东莞J公司生产现场优化设计

1、东莞J公司生产现场优化设计摘 要本次设计以工业工程（IE）理论为基础，发现东莞J公司生产四车间中的耳机包JS-0464黑色BB3000EVA盒存在大量浪费现象，采用定性和定量分析方法，运用5S管理、生产线平衡、人机分析等现场改进方法，再用“5W1H”的方法，一步一步找出EVA盒生产线的瓶颈工序，最后运用“ECRS四原则”改善优化作业手法和工具，并且将其中的工序“穿拉头”与“拉链画布”合并，工序“上盖压合”与“下盖压合”合并，工序“上盖打胶/装胶件”简化分解成两道工序，最终在人数不变的情况下，减少了1道工序，瓶颈时间由67秒减少至30秒，减少了114.9秒总工时；生产平衡率由原来的40.6%提升

2、至60%；每日生产数量由原来的430件增加至757件，提前完成该月的订单数量，并为公司节省不少的人工成本支出。最后对实施效果进行总结和评价，旨在提高生产运行效率，降低成本，节约大量人力、物力和时间。关键词：现场管理；生产线平衡；建模仿真；5S管理Dongguan J company production site optimization DesignAbstractBased on the industrial engineering (IE) theory, this design found that there was a large amount of waste in JS-046

3、4 Black BB3000EVA Box in the fourth workshop of Dongguan J company. It adopted qualitative and quantitative analysis methods, applied 5S management, line balance, man-machine analysis and other on-site improvement methods, and then used the 5W1H method to find out the bottleneck of EVA box productio

4、n line step by step. Finally, use the ECRS Four Principles to improve the optimization of operation methods and tools, and the process of Wearing the slider merged with Zipper Canvas, the process Upper cover pressing and Lower cover pressing were merged, and the process Upper cover glue / Assemble g

5、luing parts was simplified into two processes, and finally, with the same number of people, Reduced one process, the bottleneck time was reduced from 67 seconds to 30 seconds, and the total man hours were reduced by 114.9 seconds; the production balance rate was increased from 40.6% to 60%; the dail

6、y production quantity was increased from 430 to 757 , Complete the number of orders for that month in advance, and save the company a lot of labor costs. Finally, the implementation effect is summarized and evaluated, aiming to improve production operation efficiency, reduce costs, and save a lot of

7、 manpower, material resources and time.Keywords: Site management; Line balance; Modeling and simulation;5S management 目 录1 前言11.1 研究背景及意义11.1.1 研究背景11.1.2 研究意义11.2 研究现状21.3 本设计应研究目标及拟解决的问题31.3.1 研究目标31.3.2 拟解决的问题32 现场改善相关理论42.1 现场改善的含义42.2 现场改善的目标42.3 现场改善方法42.3.1 5S管理42.3.2 生产线平衡52.3.3 方法研究53 东莞J公司

8、的现状分析103.1 公司简介103.2 公司运作流程104 生产线平衡研究114.1 生产线平衡相关理论114.1.1 生产节拍时间114.1.2 生产线平衡指标114.2 生产线平衡研究114.2.1 产品介绍124.2.2 问题分析144.3 生产线改善144.3.1 工序瓶颈分析154.3.2 工序12 埋成品分析154.3.3 工序16 上盖打胶/装胶件分析164.3.4 其他工序分析164.3.5 人机作业分析174.4 改善前后效果对比194.5 生产车间布局改善214.5.1 改善方案214.5.2 方案评价224.6 生产线仿真模拟224.6.1 改善前仿真模拟224.6.2

9、 改善后仿真模拟244.6.3 仿真结果分析264.6.4 改善方案评价275 5S管理285.1 生产车间存在的问题分析285.2 5S推进计划305.3 改善案例315.4 推行结果346 总结与展望35参考文献36致谢371 前言1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景工业工程（Industrial Engineering，IE）是一门新的企业管理技术类学科，通过设计、改善和实现了一个由人员、材料、设备、能量和信息组成的集成系统。它使企业以最小的投入获得最大的产出，从而获得最大的效益。它是改善企业网站的重要手段之一，是提高企业生产率和利润、降低成本的途径之一，也是走向成功的阶梯。而我国

10、的制造业基本上是劳动密集型企业，一般都是采用粗放式的生产，劳动力多，投入材料成本大，收入却依旧很少，可以说工业工程这门技术是十分适合中国企业学习。但是，在中国，真正进行工业工程并使用工业工程的企业很少。因此，在生产企业中重点运用工业工程知识来优化生产是非常必要的1。如今，部分大中型国有企业和合资企业已经在许多方面选择了IE的思想、方法和技术，他们创造了一些可供借鉴的经验和许多成功的案例。然而，许多国有和私营企业不知道什么是真正的工业项目，他们从未听说过这个专业。即使有些人听说过，但实际上还是对工业工程知之甚少。如今，IE在中国制造业中还有很长的路要走。虽然一些企业充分认识到IE的作用，在企业中

