【《基于IE的显示屏生产线现状分析及优化改善方案设计》18000字（论文）】

II1绪论1.1研究背景及意义1.1.1研究背景众所周知，中国是一个制造业大国，在改革开放初期主要通过比较廉价的劳动力来吸引外资企业来此投资，通过此举提高和巩固了在全球制造业内的地位，占据了比较多的市场份额，但是跟随改革开放的不断发展，在经济和社会全球一体化的进程中，中国在其他方面发展迅速，服务业的比重也是逐年增加。在目前世界各行各业中，电脑已经成为工作必不可少的工具，在生活中电脑同样扮演着重要角色。电脑带给人们便捷的同时也促进了时代进步。随着人们对电脑的需求增加的同时也对电脑的升级有着极高的追求。显示器作为电脑的主体，是电脑中极为重要的核心，而显示屏却是电脑最终呈现在人类视野的，显示屏的好坏决定着电脑使用者直接感觉。随着社会发展和科技进步，电脑已经成为人类生活工作中不可或缺的一部分。随着显示屏技术的不断革新，液晶显示屏已经成为主流，目前台式电脑显示屏普遍使用液晶显示屏。液晶显示屏作为消费类产品的三大件之一，伴随着光电行业的高速发展，目前，全国有近一百多家企业进行液晶显示屏的生产。液晶显示屏具有超精致影像画质，十足平面显示，节省空间，节约能源，有利于健康，TFTLCD无辐射、无闪烁，这对长期在电脑屏幕前工作的人来讲无疑是最大的福音。目前电脑显示屏使用液晶显示屏，随着市场需求的增加，企业对显示屏生产线的生产效率要求有了进一步的提高。1.1.2研究意义工业工程(IndustrialEngineering简称IE)是工程技术和管理技术相结合的产物，它的发展历史已经超过百年，最早是由泰勒提出的，它的出现为日美等发达国家的社会和经济发展积累了大量的财富，极大的促进了这些国家的工业化现代化进程。如何优化生产作业流程，识别及减少不必要的浪费，以达到提高和优化生产效率的目的，如何将工程技术与管理方法有效地相结合起来，以及结合和运用生产运作系统综合效率，这就需要运用现代工业工程管理的理论和方法。电脑对人类生活工作十分重要，而显示屏对电脑而言有着非常重要的作用，企业显示屏生产线生产效率就显得尤为重要。本文针对电脑显示屏生产线进行流程优化和改善研究，根据对显示屏的生产产量提高的需求，生产车间的生产组织流程和组装生产车间工艺，对显示屏生产线进行流程优化和改善研究。在显示屏生产车间生产流程的过程中，主要对产品各工序的工艺流程进行分析，运用秒表时间研究法对产线各工序进行时间测定，以确定各操作单元的操作时间。通过应用时间研究，ECRS,人因工程等方面知识进行改善，使得生产线流程得到优化，降低生产成本，提高生产效率。1.2国内外现状液晶显示是一种现代显示技术，其构造是在两片平行的玻璃板当中放置液晶，两片玻璃板中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状液晶改变方向，将光线折射出来产生画面。由于液晶本身不发光，因此液晶显示屏需要背光显示模组为其供应充足且分布均匀的光源，使其能正常显示影像。自上世纪60

年代美国首次将液晶显示技术在实际产品中应用至今，液晶显示技术已逐步发展成熟，并取代了显像管显示成为了目前主流的显示技术。1.2.1全球液晶显示行业发展情况液晶显示技术的应用起源于美国，但由日本率先于上世纪

90

年代初实现应用产品量产。至1995

年前后，日本曾占有超过九成的全球市场份额。此后，随着韩国和中国台湾的兴起，日本液晶产业开始日渐衰落。90

年代中期，得益于政府的大力扶植，韩国液晶显示行业获得高速发展。至1999

年，韩国三星和LG位列全球液晶显示面板出货量前两位。

1998

年前后，由于亚洲金融危机爆发，日本逐步将液晶显示产业转移至中国台湾。在中国台湾政府“两兆双星”计划的支持下，至2009

年，中国台湾液晶显示面板出货量已占全球总出货量的40%以上，成为全球重要的液晶显示面板生产基地之一，与日本、韩国形成了三足鼎立的局面。而在我国大陆地区，受益于我国政府“十二五”国家战略性新兴产业发展规划的政策支持，我国液晶显示产业在“十二五”期间得到了飞速发展。1.2.2国内液晶显示行业发展情况我国大陆地区液晶显示行业发展带动背光显示模组需求有力增长“新型显示产业”作为我国政府支持的新兴战略产业之一，近年来在政府的积极扶持下取得了长足的进步。我国液晶显示行业在发展过程中，孵化出了一大批具备高成长性的高新技术企业，如京东方、华星光电、深天马等。除我国本土企业迅速发展外，在全球制造业分工和我国改革开放的背景下，境外资本如韩国三星、LG

等优秀企业在我国投资建厂的浪潮也对我国液晶显示行业的技术转移产生了积极作用。目前，我国液晶显示行业正在经历产能扩张、出货增加以及技术提升阶段。根据数据显示，截至2016

年底我国液晶显示面板已投产生产线产能约为每月522

万平方米，未投产生产线产能约为每月444

万平方米。我国对显示屏生产重视力度越来越高，面对市场需求的增加，对现有显示屏生产线优化与改善就显得尤为重要。1.3本文的研究内容及方法本文通过对电脑公司显示屏生产线生产车间进行实地考察，收集产品生产的实际需求以及生产工艺的相关资料；采集相关数据，并对生产场地进行测量；计量装配线生产时间；了解生产现场的环境后，根据显示屏生产线生产车间生产平衡的实际需求，以生产线平衡理论及工作研究理论为依据，对显示屏生产线工序进行动作分析和时间测定，寻找影响生产线平衡以及产能不足的原因，重新对生产线进行了优化设计与改善。并结合实际，应用5S管理理论和人因工程理论，完成生产现场的改善。最后利用Flexsim仿真软件建立仿真模型，完成显示屏生产线的平衡验证。