玩具电子琴生产线的改善毕业论文

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1、本科毕业设计（论文） 玩具电子琴生产线的改善 学 院 机电工程学院 专 业 工业工程 年级班别 2005级（3）班 学 号 3205000691 学生姓名 陈锦容 指导教师 饶中 2009年6月 工业工程在仓库物流的应用陈英敏机电工程学院摘 要伴随着中国工业的不断发展，企业也越来越融入了全球化的竞争。不少企业出现管理不善、生产率低下、缺少竞争力等问题，这些归根到底都是生产线不平衡引起的。目前，怎样使生产线平衡成为人们关注的问题，而工业工程技术是企业生产经营管理中非常实用的技术。鉴于生产线平衡对一个企业生产经营管理的重要性，本文以某企业玩具装配线为例，进行了详细的改善分析研究，并制定了具体的解决

2、方案。具体的步骤如下：首先，从生产线平衡的基本概念出发，分析了生产线作业能力及其平衡状况，找出可能存在的问题；第二，运用工业工程的基本技术，提出动作分析的改良措施，降低其作业时间。本课题的研究结果可以作为这种类型制造企业的生产线平衡提供参考，从而达到提高生产线平衡率。关键词：生产线平衡，工业工程，标准作业注：本设计（论文）题目来源于汕头恒泰塑胶有限公司研究项目。AbstractWith the development of China industry continuously, the business enterprises also more and more integrate a g

3、lobalization of competition. Many enterprises rise to poor management, low productivity, lack of competitiveness and other issues, which are all because of streamline imbalances. At present, streamline balancing becomes a subject of concern, and industrial engineering (IE) technique is a very useful

4、 one in enter prise production management.So streamline is very important for the management of a business enterprise, this text makes a assembly line as research object, carries on detailed of improvement analysis research, and make the project of solution.This is material analytic step:First, base

5、d on the concept of streamline balancing, analyses the production capacity and balance status of the streamline, and find out the possible problems. Second, use the base technique of industrial engineering and point out some improvement of program analysis and reduce the job time. Last, through furt

6、her research, make the standard operations and use streamline balancing heuristics to redistribute the job of each station in order to enhance the whole streamline balancing. The topic of research results can be used as this type of production line manufacturing companies to provide balanced informa

7、tion, so as to enhance the streamline balancing.Key words: Streamline Balancing, Industrial Engineering, Standard Operation 目 录1 绪论11.1题目背景及目的11.2国内外研究状况11.3本课题的研究思路31.4论文构成及研究内容42现状分析52.1企业概况52.2生产线现状分析52.3生产线存在的问题63改进前生产线平衡分析73.1生产线平衡介绍73.2改进前生产线平衡状况94工位改进114.1分析研究方法介绍114.2典型工位改进144.3工装夹具改进185改进后生

8、产线平衡分析205.1改进后典型作业分析205.2生产线平衡步骤215.3结果分析246 总结25参考文献26致谢27271绪论1.1题目背景及目的根据国家经贸委提供的材料表明，国内中小企业目前占企业总数的99%，提供60%的工业总产值和40%的利税，吸纳了75%的就业人口。相对于大企业而言，中小企业生存期较短、出生和死亡率高，其中50%的寿命不到一年。有人认为，这是由于其所处的不良外部环境造成的。但为什么在同样的环境中，有的企业能迅速成长壮大，而有的却亏损倒闭？分析近年破产倒闭的中小企业，管理不善、生产效率低下、缺少竞争力是其失败的一个主要原因。工业工程是中小企业摆脱困境，提高生产效率的途径

9、之一。由此可以看出，工业工程在企业中的作用是不容忽视的，尤其是在制造业中的应用更是起着举足轻重的作用。制造业的生产多半是在进行细分化之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度容易提高，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，这就势必存在工序间作业负荷不均衡的现象。除了造成无谓的工时损失外，还造成大量的工序堆积，严重时会造成生产线的中止。生产线平衡（assembly line Balancing，简称“产线平衡” ）就是为了解决上述问题而提出的一种手段与方法，它对各工序的作业时间进行平均化，同时对

