焊装生产线节拍分析及优化教材

1、焊装生产线节拍分析及优化教材目 录1、概述2、生产线节拍的定义、作用及分析的意义3、生产线节拍的计算方法4、生产线节拍分析的方法及手段5、工艺节拍优化方法6、结束语概述 本文论述了焊装生产线的节拍优化分析对焊装工艺规划的重要意义，根据生产实际对焊装线前期工艺规划中节拍分析的手段和方法进行了细致分析，对工时测量方法（MTM）在焊装线上的应用进行了解析，总结了焊装线节拍优化的具体方法，对焊装线应用最为广泛的动作节拍时间进行了归纳。一、概述目 录1、概述2、生产线节拍的定义、作用及分析的意义3、生产线节拍的计算方法4、生产线节拍分析的方法及手段5、工艺节拍优化方法6、结束语生产线节拍的定义、作用及分

2、析的意义 1、生产线节拍的定义 生产节拍又称客户需求周期、产距时间，是指在一定时间长度内，总有效生产时间与客户需求数量的比值，是客户需求一件产品的市场必要时间。 生产节拍实际是一种目标时间，是随需求数量和需求期的有效工作时间变化而变化的，是人为制定的。二、生产线节拍的定义、作用及分析的意义生产线节拍的定义、作用及分析的意义 2、生产节拍与生产周期的区别 生产节拍反映的是需求对生产的调节，如果需求比较稳定，则所要求的的节拍也是比较稳定的，当需求发生变化时节拍也会随之发生变化，如需求减少时节拍就会变长，反之则变短。 生产周期则是生产效率的指标，比较稳定，是受到一定时期的设备加工能力、劳动力配置情况

3、、工艺方法等因素影响决定的，只能通过管理和技术改进才能缩短。生产线节拍的定义、作用及分析的意义 3、生产节拍对生产的作用 生产节拍对生产的作用首先体现在对生产的调节控制，通过节拍和生产周期的比较分析，在市场稳定的情况下，可以明确需要改进的环节，从而采取针对性的措施进行调整。 生产节拍生产周期生产节拍生产周期生产过剩，大量中间产品积压，库存成本上升、场地使用紧张等问题设备闲置，劳动力等工现象，生产能力浪费生产能力满足不了生产需要，加班、提前安排生产、分段储存加大等问题实际生产能力生产节拍生产线节拍的定义、作用及分析的意义 生产周期大于或小于生产节拍都会对生产造成不良影响。要尽可能地缩小生产周期和

4、生产节拍的差距，通过二者的对比分析安排生产经营活动。 生产节拍另一个作用是能够有效防止生产过剩造成的浪费和生产过迟造成的分段供应不连续问题，并确定工序间的标准手持品数量。 从成本的角度出发，生产过剩和不足都是一种浪费，应用生产节拍就要改变生产越多越好的观念，建立起适量生产的观念。生产线节拍的定义、作用及分析的意义 为保证生产中分段连续供应，必要的、合理的分段贮备在实际生产中也是必须的，在平衡生产节奏的同时，通过工序能力的分析，建立起各工序间必要的手持分段数量，避免分段库存过多造成的严重浪费。 另外，生产节拍会使生产现场的作业规律化，达到生产活动的稳定，实现定置管理，并作为现场生产效率改善的依据

5、。 生产线节拍的定义、作用及分析的意义 3、生产节拍分析的意义 焊装线在进行工艺规划阶段需要根据年生产纲领推算出其生产节拍，再根据生产线的节拍来分解平衡各个工位的工艺内容。 因此，节拍分析对优化焊装线工艺内容及布局、确定焊装线的设备选型、工位数量、生产线传输形式、生产线自动化水平、平衡成本预算等具有重要作用。 科学、详实、贴近实际的节拍分析是焊装工艺规划成功的重要保障。 目 录1、概述2、生产线节拍的定义、作用及分析的意义3、生产线节拍的计算方法4、生产线节拍分析的方法及手段5、工艺节拍优化方法6、结束语生产线节拍的计算方法T = Takt Time (生产节拍)Ta = Time Avail

6、able (可用工作时间，分钟数 / 天)Td = Time Demanded or Customer demand (客户需求，件数 / 天)可用工作时间是剔除了休息时间和所有预期停工时间(比如维护和交接班的时间)。 三、生产线节拍的计算方法生产线节拍的计算方法 一般先确定年产量，之后根据实际生产要发生的辅助时间推算出生产线的节拍。 假定某车型的年产量预定为20万辆，一般主机厂每天2班生产，每班工作时间为860 min，休息时间20 min，电极修磨时间15 min，设备使用率90%。 每天有效生产时间： Ta=860-(20+15)90%2801min/天； 日产量： Td=2000001