具体步骤如下：（1）对电脑显示屏生产车间进行调研，收集相关资料，并完成英文译文；（2）对电脑显示屏生产线工艺流程分析；（3）对电脑显示屏生产线工序动作分析、时间测定；（4）进行电脑显示屏生产线平衡分析，找出存在的问题；（5）根据产量计算节拍和最小工作地，完成生产线流程优化与改善；（6）对电脑显示屏生产线进行平衡改善研究；（7）利用人因工程理论改善电脑显示屏车间作业现场；（8）基于Flexsim的电脑显示屏生产线仿真。2理论概述2.1工业工程理论方法2.1.1工业工程简介工业工程(IndustrialEngineering，简称IE)思想最早是20世纪初时科学管理之父“泰勒”提出的，它以人、物料、设备、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象。综合应用工程技术，管理科学和社会科学等知识，达到提高质量、降低成本的目的，同时为科学管理提高决策依据。现代IE是以大规模生产为研究对象，在制造工程学，系统工程学科基础上逐步发展起来的一门交叉的工程学科。它对人、机、料、法及环境等生产系统要素进行优化配置，对工业生产过程进行系统的规划与设计，从而提高生产效率。经济发展，科技进步，市场需求变化促使企业之间竞争越来与激烈，低成本，高效率的生产模式，占据了市场主要优势，工业工程学科由此产生，大大提高了制造行业的生产效率，促进社会发展，而本次设计正是应用工业工程的方法手段对显示屏生产线进行改善与研究，最终达到提高生产效率，降低成本，为企业更多的盈利的目的。2.1.25S管理5S管理是指对生产现场的生产要素进行有效的管理，由整理、整顿、清扫、清洁、修养五个部分组成。整理：将工作场所中的任何物品区分为必要或不必要，不必要的彻底清除。整顿：给我必要的东西摆放整齐、给予标识，把寻找时间减少为30s内。清扫：打扫工作场所和设备，保持岗位始终在清洁整洁的状态。清洁：通过制度化、规范化管理，维持上述三个步骤。修养：对于规定，大家严格遵守，提高自己的管理能力。2.1.3秒表测时法秒表法是在一段时间内利用秒表或电子计时器对作业者的动作执行情况进行直接连续的观测把作业时间和有关作业的其他参数以及特殊情况下的数据一并记录下来，并结合企业所制定的宽放比例，来确定作业作者完成某项动作所需标准时间的方法。使用秒表法进行测时，通常采用连续测时法，归零测时法和周程测时法等，本文采用的是归零测时法。归零测时法，在观测过程中，每遇一作业单元结束，即按停秒表读取数值，并立即将秒表归零，在下一作业单元开始时重新启动。由于上一作业单元结束点，即是下一作业单元的开始点，所以秒表归零后需立即启动。秒表法按照测定方式的不同可分为重复式观察（测时）和非重复式观察（写实)。重复式观察（测时）——一工序或工序的一部分为对象，重复记录其作业时间，并进行分析研究的方法，一般重复多次，然后求平均值。测时的作用在于总结推广先进操作经验，寻求合理的操作方法，观察工序中的时间消耗，为制定时间标准提供依据。非重复式观察——一整个工作日为对象，按照时间消耗的顺序进行观察记录和分析的方法。写实的作用与测试作用相同。2.1.45W1H提问法5W1H提问法是指对工作上的每项活动从目的，原因，时间，地点，人员等方法上进行提问，为了清楚地发现问题可以有几次提问，依据提问的答案，问出问题所在，并进一步讨论改进的可能性，由于前五个提问英语单词的字首字母都含“W”，而最后一个提问字首字母为“H”，因此常称之为5W1H提问技术，详细内容见表2-1：考察点第一次提问第二次提问第三次提问目的做什么（What）是否必要有无其他合适的对象原因为何做（Why）为什么这样做是否不需要做时间何时做（When）何时此时做有无更合适的时间地点何处做（Where）何处需要此处做有无更合适的地点人员何人做（Who）为何需要此人做有无更合适的人方法如何做(How)为何需要这样做有无更合适的方法与工具表2-1“5W1H”提问法2.1.5ECRS四原则“ECRS”四大原则为删减(Eliminate)，合并(Combine)，重组(Rearrange)，简化(Simplify)，简称ECRS，用于对生产过程进行优化。E(Eliminate)，即消除。我们通过对某项工作的目的、要改善的工序、作业项目以及操作动作等用“做什么”、“是否必要”等问题反复进行提问，若得到答案为肯定的，则坚决予以取消。取消是进行改善的最高原则。(2)C(Combine)，即合并。经过取消的优化后，对于无法取消而又必要的的动作，看看能不能进行合并，以达到节省时间的密度。(3)R(Rearrange)，即重排。对于不能够进行取消和合并的工序，考虑改变作业位置，目的使作业顺序达成最佳和效率最高的状态。比如对现行的人员操作顺序进行重新分工排列，对人员和机器布局进行重排等等。(4)S(Simple)，即简化。在经过取消，合并和重排后的工作，最后可以考虑用最简单、最经济的方法来完成。比如增加工装夹具，考虑机械化，采用自动化设备等来防呆和简化操作。使操作和新的方法更加有效。改善是一般遵循对目的进行取消，对地点，时间，人员，进行重排或合并，对方法进行简化的原则。2.1.6标准工时标准时间是指一位受过训练的熟练工作者正常条件下，完成标准作业所需的时间。标准时间的构成如下：标准时间的计算公式标准时间=观测时间×评价系数×（1+宽放率）=实际时间×（1+宽放率）（2.1）标准时间能在企业管理的多个层面广泛应用，分别为①用来确定最适当的作业方法。②对小组作业来讲，可保持作业者的工作时间平衡，提升作业效率。③确定每名操作者负责的机器数量。④建立基本的生产计划数据。⑤建立基本的标准成本数据。⑥提供效率管理的基准。⑦决定外协单价的基础数值。⑧建立基础的衡量生产力和作业效率的数据。⑨作为作业途程计划的基础数据。⑩分析标准成本与实际成本的差异。