11、开展IE，但IE在企业中的作用并不明显，因为他们对IE没有全面的了解，或者不知道实施IE的方向，甚至企业中从事IE的员工很少。IE在5S中只起到设定每日时间标准、简单整改和清洁的作用，不能有效发挥IE的改善作用，因此不能提高IE的普及程度。此外，中国拥有庞大的劳动力基础，企业不像外国企业那样重视生产效率，从而在一定程度上阻碍了IE的引入2。1.1.2 研究意义如今全球的市场竞争越来越激烈，客户的产品要求也跟着升级和进步，企业的生产技术和规模已不再仅仅是需要生产大量单一的品种，而是必须要做到大量多样的品种。所以要想在激烈的竞争中稳定地求生存，制造加工企业就不得不应用和学习更为先进的自动化制造加工

12、技术和信息化管理的方法，从而有效地降低生产的成本，减少了生产的周期，并且也更能迅速地响应全球市场需求的发展和变化。在企业的实际生产和经营中，迫切需要全面有效的运用工业工程管理的技术和其方法工具来帮助企业提高其生产管理系统的工作效率和其水平，提高工艺流程、合理利用和分配其人力、增强其生产技术管理、质量管理和其设施规划的能力和水平，降低其生产成本，从根本上增强和提高了企业的核心竞争力3。我国在上世纪80年代正式引入IE，并开始不断研究和应用IE。它后来不仅应用于工业，还应用于服务业，餐饮业等领域。例如，麦当劳的内部便携式制餐。通过这些其他领域应用的示范效应还可以促进社会发展，进而促进IE本身的建设

13、。许多企业和领导者已经意识到IE的重要性，开始使用IE技术来解决生产过程中的各种问题，并且取得了一定的成果。但是，目前我国IE的应用仍处于初级阶段，除了一些经济发达地区，IE技术的应用是由外部的力量所驱动，很多都是非知识的行为，东施效颦，并没有将IE思想充分体现出来，导致有些企业在应用IE时有一定的盲目性。因此，需要产业理论和技术的系统支持3。虽然中国制造业已经在近几年取得了一些突破性的成就，但像精益生产、项目管理、系统工程、人因工程等IE管理技术还没有深入到企业中去。尽管现在中国的工业水平相对较低，但它已经认识到IE的重要性，并且开通了这一门学科，如今已经有不少的大学可以选择IE专业，还有许

14、多专业的IE咨询相关的高级工程师，相信未来也能做到精益生产的大国4。1.2 研究现状据不完全统计，在中小制造业运营的前五年中，多达60%的企业倒闭，只有10%的企业会坚持正常运营10年左右，只有不到5%的企业经历了创新、转型和成长。可以看出，中小型制造业普遍存在的问题主要是生产和运营的周期短、缺乏持久的核心竞争力、转型和升级后再生制造业发展创新能力的不足等。为了彻底改变这种尴尬的状况，企业必须在提高其创新能力的关键同时，利用与制造业相关的技术手段进行对生产和管理相关技术的创新和改革，提高其核心的竞争力，从提高生产经营效率、生产成本、现场操作的环境、成品质量和合格率等方面为中小制造企业的摆脱困境

15、和发展寻找一个新的突破口5。近年来，国内外许多企业都采用工业工程技术进行生产管理技术的改革。其主要改进效果可以体现在以下几个方面:（1）人员方面通过IE技术的应用，可以用最少的劳动力投入实现最大的劳动力产出，降低劳动力成本。（2）机器方面通过IE技术的广泛应用，提高可机器的效率，增加了产出。（3）物料方面通过IE技术(六西格玛)的应用，从成品的源头开始严格控制物料质量，以最佳的工艺和材料的投入达到了提高其成品质量和合格率的目的。（4）作业流程方面通过IE技术(精益生产)的广泛应用，调整了生产的节奏，优化了生产流程，消除了生产管理过程中停滞、等待、浪费、重复等无用的操作环节，降低生产成本。（5）

