车辆检修生产系统中工业工程的应用

1、 车辆检修生产系统中工业工程的应用专业： 机械设计 学生姓名： 马赫 指导教师： 张进生 车辆检修生产系统中工业工程的应用09机设班 2 马赫 摘要：车辆为运输的重要载体，具有品种多、数量多、流动性强、安全要求高等鲜明特点，其运营过程中的安全性和可靠性完全依靠于车辆段的科学、有效的监控和维护，在交通跨越式发展的进程中，车辆段如何以更为科学、高效的检修生产系统保证交通运输需用车辆的数量和质量，成为众多交通科技人员深刻思索的问题。本文分析了我国车辆检修生产系统的现状和存在的主要问题以及工业工程的功能和作用，指出车辆检修生产系统优化过程中应用的工业工程的思想、方法和技术。 关键词：工业工程 生产线平

2、衡 车辆检修车辆检修是指铁路车辆运用过程中，车辆零部件会逐渐磨耗、腐蚀和损伤，为保证车辆经常处于良好的技术状态，稳定可靠地工作，必须进行有计划的检查和修理。实行流水作业，有利于降低修理费用，提高修理质量和劳动生产率。1、 我国车辆检修系统现状及问题 目前现代化的交通运输主要种类有：铁路运输、水路运输、公路运输、航空运输及管道运输。其中铁路运输是我国最主要的运输方式，是国民经济大动脉。铁路运输自19世纪初正式开始运营以来，一直以其运量大、速度快、安全、节能等优势作为人类最理想的交通运输方式，在世界各国的经济发展中起着十分重要的作用，为促进国际经济发展和商贸流通做出了重要的贡献。由于我国资源分布和

3、工业布局不均衡，长距离、大运量、大宗货物运输主要依靠铁路。我国目前全国铁路营业里程达9万公里左右，居亚洲第一，世界第二，铁路货车大约有65万辆，其中中国铁火车54万万辆，企业自备车11万辆。每列货物列车载重量在4000t左右，有些地区开行了5000t单列重载列车，大秦线已经开行了20000t组合列车。据2001年中国交通年鉴统计结果显示，我国2001年铁路货运周转量占全国各种运输方式总和的31，同时随着我国铁路货运高速重载技术的发展，这一比重呈逐年上升势头。据铁道郁统计中心公布的数据显示：2005年全国铁路完成货物运输发送量26.86亿吨，同比增长8.2，全国铁路完成货物周转量20545.54

4、亿吨公里，同比增长7.5，我国铁路完成的货物发送量、货运密度和换算周转量等主要运输指标居世界第一位”。 铁路货车作为完成铁路运输的运载工具，其车种、车型也随着世界交通、物流的发展，不断更新和完善。货车运行速度也由最初的20公里/小时提高到现在的200公里/小时。车辆在运行中，由于受到自然条件的影响，车辆自重和载重的重力作用，以及运行中的冲击和震动等等，使组成车辆的各个部分，不可避免的发生磨耗、腐蚀、变形以及裂纹等损伤。因而降低了车辆的运行性能，给运输安全造成了隐患。铁路输送各工作紧密联系等特点，假如在某一环节出现问题将有可能导致全线堵塞和瘫痪，所以安全是铁路运输的关键。因而，为使车辆经常处于质

5、量良好状态，确保行车安全并延长车辆使用寿命，必须对铁路车辆进行各种检查和修理工作。由此，如何科学的确定车辆检修方式，提高车辆检修质量，有效消除车辆隐患，保障车辆运行安全，得到了世界各国的高度重视。二、工业工程与车辆检修生产系统优化的关系随着技术的持续革新，新造车辆质量不断提高，新的车种、车型也陆续投入使用。在铁路货车技术跨越式发展的金坛，有些车辆段的检修设施和布局已经不能满足现有的车辆检修水平，甚至严重阻碍了检修效率的提高。因此车辆段应在现有资源的基础上，根据车辆段货车检修的生产特性进行科学的设施规划和生产组织，以提高车辆检修效率和质量。这就需要运用工业工程技术对检修生产系统进行不断改善，合理

6、安排作业，制定标准工时，降低成本，提高产品质量和生产效率。工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术，主要包括方法研究和作业测定。利用这两大技术，分析影响工作效率的各种因素，消除生产系统中不合理、不均衡、不经济的因素，寻找最经济、最合理的令操作者感觉满意的操作方法，并制定标准方法，然后通过作业测定制定出标准时间，作为生产管理、制度控制的依据。工作研究的最终目的就是降低成本提高生产效率，本文针对某车辆段火车构架的检修工艺流程，运用工作研究和生产线平衡技术对其进行了该杀和优化，取得了明显的成效。这种方法在西方发达国家都得到了广发应用。三、具体分析车辆检修系统的不足与改进方法运用程序分析和秒表测时法分