10、作业进行研究、对时间进行测定，使生产线顺畅连动1。本课题的研究目的就是针对某企业的某段生产线，利用工业工程的各种方法对生产线进行分析，发现问题并找出解决的方法，提出一套可行的平衡方案，使生产线达到平衡。1.2国内外研究状况1913 年美国福特汽车公司（Ford Motor Company）建起了世界第一条汽车部件装配生产线，通过输送带把汽车部件送到工人面前，使汽车底盘的装配时间由原来的12 个小时一下子缩短至1.5 个小时，彻底改变了汽车的生产方法，极大提高了产能和效率。福特汽车生产线的出现和成功，使人类第一次深刻认识到了生产线对大规模制造的重要意义。在生产模式发展过程中人类也逐渐突破传统手工

11、作坊生产，使流水线成为当今大批量生产的主要形式。从总体上讲，生产线是一种复杂的离散系统和多模块制造系统。国内外的资料表明，在制造业的生产过程中，从原材料进厂到成品出厂，物料真正处于加工和检验的时间只占生产周期的5%10%，而90%95%的时间都处于停滞和搬运，这严重地影响了企业的经济效益的提高。在制造业中，总经营费用的20%50%是物料搬运费，而优良的生产线规划设计和生产设备平面布局可使这一费用至少减少10%30%，也将为企业赢得效率和收益2，从而在激烈的竞争中占据领先地位。装配线平衡是通过合理的安排装配线中的各子任务的顺序，并进行合理的组合，使得工作任务在各工位的工作时间尽可能平均分布。装配

12、线的不平衡不仅直接影响装配线的生产效率，而且影响产品的质量。这是由于生产线的不平衡造成装配工人劳动强度不一致，使得劳动强度大的操作人员为了赶上装配线的运行节拍，常常不得不忽视装配质量。根据美国有关资料统计，即使在美国这样工业发达的国家，装配生产中平均也有5% 10% 的装配时间是浪费在平衡延迟中。所以这一问题多年来一直受到人们的重视。装配线平衡问题的研究从20 世纪50 年代就开始了。1954 年美国西北大学Bryron 的硕士论文是第一篇有关线平衡问题的分析文章，提出了一个“会聚过程”法，即在各站之间将作业元素进行交换，直到各站的总作业时间收敛于一个共同的值，这样的空闲时间达到最小。这种方法

13、的缺点是搜寻方法较笨拙，且只能得到局部最优。第一篇公开发表的有关线平衡问题的论文是由SALVESON 于1955 年在工业工程会刊上发表的。他提出了用线性规划来建模和求解，但由于计算量太大而无法付诸实施。1956 年Jackson 提出了“穷举法”（Exhaustive and enumerative algorithm），从理论上证明可以求得最优解，但由于计算量太大而难以广泛使用。后来不少研究者如Mitchell、Burgeson、 Haffman、 Bowman 、Helgeson 以及Birmie等先后又提出了不少解法,但都因各有缺陷而没有得到广泛有效的使用。1962 年，Kelbrid

14、ge 和Wester 同时提出了启发式 (Heuristic)平衡搜寻方法才得到比较实用的算法。这是因为装配线平衡的问题本质上是NP问题，没有求得最优解的有效算法。装配线平衡，又称工序同期化，是对于某装配线在给定节拍后，求出装配线所需工序的工作地数量和用工人数最少的方案。在装配流水先上装配产品的作业，通常可以划分为很多操作单元或工步，其中有些工步是有先后顺序的，另一些工步则没有先后顺序。如何根据出产节拍和工步的顺序，将工步组合成工序，然后分配给各作业地，使各工作地的负荷达到均衡，是生产过程组织的一个重要问题。装配线平衡的问题可以分为：单一对象装配线平衡问题（SALBP）；单一对象装配线平衡问题

15、（SALBP, simple assembly line balancing problem）只考虑任务之间的优先次序的限制。一型单一对象装配线平衡问题(SALBP-1)是指将工作任务分派到各工作站，在给定生产速率的情况下使工作站数目最少；二型单一对象装配线平衡问题(SALBP-2)是指在给定工作站数量的条件下，最大化生产速率或最小化总闲置时间。更通用的装配线平衡问题(SALBP-G)是对不同的生产速率和工作站数目得到最小的总闲置时间。U 型装配线平衡问题（UALBP）；U 型装配线平衡问题(UALBP, U-line balancing problem) 主要考虑单一产品在U 型布置的情况。