2.1.7现场管理现场管理是针对与生产现场来进行的一种综合性治理，运用科学的管理思想、方法和管理手段，对现场的人、机、物、环境、能源、信息等，进行合理的配置和优化组合，保证现场预定的企业经营目标，实现优质、高效、安全的生产。长春工业大学学士学位毕业论文生产现场管理的根本目的是以顾客需求为到导向，保证生产活动的顺利展开，最终应该反映在产品质量、交货期、成本等三个主要指标上面，实现现场管理围绕生产展开、为生产服务，使现场管理活动同生产管理有机结合起来。2.2生产线平衡理论生产线平衡是平衡生产的全部工序，对各作业的生产负荷进行调整，使作业时间尽可能的相近。生产线平衡相关定义如下：1.生产线理论：生产线是按照顺序完成规定生产流程的作业线，是一种可以配置作业人或工业机器人的机械系统。2.工作站：在完成某产品的各道工序时，装配线中指定作业人进行操作的工作位置就是工作站。3.作业元素：把操作划分为一个一个不能再分的操作单元，这些单元即为作业元素。4.总作业时间：装配一个产品的所有作业单元的时间总和。5.空闲时间：在工作时间内没有进行有效工作任务的时间就是空闲时间。6.装配负荷率：是一种用来衡量装配线是否平衡的标准，是装配任务分配给各个工作站的平均程度。7.节拍：节拍就是各工序完成规定的作业，生产可以继续进行所容许的最大时间。节拍的公式定义如下：CT=F/Q（2.2）式中：CT一一流水线节拍(s/件)；F--计划期有效工作时间(s)；Q--计划期内产品产量(件)；8.生产线平衡率=（各工序时间总和÷（工位数×CT））×100%=（∑ti÷（工位数×CT））×100%（2.3）CT：即生产线节拍2.3生产线平衡相关概念2.3.1生产线平衡原则及改善的原则方法生产线平衡原则主要包括两项:（1）调整作业元素，使各个工序的作业时间低于生产线生产节拍，并且符合工序的先后顺序，令工序数目尽可能减少。（2）使各个工序损失的时间尽可能的少，并且要尽量均匀，使装配的时间损失率最小。生产线平衡的改善原则方法:（1）考虑瓶颈工序的改善，具体可以参考程序分析、动作分析与工序自动化等IE的方法与手段。（2）将瓶颈工序的作业内容分配给其余的工序。（3）增加操作者，提高生产线平衡率就会提高人均产量，单位产品成本也随之下降。（4）合并或重排生产工序，在作业内容较多的情况下更容易拉平衡。（5）将作业时间较短的工序进行，安排到其它工序中。2.3.2生产线平衡的影响要素1.工序的作业内容工序的作业内容是根据工艺的具体要求，在规定的工作站需完成的任务。任务的多少直接影响完成作业的时间。2.操作者的技术水平和积极性不同的作业人员由于经验积累及个人身体状况存在差异，因此即便是同样的的工序，测试时间也有所不同；提升作业者的技术水平与积极性能提高企业的竞争力。3.工序设备的生产能力设备的生产能力是由一定时间内装配产品的数量的能力决定的。同样的工序内容，操作的设备型号不同，也会存在数量与品质的差异；流水线作业条件时，如果由于设备不良而处理不当，就会使整条流水线停产。除了以上三点外，其它的一些因素也会影响生产线的平衡。2.3.3生产线平衡的改进要点1.改进工艺设备与操作设备方面可以通过科学的设计，使作业过程中个别时间重叠，来缩短生产线的节拍，也可以缩短过程中部分动作所耗用的时间，来实现缩短整条线节拍。2.改进工艺方面调整生产工艺也可以使节拍改变。例如对于一条冰箱生产线的两道工序——箱体装配与发泡，他们的节拍相差较大，可以在它们之间增设一个储存线作为缓冲环节。3.改善产品本身的设计工厂在生产过程中，要根据自身的生产经验，积极与研发单位沟通，并提供合理建议。这样的生产模式，通常称为DFM（DesignForManufacture），是在产品正式投产前或者正式生产中，通过FMEA（FailureModeEffectiveAnalysis）方法对生产的产品品质状况，以及人员作业方便性问题进行分析，之后对产品本身的设计提出改善要求。4.改进节拍计算方法生产节拍往往都是凭经验估算出来的，现在可以通过公式计算节拍，最小工作站位数等，更科学有效。通过生产线平衡可以达到：（1）提高作业人员和设备的效率。（2）减少单件产品的工时消耗，降低成本。（3）减少工序的在制品，真正实现“一个流”生产。（4）在平衡的生产线上进行单元生产，提高生产应变力。（5）通过平衡生产线可以综合应用IE的手法，提高全员综合素质。3基于IE的显示屏生产线现状分析3.1企业简介该电脑公司成立2001年，起先从事电脑主机、显示器、显示屏等零部件的装配工作，随着市场对电脑需求的日益增加，该企业于2007年增加显示屏生产线，着力于电脑零部件装配流水线与零部件生产流水线集于一身，在全球竞争力度日益严重的市场大环境下提高自身优势。企业从2008年开始每年生产显示屏产量达百万台，每条显示屏生产线的年产量达10万台。随着社会的发展与信息技术的革新，全球处于经济一体化，信息一体化，各种行业的发展进步都离不开信息，电脑作为人类工作工具是不可或缺的。目前，该企业在电脑市场占有一定的份额，企业近年来也在不断的突破自我，寻找提高企业竞争力的方式方法。3.2显示屏生产线节拍确定该企业显示屏车间生产现状：采用U型生产线，日产量达500台，年产10万台，每年365天，除去节假日等休闲节日，实际工作时间为每年218天，由于生产数目过多，所以生产线是两班制作业，并且每班采用8小时工作制。除去生产线工人休息时间，实际每班工作按照7.5小时计算。由第二章理论部分节拍公式（2.2）：CT=F/Q式中：CT一一流水线节拍(min/件)；F--计划的有效工作时间(min)；Q--计划期内产品产量(件)；因此现有生产线生产节拍CT=（218*2*7.5*60）/100000=1.962min=117.7s所以企业目前显示屏生产线生产节拍为118s。