本科毕业设计某企业生产线平衡改善研究之欧阳美创编.docx

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本科毕业设计某企业生产线平衡改善研究之欧阳美创编

本科毕业设计（论文）

时间：

2021.01.01

创作：

欧阳美

题目：

某企业生产线平衡改善研究

专题题目：

GA03线平衡分析与改善

学院：

机电工程学院

专业：

工业工程

班级：

学号：

学生：

指导教师：

职称：

时间：

2011年6月3日

本科毕业设计（论文）任务书

机电工程学院工业工程专业2007级（2011届）班学号：

学生：

题目：

某企业生产线平衡改善研究

专题题目：

GA03线平衡分析与改善

原始依据：

工作基础及研究条件：

学生通过实习实践等环节，深入企业对产线平衡改善的内容、基本过程、目的及意义做了较为充分调查；图书资料较为充足；学校能为该设计提供计算机软、硬件条件。

应用环境及工作目的：

生产线平衡是衡量生产线工序水平的重要指标之一。

它能反映出企业综合管理水平的高低，并能给员工带来公平感，从而有助于培养员工间的合作精神，提高企业的生产效率及竞争能力，因此越来越成为企业关注的热点。

本课题针对某企业生产实际要求，运用工业工程及基本理论与方法，对给定的生产流水线进行改善，提高其产线平衡率，其目的在于：

综合运用工业工程的基本原理与相关知识，掌握生产现场改善的一般过程、方法与手段，培养学生分析问题与解决问题的能力，学会正确编写规范的技术文档以及科技论文的撰写素养。