16、由于工作站安排在比较窄小的U 型空间，因此工人可以在U 型线的两边工作，所以可以同时承担前面和后面的工序。混合产品装配线平衡问题和混合装配线排序问题（MALBP and MSP）；混合产品装配线是在同一条装配线上以混合的顺序装配多个品种的产品。混合产品装配线平衡问题（MALBP, mixed model assembly line balancing problem ）是考虑不同产品的任务时间将任务分派给各个工作站。而混合产品排序问题（MSP, mix model sequencing problem ）更具有实质性意义。MSP 是对所有要生产的产品进行排序，使效率损失（超负荷停线离线返修）最

17、小化。1.3本课题的研究思路本课题主要研究是某企业某条生产线的平衡问题，首先要实地调查生产线上的人员配置状况及其作业职责、工作范围、工作流程等内容，运用工业工程的基础手法研究分析，发现存在的问题，通过对动作、物料摆放的位置、工装夹具等的改进，提出改善的方法，针对几个典型的工位，把它们的作业标准化，计算其各自的时间，利用它们之间的关系，画出优先图，用生产线平衡启发式算法中的一种排程方法，将作业重新排列，使生产线平衡提高。1.4论文构成及研究内容论文构成及研究内容如图1.1所示 1 绪论 1.1 题目背景及目的 1.2 国内外研究状况 1.3 本课题的研究思路 1.4 论文构成及内容2 现状分析

18、2.1 企业概况 2.2 生产线现状分析 2.3 生产线存在的问题3 改进前生产线平衡分析 3.1 生产线平衡介绍 3.2 改进前生产线平衡状况4 工位改进 4.1 分析研究方法介绍 4.2 典型工位改进 4.3 工装夹具改进5 改进后生产线平衡分析 5.1 改进后典型作业分析 5.2 生产线平衡步骤 5.3 结果分析6 总结图1.1 论文结构图2 现状分析2.1企业概况该企业是生产消费类益智玩具产品的中型上市公司。它研制的产品主要有：益智积木，沙滩系列，五金玩具等相关的产品。该企业面临着澄海玩具礼品城玩具行业的激烈的竞争，它所存在的问题是生产线不平衡，出现各个工序的时间不协调，工人空闲时间多

19、，生产线现场的管理不好等各种问题引发的多种浪费，例如人员、时间、原材料等的浪费。针对这些问题，希望通过本课题的研究，提出一些适合企业的改进方案，运用生产线平衡的方法，提高生产效率，使浪费减少。2.2生产线现状分析研究的生产线主要装配本期开发的新产品玩具电子琴，它采用的生产方式是交替方式，即只在生产的种类变化时改变工程编成，在产品流的过程与单一种类相同。但生产的种类多时交替引起的浪费多，并且大部分生产线的作业者数是固定的，因此发生不同产品的生产性的差异。 改进生产线的选择实验规划与改进所选用的生产线为Q-B线。选择该生产线的原因是：该生产线是整机部工位最多的生产线，产量也相对比较大，它装配的主要

20、是儿童益智娱乐玩具，工位的变动不是很大。另外，该生产线是新建的，改进性比较大。线体具体情况（1）线体员工数：52人（包括线外加工人数）（2）线体工装板数：78块（3）单个工装板尺寸：长130cm宽74cm（4）线体分组情况：面板组、音板组、总装组、QC组和包装组产品的选择实验规划与改进选用的生产产品为21JS型号的电子吉他。选择该产品的原因是：该型号的产品需求量比较稳定，而且它跟其他产品相比，工艺工程差异性比较小，以后其他产品借鉴它的改进方法比较简单。生产流程图21JS型号的电子吉他的生产流程，如图2.1所示装配音板装配按键固定整机开始图2.1 生产流程图2.3生产线存在的问题从现场的观察来看

21、，生产线主要存在几个方面的问题：1、工人操作动作不规范，空闲时间多。例如打螺钉这个动作，在生产线很多工位上都要用到，每个工人的动作都不相同，花的时间值相差很大；生产线分配给每个工位的作业不均匀，因此出现有的工人一直忙着操作，有的工人却很空闲。2、物料摆放不合理，没有置于固定处所。例如螺钉盒的摆放，有的工位是摆在操作者的右边，有的却是摆在左边，还有按键随便乱放，没有分类放在固定位置。3、工装夹具不合适。例如，音板的装配需要用锡钎焊，但是电烙铁的使用每个人的熟练程度不同，容易导致音板的焊锡不均匀，造成短路和锡丝的浪费等。 4、工人没有双手同时操作的意识和习惯。3改进前生产线平衡分析3.1生产线平衡