7、221794台/天； 生产节拍：T=8017941.008min/台61s/台生产线节拍的计算方法 生产纲领对应节拍的查询图例见图1。 实际中门盖类生产线还要考虑备件的生产，其生产节拍更快一些。 目 录1、概述2、生产线节拍的定义、作用及分析的意义3、生产线节拍的计算方法4、生产线节拍分析的方法及手段5、工艺节拍优化方法6、结束语生产线节拍分析的方法及手段 在现代化的汽车工业生产中，自动化焊装生产线的应用非常普遍，随着生产纲领的不断增加，生产操作人员的工作趋于单一化，但生产操作、工位之间及生产线之间的协同配合却越来越密切，整个焊装生产过程的各个环节都要满足特定的生产节拍。 要实现有序地进行焊装

8、自动化生产，作业人员与生产线之间、焊装线前后工序之间、生产线之间等各个生产环节需保持高度的协同性，进而使生产线按照统一的节拍连续运行。 四、生产线节拍分析的方法及手段生产线节拍分析的方法及手段 要实现上述目的，在焊装前期进行工艺规划时就要以科学的手段和方法进行详实的工艺节拍分析，通过分析发现生产瓶颈问题，优化工艺布局，进而实现均衡生产。 目前，国际先进汽车生产企业都在研究和使用适合本企业集团的预定时间标准系统，用来使企业的各个生产操作环节实现作业标准化、规范化，以提高劳动生产率和经济效益。 生产线节拍分析的方法及手段 本文就其中较为典型的工时测量方法-通用分析系统 (MTM-UAS)的分析方法

9、，结合焊装实际进行深入解析，以期帮助更多的焊装工艺规划人员做好工艺节拍分析，提高工艺规划能力。 MTM-UAS的核心就是将生产作业的动作进行分类，确定动作单元和动作时间。 生产线节拍分析的方法及手段 MTM-UAS的8个基本工序如下： a.拿取和放置（A）； b.放置（P）； c.使用辅助工具（H）； d.启动操作（B）； e.动作周期（Z）； f.身体控制（K）； g.视力控制（VA）； h.操作时间（PT）； MTM-UAS的基本工序图例见图2。 生产线节拍分析的方法及手段 生产线节拍分析的方法及手段 结合焊装生产实际将以上8个基本工序分别进行说明如下 ： a.拿取和放置 原始定义是用手指

10、或手移向一个或几个物体，拿住它们，并把它们送到带有一定精度的地点。 在焊装生产中以下几种常见操作适用于该工序类型：操作者向工位上装载零件、操作者拿取焊钳放置到焊点处、操作者拿起螺钉并放置在螺纹孔处、操作者拿取零件放置到工位器具中等。 影响因素：零部件的质量、难以搬动的程度、拿取的状况、放置的状况、距离范围。生产线节拍分析的方法及手段 b.放置 原始定义是在规定的精度内把1个或几个已被手或手指控制的物体，放置到下一个确定的地点，或者是把已被手或手指控制住的辅助工具放到确定的使用位置。 在焊装生产中以下常见操作适用于该工序类型：在夹具中对制件进行定位操作；操作者将手中的工具移回原位挂起；操作者操纵

11、焊钳进入产品内部；操作者焊接完成后操纵焊钳离开制件并移回原位挂起；焊钳姿态转换；操作者操作螺柱焊枪移位到下个螺柱；操作者操纵螺柱焊枪从制件中出来；MAG焊枪更换焊接位置；操作者操纵涂胶枪更换涂胶位置；操作者操纵铆枪更换铆接位置；操作者操纵螺丝刀换位到下个螺钉等。 生产线节拍分析的方法及手段 c.使用辅助工具 原始定义是指用手或手指拿起1个或几个辅助工具，把它（它们）放到使用的位置上，用完之后放下。 在焊装生产中以下常见操作适用于该工序类型：操作者拿起/放下螺柱焊枪用后松开；操作者拿起/放下MIG/MAG焊枪在1个焊缝上；操作者拿起/放下涂胶枪在1个涂胶缝上；操作者拿起/放下铆枪并放置到铆接位置