主要内容和要求：

（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：

内容：

1、阅读相关文献资料；概述生产线平衡与改善的一般要求；企业产线平衡改善的研究与应用现状、本设计课题的意义；

2、深入企业进行现场调查，收集GA03产线的产品资料，分析其工艺流程及产线布局，测量和记录与线平衡相关的数据资料；

3、分析现有产线存在的缺陷及瓶颈，应用工业工程的基本方法，从人、机、法、环、料等方面入手，寻找制约产线平衡率及产能提高的主要因素；

4、提出有效的改善方案，对方案进行论证；

5、实施本方案，并对产生的效果进行评价分析；提出进一步改善措施；

6、撰写毕业论文。

要求：

1、较为全面地查阅相关文献资料；

2、进行现场调研，收集相关数据资料；

3、根据现场条件进行分析，提出改善方案并进行较为充分的分析论证；

4、方案设计分析与计算过程清楚、数据准确、图表齐全；

5、对改善方案应有较为全面的论述与评价；

6、论文内容完整、分析正确、表达流畅、格式规范，字数约2万字左右。

日程安排：

开题报告1周

线平衡现状及影响因素分析3周

改善方案及论证、实施及结果分析6周

撰写、修改论文（说明书）2周

准备答辩、答辩1周

主要参考文献和书目：

[1]蔡启明等．基础工业工程．北京：

科学出版社，2008

[2]林荣瑞．管理技术[M]．厦门大学出版社，1999

[3]郭伏．工作研究在流水线平整中的应用[J]．工业工程与管理，2005，

（2）：

120-124

[4]余庆良，张则强，宋林．某减速器装配线平衡的精益改造研究[J]．价值工程2010，（16）：

148-150

[5]陈勇，汤科峰，林飞龙,刘春艳.企业CD段流水线的瓶颈分析与平衡改善[J]．工业工程与管理，2008，

（1）：

112-115

[6]兰秀菊，陈勇，汤洪涛．SMT生产线平衡的持续改善分析[J]．工业工程与管理，2006，（6）：

109—111

[7]施培阔，方叶祥，黄秀玲．玩具厂装配流水线的瓶颈分析与平衡改善[J]．工业工程，2009，（6）：

127-130

[8]常礼昌．基于工业工程技术的某装配车间工作改进研究．襄樊学院学报，2009，8（30）：

50-53

[9]慈铁军，叶锋．球销装配线的平衡分析[J]．煤矿机械，2007，3（28）：

51-63

[10]汪应洛．工业工程手册[M]．沈阳：

东北大学出版社，1999

[11]孙林岩．人因工程[M]．北京：

中国科学技术出版社，2001

指导教师（签字）：

2011年3月10日

注：

本表可自主延伸，各专业根据需要调整。

本科毕业设计（论文）开题报告

机电工程学院工业工程专业2007级（2011届）班学号：

学生：

题目：

某企业生产线平衡改善研究

专题题目：

GA03线平衡分析与改善

本课题来源及研究现状：

1.课题来源

本课题来源于光宝力信科技（赣州）有限公司生产现场的实际需求，目的在于通过改善手段提高其产线平衡率，从而提高公司生产效率与效益。

光宝力信科技（贛州）有限公司属台湾著名光宝集团旗下公司之一，目前是亚太地区最大的电子变压器制造商。

光宝之GA03线采用流水线式生产作业方式，负责加工料号为T-PLNA004EL产品的部分工艺。

GA03线由前段和中段组成，前段负责N1至N6的绕线及包铜箔，后段负责半成品整形、焊锡、组装、检测等工序。

全线的自动化程度较高，关键的绕线工位配有CNC绕线机，但该生产线的整体生产能力并不强，常不能完成生产任务。

在熟悉了生产线现场之后，我开始着手对GA03线的各工序进行码表测时，最后绘制出该生产线的节拍时间（TactTime,简称TT）现状图表，如图1所示。

图1GA03线的TT现状

根据图1我们可以看到，GA03线各工序之间的节拍时间是高低不平的，由图中的数据，根据平衡率计算公式，可以计算出GA03线的平衡率：

线平衡率为71.39%，可见该生产线的平衡率还有较大提升空间。

据此，提出本毕业设计课题的主要内容是：

运用工业工程的理论与方法，对GA03线进行改善，达到提高该线的线平衡率的目的。

2.研究现状

生产线平衡是依照流水线作业的工程顺序，以生产目标算出周期时间，将作业分割或者结合，使各个工序的负荷均匀，以提高生产效率的方法。

生产线平衡问题（LineBalancingProblem，简称LBP）伴随着流水生产线的产生而产生，至今已有近百年的时间。

但这一问题的正式提出是在1954年，美国的B.Bryton在他的硕士论文《连续生产线平衡》中第一次提出生产线平衡的问题并着手解决这一问题，在此之后，许多科研人员都研究了这个方面的问题，并发明了各种各样的求解方法。

目前，针对生产线平衡问题，主要的解决方法可以分为三类：

数学分析法（最优化方法）、启发式方法和工业工程方法。

而本文则是介绍应用工业工程的方法来解决生产线平衡问题。

针对光宝力信的GA03线平衡率较低情况（线平衡率只有71.39%），本文将从线平衡的理论出发,结合光宝力信的实际情况，全面地应用程序分析、动作分析、工装自动化、ECRS原则等IE方法与手段,探讨提高生产线平衡的有效方法，对实际生产的状况进行了调整,提高生产线平衡率，提高企业的经营效益。

为有相同状况的企业提供改善思路及方法。

课题研究目标、内容、方法和手段：

1.研究目标

通过对生产线现场的考察及相关数据的收集、分析，发现GA03线的线平衡率有较大的提升空间。

通过应用工业工程的方法进行改善，改善后的生产线平衡率力争达到80%以上。

改善效果将具体表现在以下几个方面：

（1）提高作业员及设备工装的工作效率；

（2）降低单件产品的工时消耗，降低成本（等同于提高人均产量）；（3）减少工序的在制品，向“一个流”靠拢；（4）通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、布局分析、搬运分析和时间分析等IE手法，提高全员综合素质。

2.研究内容

GA03线是负责T-PLNA004EL料号的前段和中段的制作过程，前段配有CNC绕线机作业，中段主要是靠手工完成相关的整形、检测等作业。

从收集的数据中我们可以看到，瓶颈工序集中在前段，而后段工序的各个作业时间都不平稳，呈起伏不当的状态。

所以本次改善的重点是：

（1）降低前段的瓶颈工序时间，使线平衡率有所提高；

（2）重排后段的作业，使后段的工序时间趋于平衡，降低劳动强度。

针对用时短的工序和瓶颈工序分别展开研究，综合应用程序分析、动作分析、物流布局分析、时间分析以及ECRS原则等IE方法提出改善方案并切实实施方案，使线平衡率有所提高。

3.研究方法及手段

要衡量生产线平衡状态的好坏，应该设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。

首先，要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但如前所述，决定生产线的作业周期的工序时间只有一个，即最长工序时间PitchTime，也就是说PitchTime等于节拍（TactTime）。