22、介绍 生产线平衡，就是对作业的内容和方法进行详细的分析和研究，综合应用工业工程的改善手法，降低各工序的作业时间，提高各工序的作业效率，并调整各工序的作业内容，使工序间的作业时间差距最小，以提高生产线的效率。节拍与瓶颈的定义流程的“节拍”（Cycle time）是指连续完成相同的两个产品（或两次服务，或两批产品）之间的间隔时间。换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。如果产品必须是成批制作的，则节拍指两批产品之间的间隔时间。在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天（或其它单位时间段）必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍。而通常把

23、一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈”（Bottleneck）。流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。例如，在有些情况下，可能利用的人力不足、原材料不能及时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。正如“瓶颈”的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈则制约着整个流程的产出速度。瓶颈还有可能“漂移”，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。生产线平衡分析的目的 平衡的目的主要有五个

24、方面：（1）缩短产品的装配时间，增加单位时间的生产量。（2）减少工序之间的预备时间。 （3）提高生产线的效率。 （4）改善生产线的平衡。（5）改善生产方法。生产平衡率的原理要衡量工艺总平衡3状态的好坏，我们必须设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，它在定量上表示了生产线的平衡性，通常以百分率表示。生产线平衡率或生产线平衡损失率通常可以使用以下两个公式给予确定： （3.1） （3.2）其中，NT指生产线最长作业时间，即周期时间。生产线平衡算法由于装配线平衡问题的组合优化性质，很难获得通用的有效方法，人们研究各种不同的装配线的平衡算法，包括简单装配线、U-型装配线和混合装配线的平衡问题

25、。至今为止人们没有停止对装配线平衡的有效算法的追求，提出了各种各样的算法，例如COMSOAL4、RPW5 、遗传算法6以及各种其他启发式算法。尽管所有这些算法并不一定能覆盖所有的实际应用问题，但是就我国企业目前的现状来说其主要任务还是如何应用这些算法来解决实际应用问题，以提高企业的生产效率提高产品质量。生产线平衡用的方法有很多种，其中有一种比较简单，就是启发式算法，它有：（1）位置权重法（2）最长作业时间（LOT）（3）最短作业时间（SHOT）（4）最多后续任务（5）最少后续任务生产线平衡步骤（简化）经过简化，生产线平衡的主要步骤有：（1）计算产距时间（Takt time）（2）画优先图（3）

26、决定周期时间（CT=Takt time）（4）确定理论工位数（5）排程（6）计算效率3.2改进前生产线平衡状况 生产线平衡研究的是整一条生产线的效率问题，但由于生产线总共几十个工位，在短时间无法一一分析研究，在此只针对总装组的3个工位进行分析，按照生产线平衡步骤，将它们重新排列，提高生产线平衡率，以后整条生产线的平衡问题都可以参照这个方法。改进前各个工位的具体情况改进前共3个工位，具体的作业和时间如表3.1所示表3.1 改进前各个工位情况工位作业工位MOD数 MOD数时间1锡钎焊75455.805检验303.872装配6颗按键959527.553打4颗螺钉63638.127总共23330.05

27、7根据上面的数据，画出平衡图，如图3.1所示图3.1 改进前平衡图从图3.1可以看出工位之间的节拍出现不平衡，其中最费时的是工位2，它花的时间是95MOD，而用时最少的是工位3，它用的时间是63MOD，两者之间相差32MOD，也即4.128s。改进前总体状况由公式（3.1）可以算出改进前生产线平衡率： 生产线平衡率由公式（3.2）可以算出改进前生产线损失率：生产线平衡损失率 工人每天工作8个小时，原来节拍时间为12.255秒，可以算出日产量：4工位改进4.1分析研究方法介绍1966年澳大利亚的海特博士（G.C.Heyde），在长期研究的基础上所创立的模特排时法（Modolar Arrangem

28、ent of Predetermind Time Standard），简称MOD法，便是一种省略了的，使动作和时间融为一体的，而精度又不低于传统的PTS技术的更为简单、易掌握的PTS技术7。模特法的原理（1）所有人力操作时的动作，均包括一些基本动作。通过大量的试验研究，模特法把生产实际中操作的动作归纳为21种7。（2）不同的人做同一动作（在条件相同时）所需的时间值基本相等。（3）使身体不同部位做动作时，其动作所用的时间值互成比例。模特法的时间单位从理论上来说，时间单位的量值愈小，愈能精确地测量各种动作的时间值。对于各种PTS法时间量值的一般选择原则是，应小于该种PTS法中速度最快的基本动作，这

