汽车密封条PU工位工序动作平衡与仿真

摘要本文利用基础工业工程相关理论知识，结合某汽车密封条生产单位的PU工位的具体生产过程，开展了生产线优化研究，为能够解决工厂实际问题提供可行性方案。通过对该公司的生产流程、工艺流程进行分析和研究后，着重运用MOD法对该汽车密封条生产单位PU工位的员工进行动作分析，基于模特法动作分析结果的基础上，了解该工位的生产现状，从中找到部分工序环节存在的问题，并运用相关知识提出相应的具体的解决方法，以达到生产线优化的目的。同时介绍了flexsim仿真软件的功能及应用基础等，并运用该软件对公司PU工位动进行仿真，从而使改善结果更加的清晰体现，进而证实改善的可行性。关键词：生产平衡率动作分析MOD法flexsim仿真AbstractThispaperanalyzedtheoptimizationoftheassemblylineusingtherelevanttheoreticalknowledgeofbasicindustrialengineering,combinedwiththespecificproductiveprocessofthePUstationofoneproductiveestablishmentproducingcarsealingstrips.Andthenputforwardsomefeasiblestrategiestosolverealproblemsinthefactories.ThispaperfirstanalyzedtheworkflowandprocessflowofthiscompanyandthenmadethemotionanalysisofthePUstationstaffofthecarsealingstripsproductiveestablishmentbytheMODMethod.Thispaperalsoanalyzedtheproductionstatusonthebasisoftheresultsofthemodelmethodmotionanalysis.Andthensomeproblemsexistinginsomeprocesslinkswerefound.Finally,thispaperputforwardsomestrategiestocopewiththeproblems,combinedwithsomerelevantknowledge,andthenthegoalofoptimizingtheassemblylinecouldbereached.Meanwhile,thefunctionofthesimulationsoftware“flexsim”andtheapplicationbasiswereintroduced.AndthesimulationofthePUstationstaffinthecompanywasdonebythissoftware,whichmadetheoptimizingresultsmoreexplicitandverifiedthefeasibilityofoptimizing.Keywords:ProductiveBalanceRate,MotionAnalysis,MODMethod,Flexsimsimulation

目录TOC\o"1-2"\h\u1绪论 ⑷S（Simple），即简化。经过取消、合并和重排都等工作，可考虑采用简单、快捷的方法来完成。如工装的夹具、增加附件、采用自动化或者机械化等设施，简化工作，从而使新的工作方法更加有效[10]。改善时一般遵循对目的进行取消，对地点、时间、人员进行合并或重排，对方法进行简化的原则，具体运用情况如下：原则目标实例取消（Eliminate）是否可以不做如果不做将会怎么样省略检查通过变换布局省略搬运合并（Combine）2个及以上的工序内容是否可以合并起来同时进行2个级以上的加工作业同时进行加工和检查作业重排（Rearrange）是否可以调换顺序更换加工顺序提高作业效率简化（Simple）是否可以跟简单是否流程优化实现机械化或自动化3.2针对PU工位每个工序进行分析改进3.2.1针对PU工位设备分析在PU工位中其中有五个工位中，硫化对撞工位公司引用了磨具机械设备，在车窗的硫化工位中，公司引用的是301大压机进行生产硫化，而在修剪工序中人员参与主要完成工作，设备无法参与。