n，如何减少生产节拍，使生产平衡率达到最大化。（3）确定了n和ct，如何使平滑指数si最小化。2.3 生产线平衡法的介绍自1954年，生产线平衡问题被正式提出并着手解决后，许多科研人员对这方面的问题作了大量研究，概括起来可分成三大类：数学分析法、启发式法和工业工程法。2.3.1 数学分析方法数学分析方法是通过建立数学模型，经过大量的数学计算来寻找问题最优解的方法。数学模型在运筹学课本内都有所介绍，主要包括线性规划模型、整数线性规划模型、动态规划模型、网络模型等。在生产实践当中常

26、常遇到两类优化问题：如何运用现有的资源（如人力、机器、原材料）安排生产，使产值最大或利润提高；对于给定的任务如何统筹安排以便消耗最少的资源；线性规划就是解决这类问题。在建立线性规划模型时主要经过以下三个步骤：假设变量，确定合适的决策变量是能否成功地建立数学模型的关键；根据假设变量给出的约束条件，约束条件是用来描述决策变量受到各种限制的等式或不等式；建立目标函数，目标函数是根据假设的变量而实现目标的函数表达式。整数规划是线性规划的一种特殊情况，其要求最优解必须是整数，求解整数规划问题一般采用分支定界法。分支定界法的基本思想是，设有最大化的整数规划的问题a，与它相应的线性规划问题b，从解问题b开始

27、，若其最优解不符合a的整数条件，那么b的最优目标函必是a的最优目标函数z*的上界，记为；而a的任意可行解的目标函数值将是z*的一个下界，记为，分枝定界法就是要将b的可行域分成子区域，称为分枝。逐步减少和增大称为定界，最终求得z*。其关键在于分枝和定界。01整数规划是整数规划的一种特殊情况，其变量仅能赋予0或1，其求解过程如下：先由变量的数目考虑可能解的个数，再一个一个地分析可能解，看其是否能成为可行解，并通过不断地改进过滤条件，最终找到最优解。在试探过程中，一旦满足不了过滤条件即可删除，没必要看其是否满足约束条件。故这种方法也称为举枚法。动态规划是一种解决多阶段决策问题的方法，是现代企业管理中

28、的一种重要决策方法，可用于解决最优路径问题、资源分配问题、生产调试问题、库存问题、排序问题及设备更新问题等等。许多问题用动态规划方法求解常比线性规划或非线性规划更有效，特别是对于那些变量为离散型的问题。它针对多阶段决策问题的特点，提出了解决这类问题的最优化原理，把比较复杂的问题划分若干阶段，并且逐阶段解决而最终达到全局最优。在应用于生产线平衡上，一般是通过定义一个合理的任务集来实现，该集合中如果一个任务优于这个集合中的另一个任务，则这个任务应在这个集合中。对于生产线平衡的一般数学提法是：给定一个无回路的有向图g=(e,p)，节点e表示作业要素集合，弧p表示生产作业元素之间的先后关系集合。一个节

29、点ie有一个值ti(i=1，2，n)表示作业时间。生产线平衡问题就是求节点集e的一个划分：e= ,使一定的目标得到优化,满足一定约束条件。2.3.2 启发式方法启发式方法比数学分析方法要简单且易懂，求解速度快，因而备受研究人员的关注，其求解的基本思路为首先将可分配作业与不可分配作业分开，然后在可分配作业中，从第一个工位开始寻找工序的组合，并使这个工位的闲置时间最短。再进入下一个工位，并把已选的工序删去。重复进行，直到作业分配完毕。主要的方法有分级位置加权法和最大设定准则法。在用启发式法求解平衡问题时，一般都利用优先图、优先矩阵等工具进行求解。现用图2-1的例子来说明分级位置加权法与最大设定准则

30、法的求解过程。1、分级位置加权法（1）把装配作业任务分解为若干个最小的装配作业任务单元。称为最小作业单元。 如图中的工位1,2,3,8,9。并测出最小作业时间标于工位上方。（2）计算：权重：wi=，wi：最小作业单元加权值；ti：第i个最小作业任务单元的装配时间；pi：第i 个最小作业单元装配之前各最小作业单元集合；tj：集合pi中的第j个最小作业单元的装配作业时间。如w3=t1+t3=5+2=7其余见表2-1：表2-1加权值表装配单元123456789装配单元作业时间542163252装配单元加权值54751710222730（3）作装配顺序图，见图2-2：图2-2装配顺序图（4）确定装配线