16、环境方面通过IE技术(现场5S管理)的广泛应用，以“整理、整顿、清洁、清扫、素养”这五大要素进行生产现场的改善，在提高环境舒适度的同时，使得生产现场更加有序、规范。1.3 本设计应研究目标及拟解决的问题1.3.1 研究目标以东莞J公司生产车间为研究对象，在对生产车间现状调查分析的基础上，通过IE思维，寻找生产现场中的浪费并探讨分析其中原因，再对其进行改善优化，最后对改善方案的实施效果进行观察，评价，分析，最后并加以总结验证。1.3.2 拟解决的问题（1）测算生产线上各工序的标准工时，降低瓶颈工序的时间；（2）消除工人作业时不必要的动作浪费；（3）机器闲置及人机利用率低等问题；（4）人员分配不合

17、理的问题；（5）产品搬运路线不合理的问题；（6）车间5S管理的问题。2 现场改善相关理论2.1 现场改善的含义现场改善主要是对生产现场的各种生产要素进行持续改进和优化，如人员、机器、材料、方法和环境。虽然改善看上去都是从每个小细节上入手，但随着日积月累，将这些细节点连成一条线，再形成一个面，最终成为一体时，回过头来就会发现，这些积累会给企业带来巨大的经济效益，而之前的每一步都是不可或缺的。2.2 现场改善的目标现场管理的最终目标与工业工程的核心理念非常一致，那就是有效地降低成本和同时提高生产率。其中现场改善还包括了提高产品的质量、消除八大浪费和提高产品及时性等活动。他们用低成本或零成本的小技巧

18、和方法对生产进行了部分改进，并逐渐积累了许多小步骤，形成了显著的改进效果，从而提高了生产率和效益。2.3 现场改善方法2.3.1 5S管理5S管理在许多方面有着巨大的作用，如将物品按一定规律摆放有序，工作时需要用到哪些物品不需要到处寻找，从而大大地提升工作时的效率；生产现场地面设有专用区域，员工要走规定的人行道，运输车走运输通道，保证了员工安全；每位员工都需要严格遵守企业制度，相互督促，促进良好的企业文化氛围等。要想提高管理水平，创造最大的经济效益，推行5S活动是必不可少的。以下是5S活动的主要内容：1.整理（SEIRI）：现场只保留必需的物品。2.整顿（SEITON）：必须根据需求的程度和一

19、定的顺序和方法，对现场的物品进行有序的分类和摆放，使员工能够在最短的时间内获得所需的工具，以最简单的动作完成作业。3.清扫（SEISO）：清除现场和作业区域的灰尘、油污、材料、纸屑、产品碎片、异物等污物。不清洁的工作环境容易导致设备故障、异物夹杂，影响产品质量，也影响员工的工作情绪。因此，保持良好的工作环境至关重要。4.清洁（SEIKETSU）：维持整理、整顿、清扫实施的成果。5.素养（SHITSUKE）：通过设定目标，建立自律，培养参与5S的习惯。即使有好的管理政策和对策，如果员工的修养和素质不好，不能很好地遵守和坚持5S，5S活动也不能开展。2.3.2 生产线平衡生产线是按照对象专业化原则

20、组织的生产组织形式。它是制造系统中的最为基本的系统。流水线是生产线其中的一种优化形式。生产线工位的顺序不一定是按照产品的生产过程顺序排列的，而流水线是必须根据加工过程的顺序排列工位，这样产品才能在一定的时间内连续，有节奏地进行加工，直到生产出成品为止。这是在生产过程中进行时空组织的一种合理形式，可以减少库存和物流，并降低企业成本。流水线是解决生产线平衡问题的基本框架。在一条完整的生产线上，有些工序简单，有些工序复杂，这便导致了每个工序的负荷不同，生产线平衡就是要对这些负荷进行分析，合理分配每个工序需要多少人员、机器等，使得每个工位上的作业时间尽可能的相似。其中，生产线上连续完成一个产品的时间或

21、者相同的两个产品之间的间隔时间，称为“节拍”（Cycle Time，CT），它可以体现出流水线生产效率的高低，计算流水线工作水平非常重要的参数。而生产线上作业时间最长最慢的，称为该生产线的“瓶颈”（Bottleneck），瓶颈工序不仅限制了生产线的输出速度，而且影响了其他工位的生产。造成瓶颈的因素也是限制产量的因素，包括人员利用，是否及时供应原材料，机器故障或是否可以及时传达信息。瓶颈工位没有固定，根据人员配备和设备使用等情况不同，它可能会转移至其他工位。当各个工序节拍相差过大时，瓶颈工序的前后工序便会产生等待，也就是“空闲时间”（idle time）。因此，要想提高生产的效率，首先就是要找出

