芜湖玉柴联合动力发动机装配线平衡优化论文Word下载.docx
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（8）论文字数要求不少于15000字。
二、毕业论文进度计划及检查情况记录表
序号
起止日期
计划完成内容
实际完成内容
检查日期
检查人签名
1
2011.9.5——
2011.11.6
完成毕业论文选题，接受任务书
2
2011.11.7——
2011.12.31
搜集资料，确定论文研究框架，进行开题准备
3
2012.1.1——
2012.3.9
继续搜集资料，完成开题报告
4
2012.3.10——
2012.4.1
进行毕业实习，进一步搜集、整理调研资料
5
2012.4.2——
2012.4.15
完成论文初稿，接受中期检查
6
2012.4.16——
2012.5.13
对论文进行修改，完成二稿
7
2012.5.14——
2012.5.27
进一步完善论文内容，论文定稿
8
2012.5.28——
2012.6.8
论文装订，准备论文答辩
9
2012.6.9
进行论文答辩
注：
（1）表中“实际完成内容”、“检查人签名”栏目要求用笔填写，其余各项均要求打印。
（2）毕业论文任务书一式二份，一份学院系留存，一份发给学生，任务完成后装订在毕业论文内。
天津理工大学本科毕业论文开题报告
届：
2012学院（系）：
管理学院专业：
工业工程2012年3月2日
摘要
随着快速多变的市场需求及企业的发展，在流水线生产的模式下，如何提高生产线的整体效率，减少工序间的在制品，以及追求同步化生产越来越受到重视，企业生产中通常用平衡率这一量化的指标来评价一条流水线平衡性的高低.它在某种程度上决定着企业设备的利用率，并限制着生产线生产能力的提高。
论文通过对装配生产线平衡的研究，结合自身企业产品的特点，对现有生产进行了改善，说明了现有工业工程技术在生产线平衡改善中的作用。
首先，本文叙述了生产线平衡理论及评价方式，及影响线平衡的要素，同时根据工业工程基础理论定义了改善生产线平衡的方式。
对于本文所讨论的机种K10机型，针对其线平衡率不高的问题，通过分析现状，找出了问题所在：
作业工序安排不当；
机械化程度不高；
现场规划不合理。
然后根据生产线平衡的步骤及方法，按照工序节拍均衡的原则，通过对工业工程理论的运用，调整了工序内容，使各工序节拍趋于一致，且精减了部分站位，节省了人力，设备成本，并使生产能力得到了提高；
通过对5S理论的研究和运用，展示了生产现场的具体改善工作和取得的实际成效，为企业实施5S管理提供借鉴。
关键词：
精益生产，生产线平衡，5S，工序节拍，现场管理
BalanceOptimizationofEngineAssemblyLineinWuhuyuchai
Abstract
Tomeetthevariablerequirementofthemarket,itbecomesmoreandmoreimportanttoimprovetheefficiencyofproductionline,decreasethestorageofequalizationforthepipelines.Itisanpopularindexforthecompanytomaketheassessmentonapipeline,anditisalsoaffectthelinecapability.
Throughstudyingonthetheoryoftheassemblylinebalanceandcombiningthecharacteristicoftherealproductionline,wefinditisforit.Thenbythetheory,thepaperdefinedthedetailmethodstoimprovethelinebalance.ForthemodelofK10whichisoneofthemostimportantproductsinourcompany,wefoundsomeproblemsonthepipelinebyanalyzingthesituationimproperarrangementfortheoperation;
lowautomation;
unreasonableprogramminginworkplace.
Bystepsandmethodsofassemblylinebalance,thepaperpracticefollowingprincipleofIEandman-machinethemethod,weadjustedoperationcontentandmaketheoperationcyclereachunanimity.Duringtheimprovement,wealsomadethecostdownforsomestations,operators,machinesandincreasedtheproductioncapacityoflinegreatly.Thepaperalsopracticethe“5S”theory,showthedetailsolutionsandresults,socorporationcanlearnsomefromthepaper.