另外一种计算方法同样可以得到TactTime，即由每小时平均产量，求得一个产品的TT（Q，每小时产量）。

（1）生产线的平衡计算公式

　平衡率=（各工序时间总和/（工序数*CT））*100%

（2）生产线的平衡损失率计算公式

平衡损失率=1－平衡率

通过平衡率这一指标来衡量产线平衡的优良情况并持续改善。

改善的手段主要有以下几点：

（1）首先考虑对瓶颈工序进行作业改善，可以运用程序分析、动作分析、工装自动化等IE方法与手段；

（2）将瓶颈工序的作业内容分担给其它工序（用时短的工序）；

（3）增加各作业员；

（4）合并相关工序，重新排布生产线；

（5）优化物流布局，减少物流浪费。

设计（论文）提纲及进度安排：

1.论文提纲：

第一章绪论

1.1选题背景

1.2研究目的和意义

1.3主要研究内容

1.4研究方法和手段

1.5研究现状

第二章生产线平衡的相关理论知识

2.1生产线平衡的相关概念

2.2生产线平衡的评价指标与计算方法

2.3生产线平衡的改善方向与改善方法

2.4相关的IE理论基础

第三章GA03线的现状分析

3.1T-PLNA004EL的工艺流程

3.2GA03线产线布局

第四章线平衡的分析与改善

4.1GA03线平衡率的现状

4.2瓶颈工序分析

4.3改善方案

4.3.1中段工位的重排

4.3.2物流布局的优化

4.4改善方案评价

4.5改善后的线平衡情况

第五章总结

2.进度安排

（1）第5周：

完成开题报告

（2）第6-8周：

对收集数据进行分析，提出改善方案

（3）第9-13周：

改善方案及论证、实施及结果分析

（4）第14-15周：

完成论文初稿，并交由指导老师审核

（5）第16周：

完成毕业论文（定稿）并打印装订成册

（6）第17周：

准备毕业论文答辩

主要参考文献和书目：

[1]蔡启明，张庆，庄品．基础工业工程[M].科学出版社，2008

[2]汪应洛．工业工程手册[M]．东北大学出版社，1999

[3]岑昊，蔡三发．装配生产线平衡的改善[J]．上海管理科学2005，53（5）：

134-139

[4]张喜征．目视管理的现场动作[J]．管理，2001，45（5）：

124-130

[5]侯东亮．工作研究在双边装配线平衡中的应用[J]．工业工程与管理，2008，12（3）：

14-18

[6]林荣瑞．管理技术[M]．厦门大学出版社，1999

[7]郭伏．工作研究在流水线平整中的应用[J]．工业工程与管理，2005，49

（2）：

120-124

[8]余庆良，张则强，宋林．某减速器装配线平衡的精益改造研究[J]．价值工程2010，（16）：

148-150

[9]施培阔，方叶祥，黄秀玲.玩具厂装配流水线的瓶颈分析与平衡改善[J].工业工程，2009，24（6）：

127-130

[10]常礼昌．基于工业工程技术的某装配车间工作改进研究．襄樊学院学报，2009，30（8）：

50-53

[11]慈铁军，叶锋．球销装配线的平衡分析[J]．煤矿机械，2007，28（3）：

51-63

[12]孙林岩．人因工程[M]．北京：

中国科学技术出版社，2001

指导教师审核意见：

指导教师（签字）：

2011年3月28日

注：

本表可自主延伸

摘要

随着21世纪全球经济的一体化，制造业的竞争日趋激烈。

在流水线式生产的模式下，提高生产线的效率和产能，节约人员及设备，减少在制品，以及实现产线的敏捷化制造等越来越受到企业的重视。

生产线平衡率这一指标在某种程度上可以衡量生产线平衡性的高低以及生产线上人员、设备的利用情况。

本文针对光宝力信科技（赣州）有限公司生产现场的生产线平衡率偏低（只有71.39%）的实际情况，通过运用工业工程的基本理论与改善手法提高生产线平衡率，从而提高公司的生产效率与效益。

本文概述了生产线平衡的相关理论知识以及工业工程的相关改善手法,阐明了影响生产线平衡的要素。

通过工时测定、作业分析的方法对企业生产线现场进行研究，找出问题所在，并提出了生产线平衡的改善方案。

运用动作研究、工序重组以及布局的优化对企业现有的生产线进行了改善，将生产线平衡率提高至81.09%，提高了企业的经济效益，也表明了工业工程技术在生产线平衡改善中的有效作用。