3.3工序时间测定液晶显示屏主要由背光源（或背光模组）、上下两层偏光片、上层和下层两块玻璃基板、ITO透明导电层、薄膜晶体管（TFT）、液晶分子层、彩色滤光片、框胶八大部分组成。这里主要对显示屏生产工序（14道）进行作业时间测定以及动作研究。显示屏生产线后工序十四道如下：工序一：切割工序二：裂片工序三：液晶灌注工序四：加压封口工序五：二次切割工序六：断离工序七:磨边工序八：清洗工序九：再定向工序十：检测工序十一：切偏光片工序十二：贴偏光片工序十三：脱泡工序十四：包装3.3.1时间测定（秒表法）秒表法是在一段时间内利用秒表或电子计时器对作业者的动作执行情况进行直接连续的观测，把作业时间和有关作业的其他参数以及特殊情况下的数据一并记录下来，并结合企业所制定的宽放比例，来确定作业作者完成某项动作所需标准时间的方法。使用秒表法进行测时，通常采用连续测时法，归零测时法和周程测时法等，本文采用的是归零测时法。归零测时法，在观测过程中，每遇一作业单元结束，即按停秒表读取数值，并立即将秒表归零，在下一作业单元开始时重新启动。由于上一作业单元结束点，即是下一作业单元的开始点，所以秒表归零后需立即启动。显示屏生产线是由十四个工位组成，各个工位如下：工位一：切割。工位二：裂片。工位三：液晶灌注。工位四：加压封口。工位五：二次切割。工位六：断离。工位七：磨边。工位八：清洗。工位九：再定向。工位十：检测。工位十一：切偏光片。工位十二：贴偏光片。工位十三：脱泡。工位十四：包装。对显示屏生产线所在工序依次按照工序进行秒表测时，每个工位按照目前生产线SOP进行操作，从第一动作开始到最后一个完成动作计时，累计5次测时，十四个工位测时累计70次，每个工位的操作人员为1人，对工序秒表测时的5次结果求平均值，得到显示屏生产线工序秒表测时结果。对显示屏生产线进行实时秒表测时，最终生产线工序实验数据的如表3-1所示：表3-1秒表测时序号工序名称测量工时（S）平均值（S）一次加工产品CT（S）工序人力平衡工时123451切割42.342.642.444.142.442.8143.8142.82裂片32.131.532.432.631.832.1132.1132.13液晶灌注92.192.291.892.091.992.0192.0192.04加压封口73.274.473.874.274.274.0174.0174.05二次切割71.872.471.673.172.672.3172.3172.36断离74.474.172.973.872.273.9173.9173.97磨边72.171.972.272.471.872.1172.1172.18清洗53.452.853.253.453.653.1153.1153.19再定向20.520.220.5120.5120.510检测74.372.573.474.873.873.4173.4173.411切偏光片74.274.174.374.474.274.2174.2174.212贴偏光片21.422.221.8121.7121.713脱泡52.252.953.251.652.252.4152.4152.414包装73.974.174.273.874.274.1174.1174.13.4生产线平衡分析3.4.1确定宽放时间宽放时间包括私事宽放、疲劳宽放、政策宽放、延迟宽放等。私事宽放：即满足作业者生理需求所需的时间，如喝水、上厕所等。疲劳宽放：即为恢复操作者在工作中产生的生理上和心理上的疲劳而产生的宽放。延迟宽放：是操作中无法避免的延迟，不是作业者能控制的中断。政策宽放：是作为管理政策上给与的宽放时间。该生产线中：显示屏生产线规定有休息时间，所以私事宽放定为正常时间的2%；疲劳宽放为正常时间的8%；由于生产线的运行需要各环节等人为或非人为因素的影响，延迟宽放为正常时间的3%；因为该生产线运行相对稳定，政策宽放不予计算。宽放率为10%（规定电子作业宽放率取10%），取评定系数为110%。总宽放时间=正常时间*宽放率=观测时间*评定系数*宽放率=（42.8+32.1+92.0+74.0+72.3+73.9+72.1+53.1+20.5+73.4+74.2+21.7+52.4+74.1）*110%*10%=828.2*110%*10*=91.1s以此法即可算出各工位宽放时间如表3-2所示：表3-2各工位宽放时间序号工位工位操作时间s工人数/人宽放时间s1切割42.814.72裂片32.113.53液晶灌注92.0110.14加压封口74.018.15二次切割72.318.06断离73.918.17磨边72.117.98清洗53.115.89再定向20.512.310检测73.418.111切偏光片74.218.212贴偏光片21.712.413脱泡52.415.814包装.2确定标准工时标准工时制定的精准度越高，对企业的帮助就越大，它可以用来正确的评估生产线或者车间的产能，从而准确的计算人员成本；以及设法对现有的生产线或生产车间加以改进；也可以合理安排工作计划，计算标准成本等。根据标准时间计算公式计算出：标准时间=观测时间×评价系数×（1+宽放率）=实际时间×（1+宽放率）=828.2*110%*（1+10%）=1002.1s（这里取评价系数为110%，宽放率为10%）以此可算出各工位标准工时如表3-3所示：表3-3工位标准工时汇总表序号工位工位操作时间s工人数/人标准时间s1切割42.8151.82裂片32.1137.83液晶灌注92.01111.34加压封口74.0190.05二次切割72.3187.56断离73.9189.47磨边72.1187.28清洗53.1164.39再定向20.5124.810检测73.4188.811切偏光片74.2189.812贴偏光片21.7126.313脱泡52.4163.414包装74.1计算平衡率由表3-3数据可知，工序中最大操作时间为111.3s,取节拍为112s,对显示屏生产线的平衡率进行计算如下：生产线平衡率=(各工序时间总和÷（工位数×CT）)×100%=((∑ti÷（工位数×CT)*100=（51.8+38.8+111.3+90.0+87.5+89.4+87.2+64.3+24.8+88.8+89.8+26.3+63.4+89.7）/(14*112)*100%=1002.2/(14*112)*100%=64.0%该企业显示屏生产线的十四个工序在生产线上连续重复的进行，在制品的等候时间和设备的加工间歇都减少了。