29、动作一次所需时间值的某一量值就作为该方法的时间单位。模特法根据人的动作级次，选择以一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最少的一次手指动作的时间消耗值，作为它的时间单位，即1 MOD = 0.129s模特法的21种动作都以手指动一次（移动约2.5cm）的时间消耗值为基准进行试验、比较，来确定各动作的时间值。模特法的动作分类及其代号模特法把动作分为21个，每个动作以代号、符号、时间值表示，如表4.1所示表4.1 模特排时法动作分类在工厂中常见的操作动作上肢动作 （基本动作） 移动动作移动动作M1 手指动作注：需要注意动作 独：只有在其他动作停止的场合独立进行着 往：往复动作，即往复一次回到原来

30、状态M2 手腕动作M3 小臂动作M4 大臂动作M5 伸直的手臂反复多次反射动作（M1/2,M1,M2,M3）终结动作接触动作、抓握动作G0 碰、接触G1 简单地抓G3（注）复杂地抓放置动作P0 简单放置P2（注）较复杂放置P5（注）组装其他动作下肢动作F3 足踏板动作W5 走步动作附加因素L1 重量因素其他动作E2（独）目视R2（独）校正D3（独）单纯地判断和反应A4（独）按下C4 旋转动作B17（往）弯体动作S30（往）起身坐下动作分析使用的其他符号（1）延时BD 表示另一只手进行动作时，这一只手什么动作也没有做，即停止状态。BD不给予时间值。（2）保持H 表示用手拿着或抓着物体一直不动的状

31、态。有时为了防止零件倒下，而用固定的工具也为H。H也不给予时间值。（3）有效时间UT 指人的动作之外的机械或其他固有的加工时间。其有效时间要用计时仪表分别确定其时间值。例如用电动扳手拧螺母、焊锡、涂粘接剂等。模特法动作改善根据应用模特排时法的实践经验，对改善各种动作的着眼点归纳整理如下：（1）替代、合并移动动作M （2）减少移动动作M的次数 （3）用时间值小的移动动作替代时间值大的移动动作 （4）替代、合并抓的动作G （5）简化抓的动作G （6）简化放置动作P （7）尽量不使用眼睛动作E2 （8）尽量不做校正动作R2 （9）尽量不做判断动作D3（10）尽量减少脚踏板动作F3 （11）尽量减少按

32、、压动作A4（12）尽量减少行走动作W5、身体弯曲动作B17、站起来动作S30在对动作进行分析改善的时候，还会运用到动作经济原则。动作经济原则为吉尔布雷斯首创，后经多位学者研究改进，美国巴恩斯将其分为三大类22条，将这些原则归纳为十条，分别是：1、双手的动作应同时而对称。2、人体的动作应尽量应用最低等级而得到满意结果。3、尽可能利用物体的动能；曲线运动较方向突变的直线运动为佳，弹道式运动较受控制的运动轻快；动作尽可能有轻松的节奏。4、工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并依最佳的工作顺序排列。5、零件、物料应尽量利用其重量堕送至工作者前面近处。6、应有适当的照明设备，工作台和坐椅式样及高

33、度应使工作者保持良好的姿势及坐立适宜。7、尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替。8、可能时，应将两种或两种以上工具合并为一。9、手指分别工作时，各指负荷应按其本能予以分配；手柄的设计，应尽可能增大与手的接触面；机器上的杠杆、手轮的位置，尽可能使工作者少变动其姿势。10、工具及物料应尽可能预放在工作位置（事前定位）。任何工作中的动作，凡合乎以上原则的，皆为经济有效的动作。否则，就应改进。动作经济原则有两大功能，即帮助发掘问题和提供建立新方法的方向7。4.2典型工位改进总装组一共3个工位，针对两个典型工位用模特法分析，发现问题，运用工业工程基础手法进行改进。工位1改进改进前工位的模特法分析表如