31、节拍，计算每个最小作业单元的加权值。（5）将最小作业单元按加权值由大到小排列，如表2-2，并令代表工作站编号的变量k=0。表2-2 加权值表装配单元987563412装配单元作业时间252632154装配单元加权值30272217107554（6）令kk+1,tk=t。设节拍时间t10。（7）从顺序表中，按加权值从大到小选出满足ti=tk的第一个最小作业单元，其单元号为i，若找不到跑到步骤（9）。（8）将最小作业单元i分配给工作站k，并从顺序表中删除单元i并将tk的值减去ti,若顺序表空，则表明完成线平衡，否则转向步骤（7）。（9）若tk=t，则表明所设定的节拍时间太短，无解，否则转向步骤（6

32、）。最后结果如图2-3：图2-3工位重组图评价效果的好坏用平衡率le进行评价。le = le = = 75%2、最大设定准则法仍用图2-1作例子，其求解过程如下：（1）按各最小作业单元在装配线上的先后顺序画出装配顺序图（优先图），并将相应装配的时间标在上方，（2）确定装配线节拍t，令k=0，s为包含所有最小作业单元的集合。（3）令k=k+1，tk=t；（4）对于s中每个作业单元计算加权值，找出满足ti=tk的权值最大的单元，若找不出转向（6），否则进入下一步；（5）将单元i和其他按顺序在i单元之前装配的各装配单元分配工作站k，并从s中删去，将tk-wi，若此时s已空，表明装配线已经平衡，否则转

33、向步骤（4）。（6）若tk=t，则表明设定时间节拍太短，无解，平衡到此结束；若tkt，则转向步骤（3）。其求解过程及结果如图2-4：图2-4求解过程图2.3.3 工业工程管理方法数学分析法及启发式方法主要是解决如何合理划分工序集合，使各个工位的节拍时间一致，而工业工程法着重于如何改善作业方式，使作业标准化，消除不必要的动作，减少浪费，降低企业成本，并以人为本，提高员工积极性。1、工业工程概述美国工业工程师协会（aiie）1955年提出后经修改把工业工程定义为“工业工程是研究由人、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

34、，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。”1其知识体系见图2-5：图2-5ie基础体系图2、方法研究（1）程序分析程序分析是工作研究的基础，因为如果未作程序分析，预先发现某工序在整个流程中根本不必要，就先作微观的作业分析或动作分析，就可能造成较大的浪费。程序分析是依照工作流程，从第一个工作地到最后一个工作地，全面地分析有无多余、重复、不合理的作业，程序是否合理、搬运是否过多，延迟等待是否太长等问题，通过整个工作过程的逐步分析，改进现行的作业方法及空间布置，提高生产效率。程序分析一般针对工作中的加工、检查、搬运、等待和储存五种基本活动进行方法研究。其代表符号及

35、意义：如表2-3表2-3 程序分析符号符号名称表示意义例子加工指原材料、零件或半成品按照生产目的承受物理、化学、形态、颜色等变化水印、磨皮、电绣、打粗、拉帮等检查将某目的物与标准物进行对比，并判断是否合格的过程鞋面检查、标签检查、成型检查等搬运表示工人、物料或设备从一处向另一处在物理位置上的移动过程成型配料、领料、半成品在工序间的移动d等待或暂存指在生产过程中出现的不必要的时间耽误等待被加工、被运输、被检验都属于等待储存为了控制目的而保存货物的活动物料在某种授权下入仓库或从仓库中取出都属于储存活动注：储存与暂存不一样，储存是有目的的，从储存处取出物品一般需要申请单或其他的票据。暂存是没有目的的

36、，从暂存处取出物品一般不需要任何票据。其分析步骤如图2-6：图2-6程序分析过程图在实际分析过程中，一般可先用“5w1h”技术发现问题点，然后用“ecrs”四大原则进行分析，再用分析表进行改善，最后得出改善方案。（2）操作分析操作分析即动作分析是通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作者对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量为目的而作分析。其基本要求如下：1） 通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低、工序排列最佳，并使每一操作简单易行。2） 合理利用肌肉群，防止某些肌肉群由于动作过于频繁而产生劳