由于本次的设计目标是找到最高效率的生产方式，如果达不到会造成资源浪费，成本提高。所以由生产线平衡率计算结果可知该生产线生产平衡率是64.0%，远小于目标平衡率85%，需要对生产线存在问题进行分析。3.5分析生产线存在问题3.5.1瓶颈工序1.瓶颈工序定义瓶颈工序是指制约整条生产线产出量的那一部分工作步骤或工艺过程，广义上瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。瓶颈工序主要是针对生产流程而言，我们通常把一个流程中作业时间最长的工序称为瓶颈工序。因而，对瓶颈工序的改善就尤为重要。瓶颈工序改善方法：首先利用工业工程的相关方法如程序分析、动作分析、生产线平衡等找到瓶颈工序;分析瓶颈工序的原因;利用ECRS进行瓶颈工艺改善;重新计算生产线平衡;衡量效益，总结电脑显示屏生产工艺流程。瓶颈工序分析该显示屏生产线，其工艺流程:切割裂片液晶灌注加压封口二次切割断离磨边清洗再定向检测切偏光片贴偏光片脱泡包装。最后显示屏生产的14个工作场地流水线工时分析如表3-4所示：表3-4显示屏生产线工序工时表序号工位工时/秒工人数/人作业时间1切割42.8142.82裂片32.1132.13液晶灌注92.0192.04加压封口74.0174.05二次切割72.3172.36断离73.9173.97磨边72.1172.18清洗53.1153.19再定向20.5120.510检测73.4173.411切偏光片74.2174.212贴偏光片21.7121.713脱泡52.4152.414包装74.1174.1瓶颈工序由表3-4可以看出液晶灌注作业时间为92s，与生产线中其他工序作业时间相比，液晶灌注工序作业时间远远大于其他工序，所以液晶灌注工序在该生产线中为瓶颈工序，其他工序也存在些许问题，下面对部分工序进行分析。用鱼骨图分析影响瓶颈工序及整体生产作业的因素。利用鱼骨图，从人员、物料、工装设备、方法及环境逐项列出影响液晶灌注工序的原因，如图3-1所示：环境物料人员。现场凌乱物料缺陷尺寸误差动作复杂布局不合理循环时间长液晶灌注动作复杂方法设备图3-2液晶灌注工序导致液晶灌注成为瓶颈工序的主要原因是该工序在整个生产流程中极为重要，动作循环时间长，灌注环境必须有较好的洁净度，防止水气，油和灰尘等对液晶的污染。在灌注过程中工人需要高度集中注意力，导致不必要的时间浪费。一方面由于工序对生产环境要求以及员工安全问题，员工必须戴绝缘橡胶手，穿绝缘橡胶雨鞋以及身穿防尘服套，导致工作时动作受阻，工作时间延长;另一方面，表面清洗时由于操作频繁导致注意力下降，极易造成清洗不合格，造成返工，因而耗时长。对于其他存在的问题主要是生产过程中各工序衔接调整时间过长，工作台不合理，等待作业时间长，影响干扰其他工序项目的进行;在同一场地操作，作业之间会存在等待、频繁调整等现象，影响作业时间。3.5.2工序分布不合理由表3-4可以得，各工序操作时间不一，且存在部分工序操作时间远小于其他工序，如表中所示，工序一：切割工序操作时间为42.8s;工序二:裂片工序操作时间为32.1s;工序八：清洗工序操作时间为53.1;工序九：再定向工序操作时间为20.5s;工序十二：贴偏光片工序操作时间为21.7s;工序十三：脱泡工序操作时间为52.4s.这六个工序操作时间与其他工序相比要小于其操作时间，这就增加了工序的等待时间与该工位操作人员的空闲时间，于整个生产线而言，该问题的存在影响了现有生产线的生产效率，导致生产平衡率低下。需要利用ECRS四原则对其进行改善。3.5.3作业现场人因问题（1）车间原料区原料摆放凌乱，生产作业会受到一定影响，浪费时间成本，如图4-1所示。另外还存在物料区摆放较远的问题，操作者取物料需要浪费许多时间，可将物料储存区安置在相应工位附近，如图4-2所示。针对液晶灌注工序问题，引入设备液晶灌注机，改手工作业为机器自动化作业。生产线机械化、自动化水平提高，虽然对工人操作技能要求较高，但改善了工作环境，降低了工人劳动强度，节省时间成本，减少浪费。两者比较，作业时间平均缩短30s。针对切割以及二次切割工序，对设备进行升级处理，减小机器以人员之间空间距离，对员工定期进行身体动作素质培训，加快抓取放置动作时间。瓶颈工序改善后的生产线作业时间如表3-5所示：表3-5瓶颈工序改善后作业时间序号工位工时/秒工人数/人作业时间1切割42.8142.82裂片32.1132.13液晶灌注72.0172.04加压封口74.0174.05二次切割72.3172.36断离73.9173.97磨边72.1172.18清洗53.1153.19再定向20.5120.510检测73.4173.411切偏光片74.2174.212贴偏光片21.7121.713脱泡52.4152.414包装74.1174.1 4显示屏生产线优化与改善4.1瓶颈工序改善针对液晶灌注工序问题，引入自动化设备液晶灌注机，改手工作业为机器自动化作业。人员操作时间由于各种因素影响导致效率低下，操作时间达92s,利用设备液晶灌注机，该工序时间为72s。