12、；操作者拿起/放下螺丝刀放置在1个螺钉位置；操作者检测时拿起/放下锤子并放置到使用位置等。生产线节拍分析的方法及手段 d.启动操作 原始定义是指用手或脚达到对调节部件的控制，并完成单一的或复合的调节过程。 在焊装生产中以下常见操作适用于该工序类型：手动闭合夹紧器；手动打开夹紧器；操作者按下夹具或焊钳操作按钮（双手启动按钮）；激活/点燃MIG/MAG焊枪；操作者松开涂胶枪按钮；确认手动回转夹具的锁紧和解锁等。 e.动作周期 原始定义是指用手、手指或脚进行周期性重复的动作流程。该动作流程是否用工具进行无关紧要。生产线节拍分析的方法及手段 在焊装生产中主要体现在拧紧螺母、使用锤子等工具进行检查、检查

13、记录等动作。 f.身体控制 原始定义是当身体转动、移动或倾斜对确定时间有影响时，就应该考虑身体动作。 在焊装生产中以下常见操作适用于该工序类型：操作者装卸零件时的行走移动；大于90的转身动作；操作者弯腰、蹲下、跪下的所有动作。生产线节拍分析的方法及手段 g.视力控制 原始定义是指用眼睛进行的检查过程，以便做出某一判断。 在焊装生产中目视检查操作适用于该工序类型。 h.操作时间 操作时间指操作者进行某项特定的工艺操作所用的时间。生产线节拍分析的方法及手段 在焊装生产中以下焊装工艺可根据实际操作过程确定工艺时间：夹具夹头自动闭合的打开时间；点焊1个焊点的工艺时间；补焊1个焊点的工艺时间；自动螺柱的

14、供给时间；人工MIG/MAG焊接10 mm的工艺时间；人工涂胶100 mm的工艺时间；人工铆接1点的工艺时间等。 根据以上MTM-UAS的工序分解原则，焊装工艺规划人员可对实际工位操作工艺进行详细的节拍分析，优化工艺内容、确定工位实际节拍。 下面用实例具体说明焊装工艺节拍分析的过程。 生产线节拍分析的方法及手段 a.手工操作的节拍分析 常见的人工夹具焊接工艺过程：操作者从工位器具取本工位焊接的零件放到夹具上零件在夹具上定位操作者按双手启动按钮夹紧零件操作者去焊钳存放处拿取焊钳到夹具位置操作者操纵焊钳进行焊接焊接完成后操作者将焊钳放回存放处操作者按双手启动按钮打开夹具夹头操作者将焊接合件从夹具中

15、取出放置到工位器具中生产线节拍分析的方法及手段手工工位上件焊接时序分析见图3。生产线节拍分析的方法及手段手工工位MTM代码分析见图4 。生产线节拍分析的方法及手段 b.机器人焊接工艺节拍分析 常见的机器人焊接工艺过程：通常机器人工位上大件和小件的机器人分开上件 。机器人带抓具从上件工位或零件输送装置上抓取零件 上件完成后夹具自动夹紧 焊接机器人进行焊接 焊接完成后夹具自动打开 下件机器人带抓具将焊接合件抓取离开本工位 通常机器人工位上，大件和小件的机器人分开上件 。生产线节拍分析的方法及手段机器人工位时序分析见图5 。生产线节拍分析的方法及手段机器人工位MTM代码分析见图6 。目 录1、概述2

16、、生产线节拍的定义、作用及分析的意义3、生产线节拍的计算方法4、生产线节拍分析的方法及手段5、工艺节拍优化方法6、结束语工艺节拍优化方法 在焊装线规划和实际调试过程中，可通过以下方法进行节拍优化： a.将小的零件用料盒存放在夹具最近处，以减少工人走动取件时间。 b.合理分配零件上件顺序、优化夹具结构，以减少上件后辅助夹紧时间。 c.尽可能减少夹具多余动作，以减少定位夹紧时间。 五、工艺节拍优化方法工艺节拍优化方法 d.高节拍、多零件焊接时可考虑将上件工位和焊接工位分开，通过转台加双夹具实现上件节拍和焊接节拍独立，互不影响。 e.小件抓具可考虑与焊钳集成在一起，可有效减少抓具焊钳切换时间。 f.通过优化机器人焊接顺序、焊接路径可减少焊接时间 g.通过合理分配焊点可减少机器人之间干涉及等待时间。 工艺节拍优化方法 h.卸件机器人抓取零件后到固定焊钳上进行补焊，以提高机器人的利用率。 i.在工位传输过程中，机器人在非原点的安全位置预先等待，以节约焊接时间。 j.机器人在安全位置发出工位完成信号，以节约节拍时间。 k.机器人除焊点附近的其余移动过程均