22、其中的瓶颈工序，利用“ECRS”原则，将各工序的作业时间平均化。以下是生产线平衡率这一定量指标公式：生产线平衡率各工序时间总和/（工位数CT）100从这个计算公式中我们可以清楚地看出，生产线及其相关各个工序之间的平均生产作业量将直接地影响整个的生产管理过程的质量和整体生产效率。如果一个生产线在某个瓶颈工序运行的周期（即生产线周期）内完成产品的时间是由目前在生产线上完成和运行持续时间最长的生产管理流程的时间CT决定的，因为无论其他生产管理流程的运行速度都有多快，产品都需要在CT值的时间内进行转移，导致了其他员工不得不停下来等待，浪费大量的时间。因此，根据公式来看，要想提高生产平衡率，减少瓶颈工序

23、的CT值是至关重要的。另外提高了生产线平衡利用率的明显优点就是极大地提高了操作员和机器设备工作效率，减少等待的浪费。然而，当生产线平衡利用率达到较高的水平时，即使操作人员的工作效率变高了，但劳动负荷也会随之变大，久而久之，这种劳动高负荷的操作容易使人失去工作的重点和乐趣，产生负面的影响。为了消除可能的负面影响，通常采用定期的操作员工作交换。2.3.3 方法研究遇到问题可能会有不同的答案，选择的解法不同，得出的效果可能也不一样，运用好的方法可以快速有效地解决问题，少走许多的弯路。因此，方法研究也就迎刃而出。所谓方法研究就是运用各种分析手段对问题点进行系统地观察分析，并且设计出一个更合适、更经济的

24、方案，从而减少不必要的资源浪费。以下是方法研究的主要内容：1.程序分析程序分析是是依照工作流程，全面分析程序是否合理的过程。它的特点是以整个生产系统为研究对象，进行宏观的系统分析，而不单纯针对某个环节或者工位。它的目的是从流程、工序、作业等方面上入手，找到工艺流程中是否存在不合理、不经济等浪费现象，发现加工顺序是否流畅，搬运是否合理，分析某项作业是否必要，能否取消或者有更佳的作业方法。对于不同的分析类别，采取的工具也有所区分如下表2.1所示。表2.1 程序分析的种类与工具程序分析种类程序分析工具工艺程序分析工艺程序图流程程序分析流程程序图布置和经路分析线路图和线图管理事务分析管理事务流程图其中

25、程序分析使用“5W1H，5WHY”提问的技术方法（如表2.2）来确定和阐明每一项生产管理操作的基本目的和其方法，并通过运用取消、合并、重排和简化（ECRS）的四原则方法（如表2.3）来确定和改进每一项工作的方法。表2.2 提问技术提问理由改进的可能做了什么？（What）怎么回事？有无其他更好的成就？何处做？（Where）为什么要在此处做？有无其他更合适的地方？何时做？（When）为什么要此时做？有无其他更合适的时间？由谁做？（Who）为什么要此人做？有无其他更合适的人？为何做？（Why）为什么做这件事？能否不做？如何做？（How）为什么要这样做？有无其他更合适的方法？表2.3 四大原则原则作用

26、取消（Eliminate）在经过了“做了什么”、“怎么回事”及“有无其他更好的路径”等一系列提问后，如果没有得到较为满意的答案，则证明这些都不是必须的，应予以取消。取消以更好的提高，以消除不必要的流程，操作和动作可以达到最好的效果，这并不需要额外投资的改进方法，是生产改善的终极法则。合并（Combine）本来一个动作就能很简单轻松来完成的问题和劳动，现在的情形是很多个动素来一起配合完成，这就是典型的可以合并成一个动作的情况，合并之后省时又省力，关键是生产的效率也大幅提升。重排（Rearrange）经过取消、合并后，还可以根据“何人、何地、何时”三项提问对作业工序进行重新排列，这样就能使其处在最

27、佳的顺序下运行，除去了重复，大大提高了效率。简化（Simple）经过前面的取消、合并及重排后所保留的工作及动作一般都是必需的，这时我们还可以十分还有更简单的方法，能否采用最简单的设备等，从而把复杂的工作和动作进行简化，已达到进一步节省时间、人力及费用的目的。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。其代表符号及意义如表2.4：表2.4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标签检查、成型检查等搬运表示工人、物料或设备

28、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以下是程序分析方法主要工具内容:（1）工艺程序图工艺程序图是对生产的全过程中的概略描述，主要反映系统中各个结构的组成部分之间的相互关系。它的内容是按照各种工艺的顺序进行编制的，能清楚地准确表明各种工艺的材料和零件的输入、生产过程中的机械设备、工作范围等。因此，它可以提供各种操作和检查的内容、生产线上工作站的设置、制造过程和工艺安排的概述、所需的工具和设备规格等