生产线机械化、自动化水平提高，虽然对工人操作技能要求较高，但改善了工作环境，降低了工人劳动强度，节省时间成本，减少浪费。两者比较，作业时间平均缩短20s。4.1.标准工时确定4.4.1确定宽放时间宽放时间包括私事宽放、疲劳宽放、政策宽放、延迟宽放等。私事宽放：即满足作业者生理需求所需的时间，如喝水、上厕所等。疲劳宽放：即为恢复操作者在工作中产生的生理上和心理上的疲劳而产生的宽放。延迟宽放：是操作中无法避免的延迟，不是作业者能控制的中断。政策宽放：是作为管理政策上给与的宽放时间。该生产线中：显示屏生产线规定有休息时间，所以私事宽放定为正常时间的2%；疲劳宽放为正常时间的8%；由于生产线的运行需要各环节等人为或非人为因素的影响，延迟宽放为正常时间的3%；因为该生产线运行相对稳定，政策宽放不予计算。宽放率为10%（规定电子作业宽放率取10%），取评定系数为110%。总宽放时间=正常时间*宽放率=观测时间*评定系数*宽放率=808.2*110%*10%=88.9s以此法即可算出各工位宽放时间如表4-1所示：表4-1工位宽放时间汇总表序号工位工位操作时间s工人数/人宽放时间s1切割42.814.72裂片32.113.53液晶灌注72.017.94加压封口74.018.15二次切割72.318.06断离73.918.17磨边72.117.98清洗53.115.89再定向20.512.310检测73.418.111切偏光片74.218.212贴偏光片21.712.413脱泡52.415.814包装.2制定标准工时标准工时制定的精准度越高，对企业的帮助就越大，它可以用来正确的评估生产线或者车间的产能，从而准确的计算人员成本；以及设法对现有的生产线或生产车间加以改进；也可以合理安排工作计划，计算标准成本等。根据标准时间计算公式计算出：标准时间=观测时间×评价系数×（1+宽放率）=实际时间×（1+宽放率）=808.2*110%*（1+10%）=978.4s（这里取评价系数为110%，宽放率为10%）以此可算出各工位标准工时如表4-2所示：表4-2工位标准时间汇总表序号工位工位操作时间s工人数/人标准时间s1切割42.8151.82裂片32.1137.83液晶灌注72.0187.14加压封口74.0190.05二次切割72.3187.56断离73.9189.47磨边72.1187.28清洗53.1164.39再定向20.5124.810检测73.4188.811切偏光片74.2189.812贴偏光片21.7126.313脱泡52.4163.414包装74.1189.74.2最小工作地计算4.2.1确定改善后节拍根据对显示屏生产线优化技术指标：日产量达600，生产线平衡率达85%以上，计算目标节拍，由第二章公式（2.2）可得：CT=F/QCT=（218*2*7.5*60）/100000=1.509min=90.54s由表4-2可知，生产线工序中最大工作时间为90s,与目标节拍近似相等且略微小于目标节拍，所以取节拍为90s。4.2.2计算最小工作地工作站也叫工作地。工作站中需要完成的作业单元与工时总额，分别称作站工作含量和站工作含量时间。流水线中所有的站工作含量时间的总和为总工作含量时间，以W表示。Wtj,tj为作业j的加工时间。用最少的工作站数来完成制品的生产过程，可以体现出装配线工作站分工的合理性。工作站数越小，负荷越饱满，成本就越低，装配线的利用效率也就越高。在给定了节拍时间后，最少工作站数应为：作业总时间/生产线节拍，并且取整。流水线的最少工作站数可以用来检查工作站任务分工组织的合理性。根据显示屏生产线生产节拍为90秒，得工作站数：最小工作地数=标准作业总时间/节拍=（51.8+37.8+87.1+90+87.5+89.4+87.2+64.3+24.8+88.8+89.8+26.3+63.4+51.8）/90.0=978.4/90=10.87取整数，确定最小工作地数为11。在完成任务的前提下，工作站的个数越少，成本越低，所以尽可能选择最小工作站数。4.3基于“5W1H”与“ECRS的工位改善本节将基于工作研究的方法中“5W1H”以及“ECRS”四大原则对显示屏生产线中不合理的作业进行改进。根据对作业单元的分析，我们可以发现，在显示屏生产线中有很多工位的工作时间大大低于节拍，这样会影响生产线的平衡率，我们要依照“5W1H”提问技术和“ECRS四大原则”对不合理的工步、工位进行合并、以及工位顺序的调整。工位的合并问：如果将工位1与工位2合并，这样是否可行？答：可行。工位1、工位2加工时间之和为89.6s，更接近于生产节拍。合并后的作业单元只是将有些工序转移到上一个工位进行操作，并不影响工人的操作，简单的工位合并，只是能加工人的作业时间所占得比例，不影响装配的速度和质量，是可以考虑合并的所以这样的合并是合理的、可行的。问：工位8与工位9是否可以合并？答：可以。工位八与工位九的加工时间之和为89.1s，合并之后均更接近于生产节拍。并且不影响生产的工艺流程，是可以合并的。问：工位12与工位13是否可以合并？答：可以。工位八与工位九的加工时间之和为89.7s，合并之后均更接近于生产节拍。并且不影响生产的工艺流程，是可以合并的。（2）工步的合并问：在整个加工过程中是否可以进行工步的合并与拆分？答：否。经过分析，在显示屏生产线上各个工位的每一个工步都设计的比较合理，非常具有独立性，不需再进行工步的合并，由于各个工位都是在完成一道独立的任务，因此也不能再进行拆分。