34、表4.2所示 表4.2 改进前该工位模特分析表作业内容：锡钎焊工作布置图略工位序号：定员 ：操作者 ：MOD数 ：45 5.805s日期 ：左手分析式MOD值分析式右手伸手到工件处M33M3伸手到工件处抓起工件G11G1抓起工件移动工件到成品堆处M3G14M3G1移动工件到锡铅焊处放开M2P24M2P2放开等待BD4M4伸手到电烙铁处等待BD1G1握取电烙铁移动锡焊丝M3P03M3P0移动电烙铁对准电路板H0H对准电路板锡钎焊作业M3P58M3P5锡钎焊作业放回焊丝M3P28M3P5锡钎焊作业等待BD4M3G1移动电烙铁等待BD5M3P2放开电烙铁 经过分析，根据模特法动作的改进原则，发现了以

35、下一些可以改进的地方： （1）电烙铁位置的改进改进前：电烙铁位置没有固定，需要不断重复手臂的动作，还要调整位置，浪费了大量的时间。运用原则：尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替。改进后：电烙铁固定在工装板上，确保可以在最短距离内接触到焊件，这样省下了反复拿放和校正位置的时间。 （2）双手尽量同时操作。该工位操作工人操作时没怎么注意这个问题，造成了很多的空闲时间。经过改进，该工位的模特法分析表如表4.3所示 表4.3 改进后该工位模特分析表作业内容：锡铅焊工作地布置图 略工位序号：3定员操作者MOD数：40 5.16s日期左手分析式MOD值分析式右手取工件放在工作台上M3G1P26BD空手等

36、待拿起焊丝M3G14M3G1拿起电烙铁锡钎焊M3P58M3P5锡钎焊放下焊丝M2P24M2P2放下电烙铁将制品放入成品箱中M3P03BD空手等待取制品M3G14H拿住焊丝（等待）锡钎焊M3P58M3P5锡钎焊将工件放入成品箱中M3P03H拿住焊丝（等待）通过改进前后的对比，结果如表4.4所示表4.4 工位1改进前后对比表MOD数时间(s)提高效率改进前455.805（改进前时间改进后时间）改进前时间*100% =(45-40)/45*100%=11.11%改进后405.16工位3改进该工位主要是打螺钉，总共要打4颗螺钉，需要改进的地方很多，下面针对其中一个典型的进行分析改进。改进前该工位的模特

37、法分析表如表4.5所示表4.5 改进前工位3模特法分析表工序名称打螺钉工位布置图略作业名称打面板的4颗螺钉MOD数63时间8.127s左手时间右手动作叙述分析式次数MOD次数分析式动作叙述伸手抓供螺钉M3G16M5G1伸手抓取面板移至胸前M3P05M5P0移至胸前移动对准螺孔M3P58BD等待手指固定H5M4G1伸手握取螺钉旋具手指固定H9M4P5移动对准螺钉旋紧继续固定H273*(M4P5)继续旋紧3次把成品放回箱里M3P03BD等待经过分析，结合工业工程的一些基本手法，发现了以下一些需要改进的地方（1）物料摆放不合理。这个工位用到的物料有两种，分别是螺钉和面板，两种线都放在工人的左边，右手

38、伸过去拿面板时移动动作为M5，应尽量减少。我们把面板放在工人的右边，减少动作浪费。（2）定量定位。在装配时经常需要打螺钉，例如固定音板，固定后壳等等，工人一次拿几颗螺钉都是随意的，动作浪费。可以考虑使用螺钉机或制作孔板，一次刚好拿够每次需要打的数量，不多拿也不漏打。但这个考虑到成本问题，暂不把它算进改进后的分析表中。此外，在观察时发现，原来的螺钉盒是塑料制成的，因受重能力不足，挂钩易损，需改进。不锈钢质的螺钉盒虽稳固但成本太高，采用自行设计的木盒挂放。（3）减少移动动作距离。改进前要不断重复右手的移动距离M4，在改进后的操作中，旋转面板的方向，能使右手的动作距离缩短,减少为M2。改进后该工位的

39、模特法分析表如表4.6所示表4.6 改进后工位3模特法分析表工序名称打螺钉工位布置图略作业名称打面板的4颗螺钉MOD数51时间6.579s左手时间右手动作叙述分析式次数MOD次数分析式动作叙述伸手抓供螺钉M3G14M3G1伸手抓取面板移至胸前M3P03M3P0移至胸前移动对准螺孔M3P58BD等待手指固定H4M3G1伸手握取螺钉旋具手指固定H8M3P5旋紧螺钉旋转面板方向R27M2P5旋转螺钉继续旋转方向2次2R2142（M2P5）继续旋紧2次把成品放回箱里M3P03BD等待通过改进前后的对比，结果如表4.7所示表4.7 改进前后工位3对比表MOD数时间(s)提高效率改进前638.127改进前