29、。通过绘制完整的工艺程序，我们的人员可以清楚地认识和了解这些关键问题及其在整个制造工艺过程中的重要性和位置，从而有效地发现存在的问题并进行针对性的改进。（2）流程图流程图是流程程序分析中最为重要的分析工具，它比工艺程序图更为的详细具体。除了分析“加工”、“检查”工序外，还需要对产品加工制造过程中“搬运”的距离，“等待”的时间，“暂存”的时间进行统计分析。特别重要的一点是，它适合用于对用户分析产品制造现场以及搬运操作过程中的距离，暂存等“隐藏成本”的浪费。运用好流程图可以更好地了解产品制作的全过程，为进一步的优化打好基础，制定合理的生产计划。（3）线路图路线图可以分析现场的物料布局和展示运输物料

30、及其相关操作作业人员的实际操作和物料流通的操作路线，经常与流程图一起进行配合设计使用，达到改善现场布局和移动路线,缩短运输距离的目的。根据路线图的位置和比例，画出工厂地图或生产车间的布局，画出与机器、工作台等的相互位置。在地图上一一地绘制出来，用线或几何符号和数字来表示流程图上的所有动作。特别的是，材料和操作人员的生产循环路线设计应按照各种工艺程序或虚线所需要记录的动作顺序和方向进行设计和指示，各种动作的位置和方向应以线或符号和数字的形式表示。循环的位置和方向通常用线或箭头形式表示。2.作业分析作业分析就是以操作人为主，通过对人员在作业时的详细研究，如工作时使用了哪些工具，操纵了几台机器等，分

31、析出该作业应需分配多少人员，多少机器使得人机的利用率达到最大。它与程序分析不同的是，程序分析是研究整个系统的过程，而作业分析是针对某道工序的研究过程。根据作业调查对象和目的的不同，作业分析的类型主要包括以下三种：（1）人-机作业分析人-机作业分析主要目的是通过对某一作业进行观察分析，找到影响人-机作业效率的原因，如果作业人员出现手忙脚乱的情况，很大程度就是人与机器的相互关系不协调，同时，人-机作业分析还可以计算出操作人员能够同时操作多少台机器，提高人员的工作效率，其公式是N=（M+t）/t。（N为机器数量，M为机器运作的时间，t为操作机器的时间）人-机作业分析图可以清晰地准确显示出工业生产机械

32、操作过程中需要工人操作的人工时间和机器的正常运转工作时间，有利于操作者在每个操作周期中利用大部分的空闲时间。（2）联合作业分析当出现多个作业人员共同作业于同一项工作时，就也可以运用联合作业分析来研究各工作人员的待工、作业率、哪个作业时间最长等情况。更为重要的是，运用联合作业分析图可以使每一个作业人员的工作平衡，减少周期的时间，提高机器的利用率，合理指派人员和机器，改善耗时最长的作业等。（3）双手作业分析双手作业分析是通过调查和了解作业人员在作业时双手的动作，是否存在“独臂”式作业，是否存在需要站立或伸手等笨拙而无效的动作，从而得知工具、材料、设备是否摆放不当，工作人员动作是否规范和平衡的情况。

33、双手作业分析的主要应用工具是一张双手作业分析图，它以这两只手的动作作为分析的对象，记录它们的动作并同时显示它们的动作关系，可以帮助指导生产操作管理人员如何有效地掌握和使用这两只手的动作来从事各种生产管理工作，提供新的双手动作分析概念并帮助找到一种新的改进操作方法。3.动作分析动作分析就是分析作业的动作顺序和方法，发现和改进各种无效的行动或者资源浪费的现象。为了进行动作分析，需要准确无误地把作业时的动作动作记录下来，最为基本的是目视动作观察法和影像动作观察法。其中最具代表性的方法是动素分析，当需要反复研究和分析人体运动，或者为了对多人关节操作进行更详细的分析时，就可以通过记录的运动图像视频来分析

34、。其优点是: 动作录像具有自动变焦、慢放、静止、计时等多种功能。它们还可以很好地提供人员进行动作的分析和管理所需的所有数据和信息。因此，它们所记录的图像和数据不仅可以很好地用于对动作的分析，还广泛地可以应用于对生产管理过程的分析、时间管理研究等。 图像分析中主要重点改进的是图表的编制、动素时间流程图的绘制、通过时间流程图对联合作战（联合操作）的分析，最后是可实施的改进分析图的绘制。3 东莞J公司的现状分析3.1 公司简介东莞J电子有限公司主要是一家生产经营各种高档耳机的皮套、耳套和优质泡棉、海绵，耳机包包、布袋等专业配套产品。有许多国内外的合作企业伙伴，如美国骷髅头、三星、联想等大型集团。公司