关键词：

生产线平衡；节拍；工时；改善

ABSTRACT

Withtheintegrationofglobaleconomyin21stcentury,manufacturingisbecomingmorecompetitive.Intheassemblyofline-styleproductionmodel,improvingefficiencyandproductivityintheproductionline,savingpersonnelandequipment,reducingtheproductsinprogress,andrealizingagilemanufacturingintheproductionlinesaregettingmoreandmoreattentionofenterprises.Thelinebalancerate,asaindicator,canbetomeasurethebalanceintheproductionlineandtheutilizationofpersonnelandequipmentintheproductionline.Thisarticleisbasedonthelowproductionlinebalancerate（only71.39%）inLite-OnShinTechnology（Ganzhou）Co.,thenusesbasictheoryandimprovinggimmickofindustrialengineeringtoimprovetheproductionlinebalancerate,soastoimprovethecompany'sproductionefficiencyandbenefit.Thispaperdescribestherelatedtheoreticalknowledgeofthelinebalanceandtheimprovinggimmickofindustrialengineering,anditelaborateselementsoflinebalancing.Itstudiesenterpriseproductionlinescenewiththemethodsofman-hourdeterminationandJobAnalysistofindtheproblems,thenmakesaprogramtoimprovethedirectionofthelinebalance.Byusingtechnologiesofactionresearch,processrestructuringandlayoutoptimization,itimprovesthecompany'sexistingproductionlines,andmakesthelinebalancerateincreaseto81.09%,soastoimprovetheeconomicefficiencyofenterprises.Thispaperalsostatesclearlythatthemethodsofindustrialengineeringcanbeusedofinbalancingtheproductionline.

Keywords:

Linebalancing;cycletime;hours;improve

第一章绪论1

1.1选题背景1

1.2研究内容2

1.3研究方法和改善手段2

1.4研究现状3

第二章生产线平衡的相关理论知识4

2.1生产线平衡的相关概念4

2.1.1节拍4

2.1.2瓶颈4

2.1.3空闲时间4

2.1.4工艺平衡5

2.2生产线平衡的评价指标与计算方法5

2.3生产线平衡的改善原则与方法5

2.4相关的IE理论基础6

2.4.1程序分析6

2.4.2工艺程序分析8

2.4.3流程程序分析8

2.4.4动作分析9

2.4.5模特排时法（MODAPTS）11

2.5保证质量要求14

第三章GA03线的现状分析15

3.1T-PLNA004EL料号的加工工艺15

3.1.1产品简介15

3.1.2T-PLNA004AL料号产品的加工要求16

3.1.3T-PLNA004AL料号的工艺流程19

3.2GA03线现状19

3.3GA03线存在的问题和改善方向22

第四章生产线平衡的改善方案与方案实施30

4.1瓶颈工序的动作优化30

4.2新瓶颈工序的改善32

4.3前段工序的工序重组34

4.4改善后的生产线平衡评价36

第五章总结39

参考文献41

外文资料42

中文翻译48

致谢55

小论文

第一章绪论

1.1选题背景

随着市场向全球化、知识化的转变，制造业面临更为严峻的挑战。

因此，为了提高市场竞争力、降低生产成本、快速响应市场需求、提高劳动生产效率、保证产品与服务质量、降低以至消除对环境的污染和影响，现代制造系统必须向柔性化、敏捷化、可重构化、自动化、信息化、集成化、智能化、绿色化的方向发展[1]，其目的在于提高生产效率、效益，缩短制造周期，保证产品和服务的质量，以持续提高企业竞争力。

制造业的高速发展使得生产制造系统的设计越来越重要。

制造企业在采用细分化之后的多工序连续作业生产线时，由于分工作业，简化了作业难度，使得操作人员的熟练度易于提高，从而提高了作业效率。

然而，经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上、现实上都不能完全相同，这样势必会存在工序间作业负荷不平衡的现象，从而造成工时损失，设备利用率遍低，生产线产能低等不良后果[2]。

生产线平衡就是为了解决上述问题而提出的，它是现场IE（IndustrialEngineering，工业工程）的一种管理方法，也是解决生产线负荷平均化这一影响生产线效率关键问题的重要方法之一。

它对各工序的作业时间进行平均化，同时对作业进行研究、对时间进行测定，通过合理地划分和重组生产作业要素，使得各个工位作业时间尽可能相近的技术手段与方法[3][4]。

