基于IE的xx企业生产线改善研究

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1、基于IE的XXX企业生产线改善研究来源：宝马会 .bustg.第一章 引言 第一节 课题研究背景与意义 制造业是所有与制造有关的企业生产机构的总称。或者说，它是对原材料加工或再加工以与对零部件装配工业的总称。 尽管我国已成为制造大国，但还不是制造强国，我国制造业与发达国家有阶段性的差距，据相关调查结果显示，我国制造业总体规模不到世界的5%，仅相当于美国的1/5，日本1/4。2 二战后，市场需求模式发生重大变化，制造模式、制造技术必然随之发生变化。随着市场竞争的日益加剧，顾客个性化追求，大批大量生产方式开始逐步向多品种、中小批量生产方式发生转变。精益生产、JIT、合并工程、敏捷制造、大量定制、成

2、组技术等思想倍受企业家们的关注。 这些思想的宗旨都是如何有效地充分利用企业现有资源，即在不投入或少投入的基础上，使企业产出达到最大，并赢得更多的顾客满意。 生产线平衡方法能很好地响应上述思想，并同时能解决现时制造业存在的制造系统、制造模式、制造技术问题。生产线平衡问题是伴随着流水生产线的产生而产生的，至今已有百年历史。但这一问题的正式提出是在1954年美国人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，并发表了各种各样的求解方法。 目前国外对这一问题的研究着重于理论上，其基本思路是将一个实际的流水生产线

3、按一定的方式进行简化，然后建立适当的数学模型或图表，之后采取适当的算法进行求解，这些方法可分为两大类，数学分析方法和启发式方法。然而在管理现场的人并不是理论的研究者，而是要求操作性强且易掌握的方法。这种方法就是工业工程管理方法。在国外，工业工程管理方法被广泛用于生产管理当中，国比较少，现在国企还没有IE师这个职位，但国的外资企业，尤其是台资和日资企业比较重视IE。 XXX体育用品是XX集团特于2006年在沙田镇建设的。部下有鞋业事业部、服装事业部、高尔夫球事业部。鞋业事业部的生产方式仍然是按传统大量库存式生产，库存量很高，常常因鞋子部件不配套、品质不过关而停线，严重影响了公司的达成率。同时为了

4、完成订单员工不得不经常加班，员工意见大。公司高层管理人员意识到这一问题的重要性，引进了一批IE师，重视5S、看板管理、生产线平衡等。因此本文就该集团鞋业生产线的不均衡问题，进行了有关生产线平衡的研究与改善。通过对XXX鞋业生产线进行生产线平衡，大大改善了其生产现状，其主要意义如下： 1) 生产线平衡有利于提高企业的生产效率。一个工厂的主要任务是QCD三大项任务。Q指产量，C指成本，D指交货期。也就是说如何用最低的成本与时为顾客提供满意的产品。通过生产线平衡，制定合理的生产作业标准，就可以缩短产品的生产周期，从而提高生产效率，即提高单位产量。 2) 实现生产线平衡有利于保证产品质量的稳定性。因为

5、生产线的不平衡会造成不同工位的劳动强度不同，瓶颈工位上的员工为了减少堆积品，会忽略质量。 3) 实现生产线平衡是企业实现“一个流”的生产前提。 4) 提高生产线平衡率有利于减少在制品库存，降低企业物流成本。通过对生产线上的各工位进行工序同期化的调整，能很好地减少在制品数量。 5) 提高生产线平衡率有利于调动员工的工作积极性。一来是因为“流”的顺畅（减少员工停工待料），二来是因为员工感受到“公平”对待。 6) 实现生产线平衡有利于提高企业产能,使企业利润增大。 第二节 课题的基本思路 本文在介绍课题的研究背景以与意义的基础上，分析了部分生产线平衡方法，并着重分析了工业工程管理方法，然后针对该企业