在剪切的工序中，该公司没有引用机械设备，主要是由两个人完成，这样在工作生产中不光多用了一个人，在完成时间等方面还需要改进，所以在该剪切工序中我主要是添加了一台冲压机，对原材料进行剪切，这样虽然在短期中增加了公司的生产成本，但是却省去了一个操作人员，并且在一定程度上缩短了加工时间。改善后具体人员MOD值分析如表3.2.1：表3.2.1剪品区NO.左手动作右手动作符号标记次数MOD值1拿起胶条一端B17M2托住胶条M4G3B17M21202走到另一端W5HW5*31153对准标准槽B17P5A4对准标准槽B17P5A4B17P5A41264按下开关M3P1BDM3P1145BD拿起剪断的胶条M3G1M3G1146放置放置M3P5M3P5187走回一端W5走回一端W5W5*3115总计MOD时间9292*0.129=11.868s在有效时间方面由于引入了冲压机，所以有效时间减少即：总时间=11.868+0.5=12.3s3.2.2针对PU工位工作研究分析该工位现状为五道工序，分别为剪切、对撞硫化、10450检验、301大压机硫化、39.8368检验，每个工位加工时间如图3.2.1：图3.2.1首先对每个工位人员的动作进行规范分析：1.硫化区：（1）员工在取胶的过程中在现在的情况下需要走到摆放胶的桌子前，所以在这里考虑到时间浪费的问题，将桌子放在该员工的手边这样省掉了22步和24步，省掉10MOD；（2）在25和26步中由于在每个步骤中一只手在空闲故将其合成一步，省掉24MOD 。改进后的MOD值=290-34=256MOD时间值=256*0.129=33s，有效时间不变为2s，故总时间=33/2+2=18.5s2.在301大压机硫化工序中，操作员在工作中，发现其弯腰动作过多故将第4步和第9步中的弯腰取钩子进行改进，省去34MOD故改进=126-34=92MOD;时间值=92*0.129+153=163.9s加工时间=163.9/2=82s有效时间2s不变，总时间=82+2=84s。其余工序的动作基本合理经过初步改进的各工序时间值如表3.2.2：表3.2.2工位名称剪品区硫化10450检验301大压机硫化39.8368检验总加工时间总时间12.3s18.5s46.8s84s70.3s229.9s对生产总体进行分析：1.301大压机时间过长，从而导致整体工位的节拍过长，制约了生产平衡率。而对于301大压机工序来说员工基本上没有空闲时间，所以我考虑到了加一个机器以及一个工作人员，从而减低该工序的生产时间。具体加工时间减半84/2=42s2.39.8368检验工序的加工时间是70.3s，存在着与301大压机硫化工序同样的问题，而该工序的主要操作的是人员，所以我将本工序加一个人员，从而将其加工时间减半，具体加工时间70.3/2=35.15s3.对于PU工位的剪品区以及硫化两个工序中加工时间分别为15s，24.9s这两个时间过短，根据ECRS中的合并原则，对其进行工序合并。合并后的工作时间为12.3+18.5=30.8s具体分析结果如表3.2.3：表3.2.3工序名称合并后工序10450检验工序301大压机硫化39.8368检验加工时间30.8s46.8s42s35.15s直方图如3.2.4：图3.2.4通过对该直方图的分析得到该工位的节拍为50s总加工时间=（30.8+46.8+42+35.15）*（1+16.6%）=180.4s根据：生产平衡率=（各工序时间总和/（工序数*CT））*100%生产平衡率=180.4/4*50=90.2%3.3PU工位改善后各数据汇总节拍，加工时间，生产平衡率改善前后如表3.3.1：表3.3.1节拍加工时间生产平衡率改善前87243.265.80%改善后50180.490.20%直方图如图3.3.2：3.4本章小结本章主要阐述了运用工作研究相关理论知识“5W1H”“ECRS”等原则对公司PU工位进行改进，并生成图表对改进前后的数据进行了对比！