7、析检修生产线各工位工时本文以某车辆段的铁路货车检修车辆构架的车间为研究对象，构架检修工作是铁路货车检修的一个重要组成部分，构架作为车辆走行部的重要组成部分，起着举足轻重的作用，本车间检修任务大，日均检修60辆车，每天工作7小时。车辆构架检修的流程图如图1所示。该构架检修生产线分布在11工位上，为了对检修生产线进行改善，必须明确检修生产线上每个工位的作业单位，作业内容及作业先后次序，在明确了这些之后，将各个工位的作业分解成可以测量的作业单位，对作业单元按秒表测时的规范方法进行测时。表1是在优化前该车间检修构架的作业时间及步骤。 生产线平衡现状: 由于绘制的表1的检修步骤和时间以及平衡率可以直观的

8、看出，整个检修生产线极不平衡，工作站多且混乱，各个工作站内的作业单位分配也不平衡，工作站5、7、9用时较长，工作站1、3、11用时较短，工作站之间的时间相差很大。同时有些工作站存在生产能力过剩现象，这些都会导致检修效率下降，成为整个检修生产线的瓶颈。我们可以看到整个生产线改进的空间很大。运用工业工程技术改善方案设计与实施：首先我们运用工业工程中5W1H提问技术，对检修生产流程及各工作站提出问题，然后运用“ECRS”（取消，合并，重排，简化）四大原则结合生产线平衡技术，对检修生产线的瓶颈进行改善，以提高生产率。有表1我们根据各工位作业次序画出构架检修流程图，如图2所示。作业方法改善 通过对表1的

9、仔细观察，发现在工位1和工位11上有不同程度的存在操作不规范和浪费现象，主要是在检修流程上存在吊运迂回，拆卸时间浪费。消除不必要的动作时间浪费后，我们对各作业单元进行秒表测时法得出整个作业时间为38.58min，具体时间见表2。、根据生产线平衡原则，在满足生产线各工位作业顺序约束的条件下，重排各工作地的内容，实现个工作地作业工时基本一致。流水生产线各工作地分工的合理性体现在用最少的工作地来完成制品的生产过程。因为工作地数越少，工作地上的负荷越饱满，流水线的利用效率也就越高，在给定了节拍时间后，最少工作地数为：式中 符号表示大于或等于W/C的最小整数。位置权衡法平衡方案 在不改变节拍的情况下，我

10、们计算整个检修流程所需要的最少工位数:由以上计算可以看出将各个工作安排到6个工作站是合理的布局。我们采用位置权衡法来重排工作站。位置权衡法的基本思想是按位置加权数递减的次序，在满足工序先后次序约束的条件下，指派尽可能多的作业单位道义工作站，直到该工作站的装配时间接近节拍。根据图2检修流程图的优先顺序我们得到装配线平衡位置权衡表2.位置权衡的计算方法：表2中E（i)为第i道工序，i=1，2，n,t(i)为第i道工序的加工时间，t（j）为第j道工序加工时间。位置权重其中第i道工序优先于第j道工序。本方法的原则为在满足先后顺序约束和工作站中剩余的未指派空闲时间允许的前提下，按照位置权衡递减的顺序对各

11、工作站再指派工作单元，根据这个原则我们采用MATLAB编制程序，输入节拍7min得出结果如表3。由程序得出我们得到改善后检修装配线的工位布置，其平衡率为：运用生产线平衡技术对检修生产线工位进行改善后，发现平衡率由原来的53.57%提高到91.86%，实现了“一个流”的生产方式。各工位的生产能力也大大提高了，使生产工位布局更加合理化。四、结论生产线的平衡水平直接影响着生产能力，一些生产线常常因为某个瓶颈工序或工位而影响生产线整体的生产能力。本文针对车辆的构架检修生产线存在的问题运用工业工程中工作研究和生产线平衡技术对检修生产线优化，在不改变生产节拍的情况下，使生产线工位布局更加合理，生产线平衡率也提高了38.29%。工业工程的合理应用可以提高企业素质和增强企业竞争力。参考文献：1惰瑞政.济南西车辆段铁路货车检修生产系统的优化改造D.上海交通大学，2002.2顾杰，刑党生.铁路货车构架检修工艺线设计，北京科技大学交流学术，2005.3孙建华，张霖，施进发，严金波.RPW法在混合装配线工序同期化的应用J.工业工程，2008，11(1).o4粟磁，陈煦，王仁康主编. 工业工程原理与应用.北京：机械工业出版社，19975张