40、时间改进后时间）改进前时间*100% （6351）63100%=12.7% 改进后516.5794.3工装夹具改进动作分析10是在程序决定后，研究并减少甚至消除人体各种动作的浪费，以寻求省力、省时、安全和最为经济的动作。其实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作，删除无效动作，使操作更加简便有效，提高工作效率。特别需要注意的是要想从动素的基础上寻求改善空间，就必须要贯彻人机工程的理论和“动作经济性”原则。在观察研究时，我们发现在生产线上很多动作都不符合“动作经济性”原则，只要设计一个合适的夹具或改进原来的工具就可以达到满意的结果。按键摆放的改进改进前：在装配时，需要用到按键，按键有颜色的区别

41、，但是摆放没有规律，分类不明显，造成要费时去辨认和身体容易疲劳。运用原则：工具、物料应置于固定处所及工作者前面近处，并依最佳的工作顺序排列。改进后：把按键按颜色分类装在不同的物料箱，并把物料箱布置成圆弧形从而缩短动作距离。电烙铁位置的改进改进前：电烙铁位置没有固定，需要不断重复手臂的动作，还要调整位置，浪费了大量的时间。运用原则：尽量解除手的工作，而以夹具或足踏工具代替。改进后：电烙铁固定在工装板上，确保可以在最短距离内接触到焊件，这样省下了反复拿放和校正位置的时间。螺钉旋具的改进改进前：整机的固定需要打很多螺钉，每人一件螺钉旋具单手操作会造成大量时间的浪费，严重影响效率。改进后：经核算后发现

42、采用新每人2件螺钉旋具，不仅可以大大节省时间，而且能够明显提高员工操作效率，避免繁琐的重复劳动。螺钉盒的改进改进前：原来的螺钉盒是塑料制成的，因受重能力不足，挂钩易损，需改进。改进后：不锈钢质的螺钉盒虽稳固但成本太高，采用自行设计的木盒挂放。改进后如图4.3所示： 图4.3 改进后螺钉盒5改进后生产线平衡分析5.1改进后典型作业分析作业3分析作业3动作标准化后，用模特法分析，计算它的时间，如表5.1所示表5.1 作业3动作标准后模特法分析表作业名称：音检时间3.225sMOD值25左手右手动作叙述分析式MOD值分析式动作叙述伸手抓取音板M3G14M3G1伸手抓取音板移动到验音器一旁M3P03M

43、3P0移动到验音器一旁持住H0H持住抓正反2极电线M3G14M3G1抓音板另2极电线插入验音器2端M3P58M3P5插入验音器另2端拔出电线M3G14M3G1拔出电线移动音板至成品区M3P04M3P0移动至成品区作业5分析作业5作标准化后，用模特法分析，计算它的时间，如表5.2所示表5.2 作业5动作标准后模特法分析表作业名称：装配按键6颗时间 6.063MOD数：47左手分析式次数MOD数次数分析式右手伸手抓取面板（上）M3G14M3PG1伸手抓取面板（上）移动放在作业区M3P03M3P0移动放在作业区伸手抓取按键M3G14M3G1伸手抓取按键移动放在作业区M3P03M3P0移动放在作业区插

44、入面板的键孔3*M3P532433*M2P5插入面板的键孔调整按键角度3*R23633*R2调整按键角度移动制品至制品区M3P03M3P0移动制品至制品区.改进后各个作业之间关系改进后，把每个作业都标准化，计算其时间，并观察它们之间的关系，结果见表5.3：表5.3 各个作业关系表作业时间(MOD)作业描述紧前任务140锡钎焊无225检验1347装配6颗按键无451打4颗螺钉1，2，35.2生产线平衡步骤画优先图根据上面表5.3中各个作业之间的关系，画出如图5.1所示2134图5.1 优先图决定周期时间假定我们要把日产量从原来的2350件提高到2500件，即要求的周期时间应是周期时间C 确定理论