4运用Flexsim对PU工位进行仿真4.1Flexsim软件简介4.1.1Flexsim软件特点Flexsim是一个通用工具，是一个通用的离散的仿真软件，被用来对若干不同行业中的不同系统进行建模。Flexsim软件已经被世界上许多不同领域上的企业成功地运用。世界500强企业中的一半为Flexsim的用户，包括可口可乐、通用汽车、波音公司、IBM、三星、富士康等企业[11]。Flexsim是一套系统仿真模型设计、制造与分析工具软件。是一套集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，然后专门面向制造、物流服务的软件。用Flexsim软件进行仿真的时候，可以在计算机内建立要间就对象的三维系统模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得所要的优化设计或者改善方案。Flexsim是新一代离散仿真系统的有效工具。使得面向对象的建模过程更为便捷，仅仅需要通过图形的拖动和必要的附加程序就可以实现快速建立系统的模型。软件提供了许多的物理单元，像处理器、吸收器、操作员、输送机、货架、暂存区等，用户可以根据仿真对象的构成选取其中的物理单元，方便快捷的建立系统的物理模型。同时物理模型也可以用三维动画表示出来。三维动画模型形象、生动、逼真地表现出整个物流系统，为物流的规划设计及改造提供了有效可视化手段。Flexsim研究的对象多是复杂的系统。将众多的目标的不同参数组合的运行结果输出后提供给分析者比较，从而采取较优的参数组合。由于该软件提供了十分形象的图形动画显示、完整的运作绩效报告，并通过模型运行给分析者提供了各种方案的相关的许多反馈信息，所以分析者可以在短时间内对各种方案的优劣进行比较，对各种预选方案进行评估。4.1.2Flexsim的功能及可达到的效果1.服务问题：客户至上是当今商家最为重要的准则[12]，但是企业运作还必须要考虑生产成本，为了寻求最佳的解决方案，可以考虑运用系统仿真软件技术，通过建模后分析输出结果等方法从中找到最佳的方案。2.制造问题：在制造过程中最为关注的是，要在恰当的时间制造出合适的产品，同时又要力求成本最低。这三个目标之间同样是相互矛盾的，所谓为了解决这个问题，通过建立制造系统的模型，运行不同参数下的各种系统方案，进行比较。3.物流问题：现代物流问题要求在恰当的时间把产品送到恰当的地方，同时也要尽可能的降低运送成本。这中复杂目标的系统问题，也需要通过系统仿真分析来解决[13]。4.其他问题：在其他案例中有如高速公路仿真、医院仿真、城市突发时间仿真、机场通关仿真等。这些仿真说明，系统仿真不仅可以解决制造领域或者物流领域的传统仿真分析，同时也可以解决除此以外的其他系统问题[14]。通过Flexsim仿真软件我们可以达到以下的效果：提高资源（人力资源、设备资源、资金资源）的利用率；减少等待时间以及排队的长度；能够有效的分配资源；消除缺货等问题；把故障的不好的方面的影响减少到最低；把废弃物的你好的方面的影响减少到最低；研究可以代替的投资概念；决定零件的经过时间；研究分析降低成本计划方法；建立最优的批量以及工件排序；解决物料发送的问题；研究设备的改换工具的影响以及预置时间；优化货物以及服务的分派逻辑和优先次序；在系统全部行为和相关作业中训练操作人员；展示新的工具设计和功能；管理日常运作决策；从历史运行中得到经验和教训[15]：4.2运用Flexsim对公司PU工位进行仿真4.2.1对PU工位改善前的仿真首先运用仿真软件对PU工位改善进行布局仿真，其中在剪切工序中用合成器，10450硫化、10450检验39.8368硫化、39.8368检验用处理器仿真，分配器分配人员的工作，暂存区为原材料、半成品以及成品的存放地。具体布局状况如图4.2.1：图4.2.1具体布局后进行连接分配器，在连接过程中分配器与暂存区的连接运用“s”连接，其他的连接用“a”。