Keywords:
leanproduction,productionlinebalance,5Stheory,operationcycle,spotmanagement
第三章芜湖玉柴联合动力K10装配线现状分析13
致谢34
中文翻译35
英文资料38
第一章绪论
1.1研究背景
随着全球经济的发展，科学技术的进步，市场需求的变化，国内国际企业的竞争日趋激烈，企业想要有竞争优势，必须在质量，成本，交期，服务，安全等各方面有所体现。
采用流水生产线方式的企业，流水生产线平衡成为一个重要的生产管理问题[1]。
在进行原料加工生产的制造业中，生产线工序水平的高低可作为企业经营管理水平的重要经济指标之一。
现国内外正经历着新的产业革命——精益生产，精益生产的终极目标是降低基于过程的成本，去除生产制造过程中的消耗资源却不创造价值的过程和行为[2]，精益生产的原则，能够使制造型企业显著提高自己的竞争力[3]。
在实际加工生产中，浪费主要表现在:
工序安排的不合理；
原料或半成品或成品搬运的无目的性；
因上道工序的不及时，下一道工序只能等待等。
这些会造成无谓的工时损失，生产线平衡即是衡量生产线工序水平的重要指标之一，也能反映出企业综合管理水平的高低。
对于流水生产线而言，生产节拍时间是衡量生产线的生产能力，各个生产工位的作业时间不可能完全一样才造成各个工位的生产节拍不同，即产生作业负荷不均衡的结果。
实现“一个流”生产，下一道工序不需要,上道工序就不生产,不提前生产、不超量[4]；
生产实现均衡生产，有利于保证设备、人力的负荷平衡，从而能提高设备和工时的利用率，同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序，以保证产品质量和安全生产；
均衡地进行生产还有利于节约物资消耗，减少在制品，加速流动资金的周转，从而降低生产成本；
并通过运用各种科学的改善技术，提高了全员的综合素质[5]。
流水线生产是一种高效率的生产组织方式，为了让流水线发挥出最大的效能，必须使流水线各工序的生产能力均衡一致，也就是使流水线达到平衡。
联合动力公司引进相关的先进设备，建成K10发动机装配生产线，经过对公司生产现状进行认真的分析和研究后发现在影响公司K10发动机装配线生产能力的诸多因素中，生产线工序节拍不均衡，存在瓶颈工序是最主要的影响因素，而其它影响因素是造成工序节拍不均衡或工序能力不足的直接或间接的原因。
因此，解决工序节拍不均衡，消除瓶颈工序成为提高公司发动机装配线生产能力的首要问题。
1.2国内外研究现状
流水线生产一般可分为两种:
加工生产线，装配线。
加工生产线是一系列机器上制造与加工零件，例如发动机的部件。
装配线则是在一系列工作台上将制造出的零件组合在一起，包括部件装配线与产品总装线。
装配线（包含自动化，半自动化和手工装配线）是制造行业中应用很广泛的生产方式。
生产线平衡是这种生产方式评价的重要指标，因此研究人员对其进行了大量的研究工作。
目前国内外对于流水线平衡的理论研究已达到相当高的水平，提出了各种算法：
Jackson算法，分枝定界算法，遗传算法，随机算法，启发式算法等，用建立模型并求解的方式来解决一般装配线的平衡问题[6]。
1）Jackson算法:
在满足优先约束的基础上，列举所有分配组合，从而找出最优的那一个；
2）分枝定界法:
把所有可以分配到当前位置的所有可行的作业元素当作第一个分支，接着考虑所有可能分配的情况，就是下一层的分支；
3）遗传算法:
借鉴自然界自然选择和自然遗传学机理上的概率性搜索法；
4）随机算法:
即随机的排列算法，一次运行不一定能得到较好的结果，但通过多次运行，结果会比较好[7]。
以上皆是从数学算法上来进行求出最优解，在第一生产线的IE工程师很难理解现有的理论和方法，且这些方法往往带有复杂的计算，给实际应用带来困难。
还可以通过仿真技术来模拟生产中可能出现的状况，该方法侧重于对系统中运行的逻辑关系的描述，能够对生产调度方案进行评估，分析系统的动态性能，并选择系统的动态结构参数，其中数学模型是仿真的基础，只有建立起正确的数学模型和数据，才能得到正确的仿真结果[8]。