35、工作建筑占地面积约8000平方米，环境优美，拥有环保无尘车间，车间宽敞明亮，还配有大型风扇、空调。目前公司共有600名左右的员工，其中管理人员约占25%，主要分为七大部门：生产部，生技部，工程部，业务部，品保部，PMC，总经办。在耳机行业内具有雄厚的研发制造经验，使得在国内也有很好的风评口碑，并且具有极强的市场综合竞争力。公司一向以人为本，尊重和珍惜优秀人才，为全体职工和管理者提供一个公平均等的待遇和实现自我发展和价值的工作平台，营造良好的企业工作环境和氛围，构建优越的市场竞争环境，让每位服务于该公司的领导和员工都能够共同的关注于公司的发展，享受公司的成果，打造每一位员工高度自我认同的一家现代

36、化创新型企业。3.2 公司运作流程首先业务部跟客户交流谈合作，在客户下单后要进行试产。业务部把客户的产品要求发送给各个部门。之后工程部对产品的结构、工艺、材质进行分析，把样品打样出来。接着生技部去车间对产品的工艺流程进行评估，评估是否可以大批量生产。其中品质部的IPQC（制程检验）和生产部（车间）的班长要对产品工艺存在的问题点跟生技部和工程部的技术员和工程师进行交流。而采购部评估产品材料是否可行，然后汇报给生技部，最后生技部开展举行试产总结会议。当生技部评估可以批量生产时，要把消息通知给业务部，业务部再跟客户谈正式合作。客户正式下单后，业务部把订单的详细信息发送给计划部，计划部对生产进行大致安

37、排，接着下达任务给生产部、采购部和品保部。生产部具体安排去员工加工制造，完成产量目标，采购部安排员工去采购，再通知资材部（仓库）提前备好料，品保部的IQC（来料检验）对来料进行检验，IPQC对车间生产制造的各个工序成品进行检验，FQC（最终检验）对全部成品进行全检，OQC（出货检验）对出货产品进行抽检，大家各司其职完成产生工作。4 生产线平衡研究4.1 生产线平衡相关理论生产线平衡是一种生产技术手段和管理方法，用于平均所有的生产操作过程和调整生产线的操作时间和负荷，以使每个生产线操作的时间尽可能地接近。其主要目的之一就是减少和消除由生产操作间不断变化的平衡关系引起的生产效率损失和生产过剩。4.

38、1.1 生产节拍时间T=Ta/Td （式4.1）T = Takt Time （生产节拍）Ta = Time Available （可用于工作的时间，分钟数/天）Td = Time Demanded or Customer demand （客户需求，件数/天）可用于工作的时间，也就是实际工作的时间，机器维护、员工休息、交换班不入作计算。4.1.2 生产线平衡指标（1）工位总数N（2）生产线平衡率P （式4.2）（3）平衡损失率d = 1-P，或d= （式4.3）（4）平滑指数： （式4.4）4.2 生产线平衡研究东莞J公司作为一家生产耳机配件企业，主要生产耳套、护套、耳机包、耳棉等产品，并且分布

39、在六个不同的生产车间进行生产。本次以四车间生产的耳机包JS-0464黑色BB3000EVA盒为主要研究目的（以下简称EVA盒，如图 4.1 EVA盒），分析该生产线所存在的问题，并且进行改善和优化。图 4.1 EVA盒4.2.1 产品介绍该产品主要分为三个部分，分别是上下盒、上下盖内托胶件、内插袋（布料）和拉链，这些部件都是由不同的生产单元加工出来的，最后这些部件再组装成形。以下是四车间生产EVA盒时的线路图（如图4.2所示）图4.2 生产线路图主要生产加工单元关系如图 4.3生产加工关系所示。本次研究的EVA盒一共有24道工序，为更好地分析和了解现场，现对该产品每一道工序进行秒表法测出其标准

40、工时，其中宽放率取5%，最终得出各项测量数据如表 4.1各工序秒表测时表所示。图 4.3生产加工关系表 4.1各工序秒表测时表序号工序名称部门标准工时（s）标准产能（h）1冲PU皮冲床0.36100002冲内插袋0.660003裁拉链218004穿拉头手工9.43825拉链画位12.82816切里布裁切机2.514447PU皮打胶折边手工231568拉链驳围/剪线平车301209内插袋包边490010修剪内插袋手工490011上盖定内插袋/修剪DY车3310912埋成品高车675313成品包边/回口458014半成品修剪手工3012015上盖胶件打胶手工3510216上盖打胶/装胶件60601