基于上述条件，我们对显示屏生产线工位改善后的结果如表4-3所示：表4-3改善后工位时间汇总表序号工位工位操作时间s工人数/人标准时间s1切割与裂片74.9189.62液晶灌注72.0187.13加压封口74.0190.04二次切割72.3187.55断离73.9189.46磨边72.1187.27清洗与再定向73.6189.18检测73.4193.79切偏光片74.2188.810贴偏光片与脱泡74.1189.811包装74.1189.74.4改善后的生产线平衡率的计算4.4.1计算改善后生产线平衡率经过改善研究后，此生产线的节拍为90s，所以改善后的显示屏生产线的平衡率，结合上述工位的操作时间分析可得：生产线平衡率=（各工序时间总和÷（工位数×CT））×100%=（(∑ti÷（工位数×CT））×100=（89.6+87.1+87.1+90+87.5+89.4+87.2+89.1+93.7+88.8+89.8+89.7）/(11*90)*100%=978.4/(11*90)*100%=98.8%从以上数据可以得出，该生产线的生产线平衡率比优化前的高，这正是我们想要得到的。生产线平衡率满足了大于85%，可以认为生产线基本实现了“一个流”的生产。在改善过程中由于对工位进行了合并使得整个生产线面积减少了，工人人数也减少了，这样将会提高生产效率，并且可以实现年产量13万台。4.5基于人因工程作业现场改善4.4.2计算产能该企业显示屏车间生产：日产量达600台，年产13万台，每年365天，除去节假日等休闲节日，实际工作时间为每年218天，两班制作业，并且每班采用8小时工作制。除去生产线工人休息时间，实际每班工作按照7.5小时计算。由第二章理论部分节拍公式（2.2）：CT=F/QQ=（2*7.5*60*60）/90=600（台）年产量为：Q=(218*2*7.5*60*60)/90=130800(台)由计算结果可知，日产量达600台，年产量达13万台的目标产量可以完成，且无过多的库存剩余。4.5人因工程作业现场改善4.5.1人因工程概述人因工程学定义：研究人和机器、环境的相互作用及其理解和，使设计的机器和环境系统合适人的生理、心理等特征，达到在生产中提高效率、安全、健康和舒坦的目的。研究的内容：研究人的生理与心理特征；研究人机系统的总体设计；研究人机界面设计；研究工作场所设计和改善；研究工作环境及其改善；研究作业方法及其改善；研究系统的安全性和可靠性；研究组织与管理的效率。人因工程学主要对象是人，使人的心理、生理方面达到最舒适的状态，提高工作效率。对该显示屏生产线主要从车间环境出发，对温度、照明、工位进行改善，生产显示屏车间为无尘恒温，照明情况符合车间生产，主要对工位摆放脏乱差的情况进行改善。4.5.2基于人因学的工位器具的改善现场管理法即\t"/item/%E7%8E%B0%E5%9C%BA%E7%AE%A1%E7%90%86%E6%B3%95/_blank"5S现场管理。5S现场管理可以有效地解决这个问题，它能使你企业的生产环境得到极大地改善，是你企业走上成功之路的重要手段。5S来自日文SEIRI（整理）、SEITON（整顿）、SEISO（清扫）、EIKETSU（清洁）、SHITSUKE（修养）发音的第一个字母"S"，所以统称为"5S"。5S活动不仅能够改善生产环境，还能提高生产效率、产品品质、员工士气，是其他管理活动有效展开的基石之一。基于现场管理，工位器具的合理摆放既给人以整洁感又方便操作者取拿操作，提高装配效率，同时还有利于规范化管理。显示屏生产线装配现场器具摆放存在的问题大体表现在以下两个方面：（1）现场原料区摆放比较凌乱，生产作业会受到一定影响，浪费时间成本，如图4-1所示。另外还存在物料区摆放较远的问题，操作者取物料需要浪费许多时间，可将物料储存区安置在相应工位附近，如图4-2所示。图4-1现场原料区图4-2现场物料区生产现场的工具布局也不利于操作者操作，如图4-3所示。在紧固螺钉操作时，螺钉放在右手边，旁边是螺丝刀，对工人取拿时的动作进行动作分析发现左手有空闲，操作不均衡，存在右手先拿电动螺丝刀再交给左手的交叉动作。不符合方法研究中的动作经济原则。应该改进一下，可以在工作台的正上方对准待紧固的零件放置位置安置悬挂的电动螺丝刀，以操作者紧固时伸手取拿舒适为宜确定高度，这样就可以避免抬举、平移等动作，节约时间。图4-3现场工具（悬挂式）4.6显示屏生产线的布局改善设计对于大多数的生产或者储运部门来说，物料的运输方式一般是沿着通道，而设备也是布置在通道两侧，因此通道的形式决定了物料、人员的流动模式。选择车间内部流动模式的一个重要依据是出入口位置。常常由于外部运输条件或者原有的布置限制，需要按照给定的入、出口位置来规划流动模式。此外流动模式也要考虑生产工艺流程、生产线长度、建筑物外形、物料搬运方式等方面的影响。基本流动模式有五种：直线型。入口与出口位置相对，外形为长方形，设备沿着通道两侧布置。L型。适用于设备或建筑物不允许直线流动的情况，入口与出口分别处于建筑物两相邻侧面。U型。适用于入口与出口在建筑物同一侧面的情况，生产线长度基本上相当于建筑物长度的两倍。环形。适用于要求物料返回到起点的情况。S型。在一固定面积上可以安排较长的生产线。该企业显示屏生产线目前采用的是U型生产线，布局如图4-4所示，出口与入口在建筑物同一侧面，经过优化与改善研究之后，根据实际情况，工位数已经减少，且在现场改善环节中，发现生产线出入口如果放在一侧有些拥挤，不利于设备与人员的流动，并且U型生产线宽度大，有限的空间里除了生产线外所有储存原料与工具的位置都不能安置在生产线附近，增加了工人的动作，效率较低。改善后我将对显示屏生产线采用S型生产线，生产线占地面积变小，节约了空间，并且出入口设置在不同方向，可以改善人员与物料流动拥挤的现象，储存原料与工具均可以安置在生产线附近。结构如图4-5所示：4-4改善前U型生产线4-5改善后S型生产线5基于Flexsim的显示屏生产线的仿真5.1Flexsim概述FlexSim是迄今为止，世界范围内第一个在图形环境中集成了C++IDE和编译器的仿真软件。