这同样给现场管理人员带来一定专业技术上的难度。
西方的工业化已经经历了将近一个世纪的发展，从20世纪初泰勒等人的工作研究与时间研究，到80年代左右计算机技术在工业领域的应用及至90年代通讯与网络技术的发展，工业化的内涵和外延都发生了很大变化。
应用工业工程（IndustrialEngineering，IE）理论和方法的企业在发展取得了很大进步，同时也获得了可观的效益。
工业工程是在人们致力于改善生产系统、提高工作效率和生产率、降低成本的实践中产生的一门学问，它把研究生产要素组成的生产力水平更高的运行有效的系统，以实现提高生产率目标的工程技术[9]。
对于我国企业，因经历了计划经济到市场经济的转变，大部分企业仍处于研发投入不足，工业基础薄弱及管理水平不高的状态，且主要从事设备及人员密集型的产业，急需要提升整体水平。
传统的装配线理论主要把注意力放在劳动力的有效利用上，对设备及设施的利用不充分，且通常把问题看成静态并寻找最优的解决方案。
工业工程分为基础工业工程与现代工业工程。
基础工业工程技朮可分为方法研究与作业测定两个方面，可使企业在不用增加投资，或投资很少的情况下就能大大提高生产线的平衡。
成效也会快而明显，也被认为是减少各种浪费，挖掘企业内部的潜力，提高生产效益的实用技术；
而现代工业工程则是与概率论，数理统计，运筹学及系统工程等相结合，对企业进行更科学的管理。
考虑当前国内的技术水平，管理状况及信息流通水准，基础工业工程的理论更易于实施并展现效果，而若能将基础工业工程与现代工业工程相结合则对企业的长远发展有着重大意义。
1.3本文研究内容及方法
主要内容：
首先，介绍生产线平衡的基本概念和实施步骤、劳动定额制订方法以及相关的一些理论;
其次，对联合动力发动机装配线和试机线现场管理情况进行分析，内容包括K10发动机装配线特点、工艺路线、生产组织情况以及影响发动机装配线生产能力的主要因素;
接着，按照生产线平衡的理论和方法对K10发动机装配线重新进行平衡，内容有工序作业内容调整、提高工序生产能力以及生产现场的规划和生产组织的管理等:
第四，实施效果评价，内容有调整后的生产线效率、改进前后生产能力对比、进一步改进的措施等。
方法：
1）采用因素分析的方法，对影响K10发动机装配线生产能力不足的主要原因一工序节拍不均衡、存在瓶颈工序，以及造成工序节拍不均衡的直接和间接原因进行分析和研究，并采取技术性和组织性措施，从而能用比较简单的方法解决复杂的生产线平衡问题。
2）运用5S管理理论，同时结合试机线现场情况，对不足之处进行具体分析，提出具体实施步骤，对生产现场进行改善，以解决现有问题。
技术路线：
如下图所示。
图1.3.1
Fig.1.3.1
第二章理论概述
2.1流水线生产线平衡理论
术语名词定义:
作业元素:
将操作划分为一个一个操作单元，这些操作单元一般不能再分。
总作业时间:
从产品整个装配流程来说，装配一个产品需要的时间，即装配一个产品所有作业工序的作业时间总和。
先后顺序约束:
作业元素之间加工的先后顺序。
在装配线的作业分配中，当目_仅当一个作业元素的所有前作业元素被分配完毕，这个作业元素才能被分配。
节拍:
是流水线生产最重要的工作参数。
节拍指流水线上连续生产两个相同在制品的间隔时间，它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低。
运用生产节拍的概念，将作业划分为数个工作站，每一个工作站要完成的工作由多个作业基本单元组成，使每个工作站在节拍内都处十繁忙状态，以完成规定的操作量，从而使各工作站的闲置时间最少，作业达到平衡，效率较高。
生产线各站作业的不平衡，会造成无谓的损失外，还会造成大量半成品的堆积，严重时甚至会造成装配线的中止。
要使生产线能够顺畅高效率地运作，就必须使各站的负荷均衡化，即尽量使分配到各站作业总时间相等，避免或尽量减少等待时间，使单件作业时间尽可能接近节拍或节拍的整数倍[10]。