通过这样的连接确定工序之间的作业顺序以及人员的工作路线。具体连接如图4.2.2：图4.2.2通过对PU工位的初级建模后然后对每个工位设备进行参数设置，具体参数设置为剪切工序加工是使用操作人员，人数为两人，加工时间为15s，10450硫化工序使用操作人员，人数为1人，加工时间为24.9s。具体参数设置如图4.2.3图4.2.3.其他的工序的具体参数为：10450检验使用操作员，人数为1人，加工时间为46.8s；301大压机工序使用操作员，人数为1人，加工时间为86.2s；39.8368检验工序使用操作员，人数为1人，加工时间为70.3s。 通过对以上参数的设置得到每个工序工作状况直方图，如图4.3.3：图4.3.3（红色为工序的等待，蓝色为加工）4.2.2对PU工位改善后的仿真通过直方图4.3.3的观察我们发现39.8368检验的工位的等待时间过超过了加工的百分比，这样制约了生产效率。通过在3.2的章节中的改进我们期望能够使PU工位的每道工序能工在加工时间比上有所提高，从而提高整个工位的生产效率。改善后的布局图如图4.3.4图4.3.4注：图4.3.4中黄色的为改善前剪切和10450硫化两道工序合并后的工序善后的每道工序参数设置为：合并工序使用加工人员，人数为2人，加工时间为30.8s；10450检验工序使用加工人员，人数为1人，加工时间为46.8s；301大压机使用两台设备，两个人员，加工时间为42s。39.8368检验工序为使用操作人员，人数为两人，加工时间为35.15s。通过仿真的运行后得到每个工序的作业直方图.如图4.3.5图4.3.5（红色为工序等待，蓝色为加工）通过对直方图的观察我们得知改善后每道的加工时间明显升高，这样在加工效率上有所提高。从而验证了上文我对PU工位的改进！4.2本章小结本章主要阐述了Flexsim软件的简介并对PU工位的每道工序进行了仿真，通过对改善前后的仿真结果比较对前文的改善方法进行验证。

5论文总结本论文以某汽车密封条生产公司PU工位的生产平衡及仿真为工程背景，运用相关理论知识总结了现有的研究方法，通过对汽车制造产业等领域企业的现状的分析，总结了工业工程的现有的研究方向以及在企业中的纯在的必要性，由此设立了本文的研究目标；在这其中接着引入了生产平衡率，以员工的动作分析为切入点，运用MOD法对该公司PU工位每道工序进行动作分析后，从而得到该工位现生产平衡率；然后运用工业工程相关理论知识对现生产工位的员工动作以及工位的合理性进行改善，提出改善方案后对生产平衡率进行计算，并与之前的该工位的生产平衡率进行比较；最后，通过Flexsim仿真软件对其进行仿真，证实了改善方案的有效性。论文主要的工作以及其得的主要成果：1.运用工业工程中的生产平衡相关知识，运用MOD法对该公司的PU工位进行分析；2.得到现有的生产平衡率后，运用作业分析改善相关知识对其进行改善，提高了现生成平衡率，对其生产线进行优化；3.运用仿真软件对改善前后的工序进行仿真，从直观上观察改善效果；通过本次论文研究工作，我认识到了生产平衡率在制造企业的重要性，进而认识到员工的动作对生产线平衡是十分重要的。在制造业竞争性日益激烈的情况下，工业工程在车间生产线平衡中扮演着十分重要的角色，在这样的情况下我们需要运用我们的IE的方法对公司的生产线进行优化使得公司在生产成本以及效率上得到显著的提高，在市场中占有自己的一席之地。

致谢衷心感谢我的导师**老师，在论文之初为不辞辛苦为我联系实际单位进行现场实习，使得我能够将理论联系到实际，并在论文完成过程中的耐心、细致的教导。同时还要感谢***老师在技术等方面的指导，在此向两位老师致以最诚挚的感谢和崇高的敬意！两位老师在工作中认真负责的态度以及渊博的知识给了我深刻的鼓舞和启示是我在学习以及以后工作中找到了努力的方向及动力。同时还要感谢我所在的公司的领导以及工人，特别是该公司的工程师董老师，在本论文的撰写过程中给我许多的无私的帮助，通过老师的讲解使得我对现实生产线有了更为形象的了解及认识。在此致以我最诚挚