在这个软件环境，C++不但能够直接用来定义模型，而且不会在编译中出现任何问题。它具有完全的C++面向对象性，超强的3D虚拟现实(3D动画)，直观的、易懂的用户接口，卓越的柔韧性(可伸缩性)。定义模型逻辑时，可直接使用C++，而且可立刻编译到Flexsim中。因为Flexsim具有高度的开放性和柔韧性，所以能为几乎所有产业定制特定的模型。使用Flexsim进行仿真可以达到以下几个方面的效果：（1）提高资源利用率（2）有效分配资源（3）解决物料发送问题（4）展示新的工具设计和性能（5）研究降低成本计划（6）决定零件经过的时间（7）减少等待时间和排队长度（8）消除缺货问题（9）研究可替换的投资概念（10）尽力最有批量和工件排序（11）解决物料发送问题（12）管理日常运作决策（13）研究设备预置时间和改换工具的影响（14）优化货物和服务的优先次序和分派逻辑（15）从历史运行中得到经验和教训Flexsim仿真步骤如下：（1）确定仿真目标，拟定研究内容。这一部分主要是是明确车间仿真的目的，以及衡量仿真结果的目标。（2）收集和整理数据，确保调研获得的资料数据的数量与准确性。（3）建立车间布局模型，分析车间各组成部分参数之间的数学逻辑关系，在此基础上建立车间布局模型。（4）建立车间仿真模型，根据车间布局模型、收集的数据建立仿真模型。仿真模型要求能够真实的反映系统的实际情况。（5）验证模型。多模型进行参数的合理设置，逻辑策略是否正确反映现实系统的本质等。（6）仿真运行。对所研究的系统进行大量仿真，获得丰富的仿真资料。（7）分析仿真结果并改善。分析影响系统的关键因素，并提出改善措施。5.2基于Flexsim的显示屏生产线仿真模型的建立通过显示屏生产线的设计，我们知道了显示屏生产线的生产过程，现在就基于Flexsim仿真软件对显示屏生产线进行仿真，仿真的具体过程如下：打开Flexsim仿真软件，点击进行实体的创建，建立14个处理器，1个发生器，1个暂存区，1个吸收器，具体的模型如图5-1所示:图5-1实体创建模型图对建立的实体进行连接。连接时用A键进行连接，A连接用Q进行断开连接。连接后的模型如图5-2所示:图5-2实体连接模型图3）对建立的实体进行参数设置显示屏生产线的节拍是118s，那么我们对发生器的到达时间间设置为118s，如图5-3所示:图5-3到达时间设置模型图对触发器进行参数设置，点击创建触发，创建实体的颜色和类型，我们对临时实体类型设置参数为（1，1），这样表示发生器只能创建一类实体。然后点击应用，确定。如图5-4所示:图5-4触发器参数设置模型图对暂存区的参数的设置。暂存区相当中转区，那么我们要对其容量进行设置，使暂存区的货物既能保证供应，又能不积压很多，为此我们设置暂存区容量参数为20。设置过程如图5-5所示:图5-5暂存区参数设置模型图设置处理器参数,对十八个工位,也就是十四个处理器进行参数设置,设置正态分布,将各工位加工时间输入,如图5-6:图5-6处理器参数设置模型图对建立的模型点击图标重置，然后点击图标运行。模型运行情况如图5-7所示：图5-7模型运行图仿真后运行结果如图5-8所示:图5-8仿真后运行结果观察运行的结果我们可以发现，绿色表示空闲时间，蓝色表示加工时间，浅蓝色表示阻塞时间，这十四个工位工位一、工位二、工位八、工位九、工位十二、工位十三空闲时间明显较大，工位六、工位七堵塞时间较多，存在着严重的不平衡状态，要对其进行改善。5.3显示屏生产线改善前后仿真结果分析本次设计的显示屏生产线改善前工位为14个，U型布置，改进后的工位为11个，并且是S型布置，改善前的工位布局如图5-9所示，改善后的工位布局如图5-10所示:图5-9改善前工位布局图图5-10改善后工位布局图改善前的工位运行结果如图5-11所示，改善后的工位运行结果如图5-12所示：图5-11改善前的工位运行结果图5-12改善后的工位运行结果上面的两个运行结果中，绿色代表空闲时间，蓝色代表加工时间，浅蓝代表阻塞时间。我们可以看出，改进后工位上的阻塞消除了，空闲时间减少，而加工时间明显增多，大大的增加时间利用率。改善后的工序比改善前的工序数量减少，且改善后的工作地数就是之前计算出的最小工作地数，这样的装配才是效率高的生产，符合工业生产需求。通过改进，使发动机生产线各工序节拍趋于一致，这样可以有效的利用人力资源，最大程度的消除了不必要的时间，为企业赢得最大的经济利益。总体上来说达到了装配流水线的改善目的，但是我们也从改善之后的柱状图看出工序八中空闲时间较其他工序仍高出一些，所以改善后的生产流水线仍然存在个别问题需要调整。6总结通过本次论文的设计，我深深的体会了理论联系实际的重要性。通过运用工业工程的理论和技术，不断优化工艺流程，完善现场管理，并且通过制定标准工时，制定标准工艺卡，这样可以使工人操作规范化。本次论文对显示屏生产线的优化与改善是在到一汽解放公司调研后，认真分析整理的，在进行的过程中也曾遇到一些难题，但是最终通过和同学探讨与和指导教师沟通，也都顺利解决了。我也深刻的感受到生产线的平衡分析是生产线设计中一个重要的部分，也是一门很大的学问，直接关系到生产线的正常使用。本文设计的生产线的目标生产线改善前为十四道工序，改善后减少到十一道，恰恰是最小工作地数，平衡率原来是51.7%，在对生产线工序中瓶颈工序进该显示屏生产线整体平衡率已经得到一定改善，由瓶颈工序影响整条生产线生产效率的问题得行改善，更好的规定了工时和人员数，再应用ECRS四大原则进行工序的改善，过程中将原来流水线中闲置时间过长且效率比较低的工序与其他工序进行了合并，提高了整个流水线的生产效率。改善后，最终达到了95.5%的生产线平衡率。生产流水线的平衡改善是一个发现问题、分析问题、