生产线的平衡状况反映了生产组织是否合理，这与产品的产量，质量及成本皆有很大关系。
生产线节拍的公式定义如下:
生产线节拍=每天的生产时间每天的计划产量
目前，对于装配线平衡的研究主要分为以下3个方面:
（1）给定装配线的最小节拍，求最小工作站数，通常在装配线的设计与安装阶段进行；
（2）给定装配线的工作站位数，使装配线的节拍最小，对已存在的生产线进行调整优化；
（3）在装配线的工作站数和节拍得到优化确定的条件下，均衡工作站上的负荷，给工作人员一种公平感。
2.2生产线平衡基本概念
又称工序同期化，是对于一定生产节拍下的装配线，所需工序的工作地与作业人员数量最少的方案。
生产线平衡是衡量生产线工序水平的重要指标之一，生产平衡率越高，则生产线发挥的效能越大。
（1.1）
T:
生产线工序中最大标准工时，即生产线节拍
根据定义可以看出，生产线平衡需满足以下两个条件:
1）生产线节拍≧工序时间
2）Σ（生产线节拍-工序时间）最小
2.2.1生产线平衡原则
1.调整作业元素组成各工序的作业时间不超过生产线节拍，又不违反工序先后顺序，并使工序数目尽可能减少。
2.各工序损失时间尽可能少，且较均匀，使装配时间损失率最小。
2.2.2生产线平衡的效果评价
装配线平衡效果主要是以平衡延迟（BalanceDelay）指标（用Bd）来评价，又称时间损失系数（用εL来表示），平衡延迟是一件在制品在线上的总空闲时间与它自始至终留在装配线上的总时间之百分比值。
如下列公式
（1）:
（1.2）
式中，N为工位数，C为理论节拍，t总为总工作时间[11]
对于Bd的值，有以下三个区间的评定结论，
表2.1装配线平衡效果优劣的评判标准
平衡延迟结果
评判结果（装配线）
Bd≤10%
优
10%≦Bd≤20%
良
Bd≧20%
差
由上，平衡率为
（1.3）
代入
（1），则为
（1.4）
2.2.3影响生产线平衡的要素
1．工序的作业内容
工序的作业内容是按照工艺的要求定义，在指定的工作站位需完成的工作内容。
任务的多少会直接影响到完成作业的时间。
2．操作者的技术水平和积极性
不同作业人员因为知识背景，经验积累及个人身体状况的差异，即使是相同的工序内容，操作技术能会有不同，从而会使测试时间产生差异；
提升操作者的积极性能够为企业带来额外的产出和竞争力[12]。
3．工序设备的生产能力
设备在一定时间内装配产品数量的能力及设备本身的嫁动率（开工率），即代表了其生产能力。
同样的工序内容，由不同型号的设备来完成，可能会存在数量及品质的差异；
而在流水线作业条件下，由于设备不良，在处理不当的情况下，有可能使整条流水线都停产。
除了以上三点外，其它如物流的安排，原料的品质，设计的因素也会影响线平衡。
2.2.4生产线平衡改善方向
1）进工艺设备与操作设备方面
生产线节拍的构成表明，若要缩短生産過程的节拍，一方面可以利用加工零件自身结构的特点，通过机械结构的科学设计，使作业过程中某些时间进行重叠，以缩短作业时间，另一方面缩短过程中部分或全部动作所耗用的时间，同样可实现缩短整条线节拍。
通常改善设备往往需要较高的费用，不少公司出于对成本的考量往往不太愿意进行此方面的变更，这与人们的思维方式有关。
人们往往会产生误解，对每日每时发生在生产线上的费用认为很少，不在乎，但对为了改进生产线一次性发生的费用自理却认为很高，这种认识是不正确的。
放弃对连续发生的浪费进行排除，结果造成损失的情况很多，对于降低工时和降低成本要追求其经济性，正确的判断是很重要的。
需以科学的计算方式，且根据外界环境的变化，合理地进行评估。
2）改进工艺方面
通过调整生产工艺来控制节拍，在国内外也有大量研究和应用。
如对于某冰箱厂一条冰箱生产线的两道工序——箱体装配与发泡的节拍相差较大的问题，采取在它们之间增设一个缓冲环节——储存线的方法解决[13]。
连续流改造连续流是指每次生产一件产品，并且产品立即从一道工序传到下一道工序，中间没有停顿的连续生产方式[14]。
这样在装配线上就不用等某工序完成一定批量在向下一工序传送，能有效的减少在制品及过量生产带来的浪费。
3）改善产品本身的设计