37、损。发挥双手作用，平衡双手负荷，避免用手长时间握持物体，尽量使用工具。3） 要求机器完成更多的工作。4） 减少作业循环和频率，减少物料的运输和转移次数，缩短运输和移动距离，使运输和移动方便易行。5） 改进设备、工装与工位器具、物料规格或工艺，采用经济的切削用量。6） 工作地点应有足够的空闲，使操作者有充足的回旋余地。7） 消除不合理的空闲时间，尽量实现人机同步工作，使某些准备工作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在机动时间进行。根据不同的调查目的，作业分析可分为人机作业分析、联合作业分析和双手作业分析。人机作业分析是应用于机械作业的一种分析技术，通过对某一项目作业现场观察，记录操作者和机器设备

38、在同一时间内的工作情况，并加以分析，寻求合理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，以充分发挥人和机器的效率。其主要过程如下：1） 观察和记录操作者与机器设备在一个作业周期（周程）内各自的操作步骤和操作内容。2） 用作业测定法确定这些操作活动的时间，按照操作者和机器设备操作活动的时间配合关系，在作业分析图表中清晰地表示出来。3） 运用工作简化和合并交叉的原则，研究改进操作的各种可能性，提出切实可行的改进方案。4） 绘出新的操作分析图表。新的操作方法经过验证以后，即可用于生产，并对改进的效果进行评价。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

39、作业过程中存在的不经济、不均衡、不合理和浪费等现象。在进行联合作业分析时，首先以作业人员的各自作业流程为基础（进行详尽的观察和记录），然后使各作业人员的作业时间坐标一致，最后合并绘制联合作业分析图。在此基础上，就可以着手进行改进分析，拟定改进方案。最终用联合作业分析图把改进的方案清晰地表示出来。进行联合作业分析可达到以下效果：1） 发现空闲与等待的作业时间。2） 使工作平衡。3） 减少周期时间。4） 获得最大的机器利用率。5） 合适指派人员和机器。6） 决定最合适的方法。双手作业分析是以作业者的双手作为研究对象，进行双手作业分析可研究双手是否合理、平衡地分配工作，发现伸手、寻找以及笨拙而无效的

40、动作，发现工具物料、设备等不合适的放置位置，使动作规范化、编写作业标准说明书。（3）动作分析动作分析是指观察操作者的实际操作并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。动作分析可分为动素分析、慢速摄影分析和vtr分析。动素分析适合于进行详细的动作分析和进一步的作业改善。如探讨高效易行的作业方法、探讨最适当的动作顺序、讨论最适当的工夹具与作业环境布置安排、制定正确易行的标准作业方法、培养动作意识等。慢速摄影分析一般用于分析难分析的问题，它能弥补人的分析能力的局限性，并真实地记录现场，具有很强的说明能力。要追求动作经济，必须具备动

41、作意识，经常分析一个一个的操作动作，彻底排除动作中不合理成分和浪费，达到：明白合理动作与不合理动作的区别、明确动作错误的原因，判断合理动作、全身心投入动作研究，思考合理动作方法、作业配置与工夹具。总的来说，动作经济有以下四条基本原则：1) 减少动作的数量；看看是否有多余的搜索、选择、思考和预置活动，是否便于握取和装配。2) 双手同时作业；看看当双手中一只手在工作时，另一只手是否处于空闲状态。3) 缩短动作的距离；是否有频繁的移动及移动距离是否过远。4) 轻松动作；是否能减少基本动素数，是处于难于操作的不合理姿势，是否需要力量动作。3、作业测定制定计划、组织生产、成本计算、经济核算、平衡生产能力