41、7上盖压合气缸机2713318下盖胶件打胶手工3012019下盖打胶1918920下盖贴合3610021下盖压合气缸机2812822打胶装USB胶件手工2117123全检3510324包装19.218725合计570.9其中，冲床车间中的三道工序（冲PU皮、冲内插袋、裁拉链）属于备料时间，故不作平衡率计算。因此CT = 67s ,由公式4.2和4.3可得出：平衡率：P = = = 40.6%平衡损失率：d=1P =59.4%日产量：q = 430 件4.2.2 问题分析1.现场工作站的布置不符合产品布置原则顺序，如人员需要不停搬运物料，多次走动，导致非增值活动增加。 2.生产方式一般采用传统的

42、大型半成品进行库存式加工生产，每个操作工位都至少有10件的大型半成品或者堆积品。3.目前，生产单位经常需要定期加班以达到接近每天的目标产量。每天的加班时间会经常导致生产员工的工作紧张、工作疲劳和工作热情低下。4.本次研究期间为6-9月，部分员工为暑假工并且人员不稳定、手法不熟练，导致产量不稳定。4.3 生产线改善针对该现状，由公司的目标产量来确定生产节拍：BB3000系列EVA盒子产品的目标产量为500件/日，则生产节拍为：T= =57.6s因此要对工序时间超过57.6s的工序认真分析，对其进行优化和改进来使其工序时间少于57.6s。同时还要对工序时间远低于57.6s的工序进行合并。图4.4

43、工序瓶颈分析图4.3.1 工序瓶颈分析从图4.4可以清楚地看出工序12、16的平均加工的时间远远大于目标产量中平均生产节拍（57.6s）。故需要采用“5W1H”的提问处理技术及“ECRS”四大基本原则方法来加以改善：是否有可能通过简化加工操作、缩短加工的时间或进行分解重组。4.3.2 工序12 埋成品分析埋成品这道工序实际是将上下盖以及拉链车缝组合在一起，但是效率低。再对工序12埋成品用5W1H提问技术分析，其分析过程及结果如表4.2。通过表4.2的分析，再结合“ECRS”原则，工序12埋成品需要熟练的高车员工才能操作，同理工序13成品包边回口也是如此，因此更改为大号针线可使车缝时间缩短，同时

44、减少换针换线的次数和时间。经过秒表测试后，工序12可以减少到57s，工序13时间减少到38s，共计减少了17s。表4.2 工序12分析提问表第一次提问第二次提问第三次提问回答做什么（What）是否有必要？有无更合适对象？有必要做为何做？（Why）为什么要这样做？是否不需要这样做？让盒子保持完整何时做（When）为何需要此时做？有无更合适时间？保证生产流畅何处做（Where）为何需要此处做？有无更合适地点？有更合适的地点何人做？（Who）为何需要此人做？有无更适合人？需熟手才可操作如何做? （How）为何需要这样做？有无更适合方法？改用大号针线4.3.3 工序16 上盖打胶/装胶件分析工序16上

45、盖打胶/装胶件与工序19下盖打胶不同的是，上盖里有已经车好的内插袋并且为了保证胶件不脱落，上一道的工序15上盖胶件亦需要打胶，因此打胶水时需多加留意，防止装胶件时胶水溢出，难以处理。同样再次使用5W1H提问技术分析，其分析过程及结果如表4.3：表4.3 工序16分析提问表第一次提问第二次提问第三次提问回答做什么？（What）是否有必要？有无更合适对象？有必要做为何做？（Why）为什么要这样做？是否不需要这样做？让盒子保持完整何时做？（When）为何需要此时做？有无更合适时间？保证生产流畅何处做？（Where）为何需要此处做？有无更合适地点？有更合适的地点何人做？（Who）为何需要此人做？有无更

46、适合人？一般员工即可操作如何做? （How）为何需要这样做？有无更适合方法？前工序改用机器点胶由以上分析以及采取“ECRS”四大原则，工序15上盖胶件打胶改为使用点胶机自动点胶，同时再将工序16上盖打胶/装胶件分解成两道工序并增加1名员工，这样可以大大减少操作时间和缩短瓶颈时间。经过秒表测试后，工序15可以减少到15.3s，工序16上盖打胶时间为15s，装胶件时间为35，共计减少了29.7s。4.3.4 其他工序分析从现场发现还有许多闲置的机器在一旁，经调查和询问班组长后，得知这些机器已放置许久，连自己都不知道能否继续使用，也就一直放在一边占用位置。重新排查机器后，发现有一台激光机可以用于工序

47、5拉链画位上，使用机器替换手工，提高了机器的使用率，并且工作效率也大大提高。经秒表测试后，作业时间减少到5.5s。还有一些小改善例如工序4穿拉头，在测该工序的标准工时时，发现员工将拉头穿上拉链，有时候很容易穿上去，有时候又怎么用力也不太会穿上去，导致其中时间浪费。后来本人也曾试着穿了几个，发现问题主要是出在穿拉头时的角度，没控制好就难以穿上。既然问题找到了，便也很好解决了，只要将拉头固定好，拉链即可一下就穿过，于是从工作台上拿了一把小剪刀当做简易夹具放在桌垫下固定好，小剪刀的剪口刚好可以放下一个拉头，拉链可以稳定在同一个面上轻松穿过（如图4.5）。经过秒表测试后，作业时间可以减少到5s。图4.