6、的生产实际，选其两条线：一条为针车线、另一条为成型线作为研究对象，通过对其程序分析、作业测时、机器效能评价来合理地安排各工位作业的容，使生产线上工序同期化，合理安排人机负荷，使人机效率达到最佳。对鞋业车间进行全新布局，为持续线平衡改善活动提供良好的环境。论文的基本结构如下： 第一章， 介绍了下本课题的研究背景与意义，以与课题的基本思路。 第二章， 是对生产线平衡问题的罗列。先是介绍下生产线平衡的相关理论，包括生产线、流水线、单件流的相关概念，特征以与实现这些所要具备的条件、因素，生产线平衡的一些参数和相关指标；然后阐述了生产线平衡方法的相关理论：有限约束关系、理论最小作业要素、工位作业时间；最

7、后着重介绍下解决生产线平衡的三大方法：数学分析法、启发式法和工业工程法。 第三章， 掌握了这些解决生产线平衡问题的方法后，以XX体育用品的鞋业事业部作为研究对象，选择了其中的L1-2针车线和L1成型线，着重从工业工程管理方法去研究这两条线的平衡情况。最后为响应日后的工作，在相似原理、“6S”管理、看板管理、精益生产等思想的指导下，对鞋业生产车间进行了重新布置。 第四章， 对于本论文的一些总结与展望。 第二章 生产线平衡问题的概述 第一节 生产线平衡的相关理论 一、生产线、流水线与单件流 生产线是一种按照对象专业化原则组织起来的生产组织形式。是制造系统的基层系统。流水线是生产线的一种优化形式，生

8、产线工位的排序不一定按照产品的生产工艺顺序排列下去，但流水线一定按加工工艺顺序排列工位，使产品按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工位依次加工，直到生产出成品。它是生产过程中在空间上和时间上的合理组织形式，减少库存与物流，降低企业成本。流水线是生产线平衡问题解决的基础框架。 一般流水线具有以下几点特征： 1) 劳动对象按照既定的工艺程序依次通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节奏），连续地、重复地完成各道工序的作业。 2) 流水线上出产相邻两件制品的时间间隔，有着明显的节奏性和统一规定。 3) 工作场所使用具有高度专业功能的专用设备。 4) 各道工序工时定额与其工作地数量比例都等于或小于流

9、水线节拍，以保证生产过程的比例性和平衡性。 5) 工艺过程是封闭的，劳动对象在工序间单向移动。 并不是所有的生产线都能组织成流水线生产，组织流水线生产要具备以下条件： 1) 产品设计和工艺要相对稳定，但要体现现代科技的先进的成果，要有良好的工艺性以符合工艺同步化的要求，零部件要有良好的互换性，以保证加工或装配时间的稳定。 2) 工艺过程要能划分为一些简单的工序，又能根据工序同步化的要求将其适当地加以合并或分解，使各道工序的生产节拍大致相等。 3) 要采用先进而又合理的工艺方法，以充分发挥高效率的专用设备效能。 4) 制品产量要大，以保证各工作地设备的正常负荷，充分发挥生产上的规模效应。 单件流

10、是指以最小的单位流经各生产流程的生产方式。即加工一个，检查一个，传递一个。其目的在于促使流程达到最顺状态，减少在制品库存，使流程中不可隐藏任何问题点，达到与时地发现问题并与时改善的效果。其基本步骤如下： 1) 设定节拍时间：根据当日的目标产能和计划工时算出，即节拍时间 2) 测试操作时间，用秒表直接测量每位作业员实际加工一个工序所需的时间，再视情况给予5%10%的宽放率； 3) 公布节拍与操作时间，规作业人员操作； 4) 进行流程的全面分析；包括人机平面布置图、工艺流程分析图等，并进行流程平衡分析； 5) 流程调整，运用“ECRS”四大原则对流程整体考虑，分析并优化； 6) 要有后备资源，以应