42、、考核工人劳动成果等等活动都离不开标准时间。因此，实行工作研究,除进行程序分析、操作分析、动作分析等方法研究活动外还必须进行时间测定。这是科学管理的基础过程：通过方法研究获得最佳程序和方法，然后再利用作业测定将所有作业制定出标准时间。在生产现场当中，日常消耗的总时间大致可分为三大类：基本作业时间、由于工作进行不合理而造成多余时间和完全浪费的无效时间，如图2-7所示：图2-7制造时间构成图作业测定的方法很多，作业测定技术不只限于用来制定时间定额，还用于企业诊断、分析企业工时利用状况，调整生产、劳动组织等许多方面，主要方法有：时间研究（秒表时间研究）、工作抽样、预定时间标准法、标准资料法。时间研究

43、是利用秒表或电子定时器，在一段时间内，对作业的执行情况作直接的连续观测，把工作时间以及与标准概念（如正常速度）相比较，对执行情况的评价资料一起记录下来，给予一个评比值，并加上遵照组织机构所制定的政策允许的非工作时间作为宽放值，最后确定出该项工作的时间标准。工作抽样是在较长时间内，以随机方式、分散地观测研究对象，利用随机抽样来研究工时利用率，具有省时、可靠、经济的优点，为调查工作效率、合理制定工时的通用技术。预定时间标准法，这种方法是国际公认的制定时间标准的先进技术。它利用预先为各种动作制定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间，而不是通过直接观测或测定。由于能精确地说明动作并加上预定工时值，

44、因而有可能较之用其他方法提供更大的一致性，而且不需对操作熟练、努力程度进行评价，就能对其结果在客观上确定准备时间，故在国际上称为预定时间标准法（predetermined time system）,简称pts法，主要有mtm（methods time measure）法（方法时间衡量）、wt（work factor system）法(工作因素法)、mod（modolar arrangement of predetermined time standard）法.标准资料法是将直接由秒表时间研究、工作抽样、预定时间标准法所得的测定值，根据不同的作业内容，分析整理为某作业的时间标准，以将该数据应用于

45、同类工作的作业条件上，使其获得标准时间的方法。第三章 某鞋业生产线平衡研究3.1鞋业及公司简介3.1.1鞋业简述制鞋行业是典型的劳动密集型行业。这个行业的产能总是向着劳动力成本低廉的国家和地区迁移。从历史上来看，世界制鞋业的重心从意大利、西班牙转移到日本、台湾、韩国，再转移到中国大陆，2007年则形成向东南亚地区转移的趋势。但目前，中国仍是全球最大的制鞋中心，鞋产量占全球总产量的60%以上，是世界最大的造鞋生产商。从消费数量和市场容量上看，近几年我国每年消费鞋类近20亿双，亦居世界首位，且还将进一步扩大，并有档次不断提高的趋势。从产业分布上看，中国鞋业仍然保持集群式发展状态。主要四大产业集群：

46、一是以广州、东莞、惠东等地为代表的广东鞋业基地，主要生产中高档鞋；二是以温州、台州等地为代表的浙江鞋业基地，主要是生产中低档鞋；三是以成都、重庆为代表的西部鞋业基地，主要生产女鞋；四是以福建泉州、晋江等地为代表的鞋业生产基地，主要生产运动鞋。 我国鞋业产业也出现了不少新的问题，2006年10月7日欧盟对中国皮鞋征收16.5%的反倾销税，对以出口为主的我国制鞋企业打击颇大，其他各国也在反倾销上遏制我国的鞋类产品的出口，同时欧盟的pfos禁令亦大限在即，制鞋业将面临挑战；国内方面，2007年7月1日起退税调整取消了包括皮革、染料等产品在内的553项“高耗能、高污染、资源性”产品的出口退税，在这次出

47、口退税调整中，对制鞋企业的影响无疑是最为巨大的。制鞋业在2007年还要面对人民币升值的压力、行业同质化竞争等等问题。在如此形势下，我国制鞋行业要加快产业调整步伐，实施名牌发展战略，不断提升制鞋业的综合竞争力。3.1.2公司简述现公司生产鞋业的厂区有四家，主要分配在广东和湖南，所生产的牌子属于中高档次的运动鞋，但由于公司只是贴牌生产，所赚取的利润仅仅是加工过程。东莞巨佑鞋业事业部是这两年发展起来的。现在主要从事生产卡帕品牌的运动鞋。由于卡帕客户要求类型变化多样，故公司生产模式是多型号小批量生产。但公司的运作模式还是传统的库存式生产，而公司现在面临着订单多，达成率低、员工满意度低的困境，故进行线平