48、5 改善后简易夹具4.3.5 人机作业分析结合工序4和工序5，绘制人机作业分析图（如图4.6）后发现，可利用ECRS原则将两道工序合并，并且可以减少1名员工，提高生产效益。作业名称穿拉头（人）拉链画位（机）工作时间/s6570空闲时间/s50利用率/%92.9100操作10人时间/s10机装夹拉链10穿拉头502030405550560卸下拉链70580图4.6 人机作业分析图同理，工序17上盖压合与工序21下盖压合亦可以一人两机进行工序合并（如图4.7所示），再减少1名员工，时间缩短至29s。工作时间/s人27空闲时间/s人2总时间/s29机A23机A6机B23机B6利用率（%）人92.6机

49、机A79.3机B79.3时间/s作业者上盖压合气缸机A下盖压合气缸机B时间/s22取工件2等待5压合553装夹工件开机3装夹工件72至B机20压合6等待1192取工件112卸工件143装夹工件开机3装夹工件14195检查工件15压合29212将工件放于箱中232至A机252等待272卸工件4等待292将工件放于箱中图4.7 人机作业分析图4.4 改善前后效果对比根据上述对各标准工序的分析和设计的改进，现绘制出改善后的标准工时表和工序标准时间表的对比图如下表4.4和如下图4.8所示：图4.8 改善后的工序时间对比图其周期时间 CT = 38s，因此由公式4.2和公式4.3可求：平衡率：P = =

50、60%平衡损失率：d=1P =40%每日的产量：Q = =757 500由以上计算可知，通过对生产线的改善，总共减少了1名员工和3道工序，时间缩短了114.9s，使得生产线平衡率提高到60%，比现在的40.6%提升了19.4个百分点。而且，每天的实际生产量提高到757，比以往公司所制订的目标产量500提升了257。以上对生产线的优化和改善，大幅度地提高了产量，同时也为公司创造了更多的利润。表4.4 改善后的标准工时表序号工序名称标准工秒（s）作业人数改善方法标准工秒（s）作业人数平衡结果1穿拉头9.41合并工序，由1人完成；手工画位改为激光画位71合并后减少了1个工序，时间减少了15.2s，减

51、少了1人2拉链画位12.813切里布2.51不变2.51不变4PU皮打胶折边231不变231不变5拉链驳围/剪线301不变301不变6内插袋包边41不变41不变7修剪内插袋41不变41不变8上盖定内插袋/修剪331不变331不变9埋成品671更换针线，多加1人302增加1人，时间减少了37s10成品包边/回口451更换针线381时间减少了7s11半成品修剪301不变301不变12上盖胶件点胶351手工打胶改为机器点胶15.31时间减少了19.7s13上盖打胶/装胶件601工序简化分解，多加1人151简化后时间减少了5s，增加1个工序35114下盖胶件打胶301不变301不变15下盖打胶191不

52、变191不变16下盖贴合361不变361不变17上盖压合271合并工序，由1人完成291合并后减少了1个工序，时间减少了26s，减少了1人18下盖压合28119打胶装USB胶件211不变211不变20全检351不变351不变21包装19.21不变19.21不变合计570.92145621减少了1个工序，时间缩短了114.9s4.5 生产车间布局改善4.5.1 改善方案生产线平衡可以有效解决生产时的瓶颈问题，大大降低在制品的数量，提高生产效率。为了更好地延续生产线平衡工作，现对EVA盒生产加工时的线路图提出改善方案，以下是生产现场改善前后对比图4.9：改善前：改善后：图4.9布局改善前后对比图4.5.2 方案评价（1）整体布局以产品原则布置，符合了EVA盒加工时的顺序，使得物流沿着同一个方向移动，在制品运动的路线最短，更加方便地搬运物料，有利于员工操作方便，并且有效地减少回流的现象。（2）成型线采用U型布置，缩短物料搬运路径。（3）全检包装与暂存区互换，使得成形线后紧跟收尾工作，减少搬运时间。4.6 生产线仿真模拟4.6.1 改善前仿真模拟为了验证基于IE方法的改进方案是否有效，本文使用Flexs