随着科技的发展，越来越多的产品，尤其是电子类产品出现在人们的日常生活中，改善人们的生活品质。
为了抢占市场，产品自研发到投产的时间是受限制的，而通常产品本身也存在一个自不成熟到成熟的发展过程，当然也就会有一些不符合最佳工艺的设计结构出现。
因此工厂在生产过程中，应积极与研发设计单位进行沟通，根据自身的生产经验，对于影响生产工艺的设计，提供建议，请设计者在可能的情况下进行修正。
这样的生产模式，通常称为DFM（DesignForManufacture），即当产品处于正式投产前以及正式生产中，通过FMEA（FailureModeEffectiveAnalysis）方法对实际生产的品质状况，以及人员作业方便性等方面进行分析，对产品本身的设计提出改善要求，使生产适合工艺的生产，这种设计改善也是公司持续发展的重要内容。
当然，也不是仅要求所有的产品都按照实际生产能力来设计，而是发挥设计的潜能，使产品的工艺与工厂实际生产能力尽量达到一致，降低生产单位的负担，让公司利益最大化。
4）改进节拍计算方法
生产节拍方面，以往大都凭经验估算出来，现在则可以通过公式计算节拍，最小工作站位数，生产效率等，更科学有效。
2.35S管理理论
2.3.1IE理论简介
工业工程（IndustrialEngineering，简称IE）思想最早是由科学管理之父泰勒在20世纪初提出的，它是以人，物料，设备或设施，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，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的，同时为科学管理提高决策依据。
现代IE是以大规模工业生产及社会经济系统为研究对象，在制造工程学，管理科学和系统工程学科基础上逐步形成和发展起来的一门交叉的工程学科。
它是将人，机，料，法及环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计，评价与创新，从而提高工业生产效率和社会经济效益的专门化的综上所述技术，且内容日益广泛。
新时期的IE是一个以制造为中心，基于现代科学技术，特别是信息，网络和计算机应用的综合技术。
它是利用人因学，社会科学，自然科学，管理科学，行为学，组织学和伦理学的观念以及高度发达的通讯与效能技术和方法交互渗透去实现基目标。
其特征是实践性，工程性，社会性，创新性[15]。
实施先进的IE技术方法时，必须将其建立在一套好的，稳定的，经得起考验的基础标准之上。
企业的基础如果很薄弱，无法满足先进的IE技术方法和先进的制造技术的要求，会事倍功半，难以实现预定目标。
以工业工程为主的生产线平衡技术分方法研究和作业测定两类，该技术的优点是使企业在不增加投资或减少投入的情况下，对生产过程的作业程序，作业方法，物料配置，空间布局及作业环境等方面的改善，达到平衡生产线并进而提高生产力，提高经济效益的目的。
2.3.25S管理理论
5S是整理（Seiri）、整顿（Seiton）、清扫（Seiso）、清洁（Seiketsu）和素养（Shitsuke）这5个词的缩写。
因为这5个词日语中罗马拼音的第一个字母都是“S”，所以开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，称为“5S”活动。
1．整理（SEIRI）
1）含义
把要与不要的人、事、物分开，再将不需要的人、事、物加以处理，这是开始改善生产现场的第一步。
其要点是对生产现场的现实摆放和停滞的各种物品进行分类，区分什么是现场需要的，什么是现场不需要的;
其次，对于现场不需要的物品，诸如用剩的材料、多余的半成品、切下的料头、切屑、垃圾、废品、多余的工具、报废的设备、工人的个人生活用品等，要坚决清理出生产现场，这项工作的重点在于坚决把现场不需要的东西清理掉。
对于车间里各个工位或设备的前后、通道左右、厂房上下、工具箱内外，以及车间的各个死角
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