流水生产线在当今的生产制造系统中占有着重要作用，是当前制造业广泛采用的生产方式。

它强调生产过程的节奏性与连续性以及专业化平行作业和按比例的生产，利用流水线生产进行各种产品的生产是现代化大量生产的一种主要生产形式。

采用大量生产方式的大部分产品，特别是一些较为复杂的产品，如汽车、家电等都是在流水线上进行生产直至最终产品的。

由此可见，流水生产线的重要性在制造业中是不可替代的。

中国作为一个制造业大国，要使其制造业走出上述困境并具有竞争力，能够以最低的成本生产出能够满足社会需求的具有竞争力的产品来，是国内制造企业面临的最重要的难题之一。

当前，国内制造企业的设备落后是普遍存在的现象，很多企业还在使用落后的手控设备，没有自动化可言；另一方面，在管理上国内也处于落后水平。

即使有些企业高价进口了世界一流的设备，由于管理方面存在严重的问题，最终生产出来的产品仍然是三流的，这正是由于管理不善、设计不合理而造成人力、设备等的浪费。

大多数工厂没有很好地去合理利用生产线平衡技术，生产线存在严重的不平衡现象，工序节拍波荡起伏。

在流水生产线方式下进行生产的企业，生产线平衡是一个重要的生产管理问题，它是与流水生产线诞生之时同时出现的。

生产线的平衡问题是设计有效生产线时必须考虑的重要问题之一，更是生产管理中一项重要的决策性问题。

生产线的不平衡不仅会影响流水生产线的生产效率，还会影响到产品的质量。

通过合理的作业排挰、科学的管理和不断的改善，使生产线负荷均衡化、流畅化，这不仅可以缩短产品的生产周期，增加产量，加快产品的流动速度，稳定产品质量，减少在制品，而且可以改善雇员关系，给工人一种公平感，调动工人的积极性，提高劳动生产率。

中国的大多数企业生产线平衡率都很低，有很大的提升空间。

所以生产线的平衡问题是一个迫切需要解决的问题。

生产线的平衡问题不仅对于企业提高综合竞争力有着重要的意义，而且对于发展我国工业也有着十分重要的意义，所以生产线平衡问题历来受到人们的重视，特别是在资源日益缺乏的今天，其对于有效利用资源，缓和资源不足问题也有着深远的意义。

光宝力信科技（贛州）有限公司属台湾著名光宝集团旗下公司之一，目前是亚太地区最大的电子变压器制造商。

光宝之GA03线采用流水线式生产作业方式，负责加工料号为T-PLNA004EL产品的部分工艺。

GA03线由前段和中段组成，前段负责N1至N6的绕线及包铜箔，后段负责半成品整形、焊锡、组装、检测等工序。

全线的自动化程度较高，关键的绕线工位配有CNC绕线机，但该生产线的整体生产能力并不强，常不能完成生产任务。

在熟悉了生产线现场之后，本人开始着手对GA03线的各工序进行码表测时，根据测时结果算出其现有线平衡率为71.39%，可见该生产线的平衡率还有较大提升空间。

据此，提出本毕业设计课题的主要内容为：

运用工业工程的理论与方法，对GA03线进行改善，达到提高该线的线平衡率的目的。

1.2研究内容

GA03线是负责T-PLNA004EL料号变压器的前段和中段的制作过程，前段配有CNC绕线机作业，中段主要是靠手工完成相关的整形、检测等作业。

从收集的数据中可以看到，瓶颈工序集中在前段，而后段工序的各个作业时间都不平稳，呈起伏不当的状态。

所以本次改善的重点是：

（1）降低前段的瓶颈工序时间，使线平衡率有所提高；

（2）重排后段的作业，使后段的工序时间趋于平衡，降低劳动强度。

针对用时短的工序和瓶颈工序分别展开研究，综合应用程序分析、动作分析、物流布局分析、时间分析以及ECRS原则等IE方法提出改善方案并切实实施方案，使线平衡率有所提高。

本次改善的目标是将线平衡率提升至80%以上。

1.3研究方法和改善手段

1.研究方法

衡量生产线平衡状态的好坏，应该设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。

本文以流水生产线的相关理论为基础，以工业工程的相关技术作为研究工具，通过码表测时得出GA03线的当前工时现状，从而计算出GA03的线平衡率现状。

然后采用5W1H提问技术、程序分析、动作分析以及头脑风暴等IE方法导出瓶颈并提出改善方向。

应用动作简化、工序重组、布局优化的方法对瓶颈工序进行改善。

通过线平衡率这一指标来衡量产线平衡的优良情况并持续改善。

2.改善手段

（1）首先考虑对瓶颈工序进行作业改善，可以运用程序分析、动作分析、工装自动化等IE方法与手段；