48、衡，提高公司产能，减轻员工工作疲劳任务迫在眉睫。东莞巨佑鞋业事业部的生产基地主要分配在两栋生产厂房，其布置图如图3-1所示：图3-1厂房布置图3.1.3 鞋子生产流程简述鞋子是由三个部件组成的，这三个部件分别是鞋面、中面、大底，它们是由不完全相同的生产单位加工而成，最后到成型线组合。主要经过的生产单位如下：鞋面： 裁管 高频加工 针车中面： 裁管 高频加工 成型大底： 鞋材加工 底粗加工 底加工现以a栋厂房第一层鞋业生产车间来举例说明。a栋厂房第一层鞋业生产车间包括的生产单位有l1裁管、l2裁管、l1针车组、l2针车组、l1成型、l2成型、底加工、底粗加工车间等等。其中每一个针车组有四条线，每

49、条线完成一种类型的鞋面，底加工有四条线，每条线完成一种类型的大底加工。其布置及流程图3-2如下：图3-2生产过程物料流程图其作业单位代号说明如表3-1表3-1作业单位说明代号1234567名称高频加工鞋材大仓库底粗加工底暂存区底加工线裁断区代号891011121314名称准备组针车线成品暂存成型线原料暂存成品仓注：裁断区与准备组为一个单位简称裁管，由于加工的特殊性，故在此把它们分成两个作业单元。准备组工作主要是削皮、磨皮、水印、墨印等。3.2 针车线平衡问题研究现以针车一组二线（l1-2）为研究对象。生产型体为卡帕的314图样及主要构成部件如图3-3所示：图3-3314样版图所涉及的工序及配置

50、设备，如表3-2：表3-2314工序表工序工序名称操作设备工序工序名称操作设备01鞋头与鞋舌车合高双针车20车鞋眼上饰线高单针车02固定舌穿带上端高单针车21鞋身里刷胶手工03鞋舌内里与鞋头内里车合高双针车22贴鞋身里手工04鞋舌与鞋舌内里刷胶贴合手工23领口泡棉刷胶及贴领口泡棉手工05车鞋舌饰线高双针车24压领口边线高单针车06修鞋舌内里边手工25修领口边线手工07固定舌穿带下端高单针车26车鞋眼与鞋身饰线高单针车08身侧前与身侧反车高单针车27领口鞋眼滚边包边车09反车处刷胶捶平手工28泡康特及贴康特手工10口领与身侧反车高单针车29贴康特处刷胶手工11反车处刷胶捶平手工30定型定型机12

51、口领内外万能万能车31冲孔手工13后套与后上片反车高单针车32打扣1打扣机114反车处刷胶捶平手工33打扣2打扣机215后套后上片与口领车合高单针车34鞋面帮角补强打万能万能车16身侧里与内口里反车高单针车35鞋面压边线高单车17反车处刷胶捶平手工36剪线手工18身侧与鞋头车合万能车37洗鞋面手工19车鞋眼高双针车38注：打扣1与打扣2所打出来的扣子不一样,使用的机器也不一样。3.2.1 针车线现状鞋业事业部现有针车组四组，除了新开的针四组外，每一个针车组都有四条线。每条线的目标产量在300450范围。针一组位于a栋厂房的第一层。其所在位置及周边的生产单位如图3-4所示：图3-4l1-2所在车

52、间布局图为了更好地了解现场，对314型号所涉及的工序进行了秒表测时，并按现时国际标准给予6%的宽放率。其测时的平均数据及标准时间、配置人数情况如表3-3示：表3-3314针车秒表测时表工序工序名称实测时间（s）标准时间（s）配置人数01鞋头与鞋舌车合35.7137.85102固定舌穿带上端23.2924.69103鞋舌内里与鞋头内里车合35.7137.85104鞋舌与鞋舌内里刷胶贴合42.9245.50105车鞋舌饰线57.1460.57106修鞋舌内里边51.5154.60107固定舌穿带下端23.2924.69108身侧前与身侧反车54.3457.60109反车处刷胶捶平60.0963.70110口领与身侧反车93.1698.75（49.38）211反车处刷胶捶平60.0963.70112口领内外万能23.2924.