45、工位数由上面表5.3可以知道各个工位的总时间为163MOD，而周期时间为89MOD，因此可以算出理论上最少工位数N：N=各个工位时间总和（T）/周期时间（T）=163MOD/89MOD=1.83或2排程在这里，我们采用启发式算法中的最多后续任务规则，具体是：主规则：以其后跟随任务数目最多的次序8安排工位。附加规则：最长作业时间的任务先排。见表5.4表5.4 排程依据表任务后续任务时间(MOD)435121253无471无40经过排程，最后我们得出了各个工位分配到的作业，具体分配情况见表5.5表5.5 排程后各个工位作业分配情况工位作业作业描述时间总时间12检验25651锡钎焊4023装配6颗按

46、键474734打4颗螺钉5151排程后的平衡图如图5.2所示图5.2 排程后平衡图 从上图5.2可以看出，总体更趋于平衡。计算效率从上面图5.2可以看出， 改进后后费时间最多的工位是工位1，需要的时间是65MOD，而花时间最少的工位是工位2，它需要的时间是47MOD，两者之间相差18MOD，根据这些，可以计算其效率效率由公式（3.2）可以算出改进前生产线损失率生产线平衡损失率 工人每天工作8个小时，原来改进后节拍时间为8.385秒，可以算出日产量5.3结果分析经过对动作、物料和工装夹具等各方面的改进，把每项作业都标准化了，利用生产线平衡的算法，将每个工位的作业都重新分配9了，把日产量和效率都提

47、高了，具体数据见表5.6表5.6 改进前后对比表工位数日产量平衡率改进前3235081.18%改进后3343483.58%从上面表5.6可以明显看出，改进后日产量增加了1048件，提高了46.13%，平衡率也从81.18%上升到了83.58%，这说明改进取得了不错的成效。6 总结在经过了对生产线的仔细观察，利用模特法对每个工位的动作进行分析，发现存在不合理的问题，运用工业工程的基础手法，遵循动作经济原则，对生产线上工人的操作动作，物料的摆放，工装夹具等进行改进，再把每个工位的作业都标准化，计算其时间，重新分配每个工位的作业，使生产线平衡率优化。最后，我们的改进取得了良好的成效，使得日产量从23

48、50件提高到了3434件，生产线平衡率从原来的81.18%提高到了83.58%。参 考 文 献1 孙建华，高广章，蒋志强. 生产线平衡的手段与方法研究J. 成组技术与生产现代化，2004,21(4):34-36.2 张鸿为，梁建平. 物流技术在车间工艺中的应用J. 机械产品与科技，2000(4):31-33.3 高广章，孙建华. 动作分析法在生产线平衡中的应用J. 机械设计与制造，2007,7(7):204-205.4 A. L. Arcus. COMSOAL: a computer method for sequencing operations for assembly lines J.

49、International Journal of Production Research, 1966(4):259-277.5 J. Rubinovitz and G. Levitin. Genetic algorithm for assembly line balancing J. International Journal of Production Economics, 1995(41):343-354.6 周亮，宋华明，韩玉启. 基于遗传算法的随机型生产线负荷平衡J. 机械制造，2003(41):23-25.7 范中志. 工业工程基础M. 广州：华南理工大学出版社,1996:172-3

50、23.8 岑昊，蔡三发. 装配生产线平衡的改善J. 上海管理科学,2005(5):16-17.9 张树武等. 基础工业工程M. 北京 机械工业出版社,2000:73-315.10 齐二石等. 现代工业工程管理M.天津：天津大学出版社,2007:105-225.致 谢我的导师饶中老师在我大学学习期间给予我大力的支持和无私的帮助。在学业上，饶老师悉心指导，无论从课程学习还是论文撰写，倾注了导师无数的心血，这种不断鼓励我帮助我的希望使我大有收益；生活上，饶老师也竭尽所能地帮助我，解决后顾之忧，使我顺利地完成学士期间的学习。饶老师那严谨的治学作风、诲人不倦的教育情怀以及宽广的胸怀和高尚的品质时时激励我克服困难，不断进取，受益终身。在此，谨向导师表示我崇高的敬意和衷心的感谢！感谢陈文戈老师、周金平老师、刘强老师等工业工程系老师们的精心指导和帮助。 感谢所有关心和帮助我的老师、同学和朋友们，对本文引用过的文献的作者表示感谢。我之所以能完成本论文，是与我的家人在生活上的理解、支持和关心分不开的，在此向他们表示深深的谢意。