11、变特变情况，如机器故障要花较大时间维修，要是备多一台机器就不会影响这一台机器故障所引起的停线。 在实施单件流时，还必需考虑以下几方面因素： 1) 人的因素：要区分标准作业和非标准作业、培养多能工、动作标准化等； 2) 设备因素：要做好TPM，降低故障损失； 3) 质量因素：要执行好质量的“三不”（不制造不良品、不接受不良品、不流出不良品）政策，保证质量； 4) 物量供应因素：要进行QCO，实现快速转换； 5) 管理因素：要随时进行协调指挥，公平、公正、必要时还有公开。 二、生产线平衡参数 1、生产节拍、工序同期化、工序节拍 生产节拍即（Cycle Time/CT）是指连续完成一样的两个产品（或

12、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，它表明了流水线生产效率的高低，是衡量流水线工作水平的重要参数。 生产线节拍，一般用一定的时间，生产线产出的产品数量来计算节拍，即CT= 。Tw：计划期有效的工作时间，Q：计划期产品出产量。 工序同期化是指工序间的时间一致性。生产线节拍是对整条生产线来说的。为了达到工序同期化，必须考虑生产线的组成单元工序。生产线上的各道工序完成的各自作业任务所需时间是不尽一样的。也就是说，在一样的生产时间，各工序

13、的实际产出能力是不相等的，实际上一条生产线的产量等于产出能力最低（工序时间最长）的工序的生产产量。 为了说明生产线工序同期化的程序，引进一概念工序节拍：流水线各工序生产单位产品所需要的时间。ct = 其中-tw：工序有效的工作时间；q：在有效时间工序产品生产量。 在tw一定的情况下，工序节拍取决于工序产品生产。而工序产品生产量有以下几个影响因素：工序作业容、操作者技术水平、工序设备的生产能力、产品质量、物流情况等。 从以上生产线节拍与工序节拍的介绍可知，为了使生产线平衡，需满足：生产线节拍=工序节拍，生产线节拍工序节拍的时间之和最小。 2、瓶颈工位、空闲时间 瓶颈工位是指工序生产时间最长的工序

14、也就是工序节拍最长的工序。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。造成瓶颈的因素也是制约产出的因素，包括人员利用率、原材料是否与时供应、某环节设备发生故障、信息流阻滞等。瓶颈工位并不是固定不变的。它可能会“漂移”，这取决于在特定时间人员配置和设备使用情况、物流因素等。 与节拍和瓶颈相关联的另一个概念是流程中的“空闲时间”（idle time）。空闲时间是指工作时间没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就会产生空闲时间。 3、生产线平衡指标 评价生产线平衡指标有工作总站数、生产线平衡

15、率、平衡损失率、平滑指数和成本等。 1) 工作总站数N是指生产线上工位的总数目。 2) 生产线平衡率P 。 3) 平衡损失率d = 1-P，或d= 。 4) 平滑指数：SI = 。 5) 成本包括人力成本和设备成本。 其中： Ti：第i个工位的时间；CT：生产节拍；T：工位的有效时间。 第二节 生产线平衡方法的相关理论介绍 一、理论最小作业要素、工位作业时间 理论最小作业要素，是指生产作业中不可以细分的实际作业任务。如插销钉、钻孔等。进行这种划分的目的是为了把生产线的整个作业过程合理地分配到各个生产工位上去,以便于生产作业分析、生产过程规划和生产线的平衡。进行划分时可以用Ti表示第i个(i=1

16、,2,3,n)理论最小作业要素的作业时间。在生产线规划过程中，Ti一经确定就认为是不变的常数，是生产线平衡的基础数据。 工位作业时间，若生产线为流水型排列的n个工位，需要在第i(i=1,2,3,n)个工位上完成的作业要素分别有：T1,T2，Tei,Tki (ei=1,2,ki), 则该工位的作业时间Ti： Ti= ei=1,2,，ki k1+k2+ki+kmn 二、 优先约束关系 如果工序a完成后，紧接着可以开始工序b(或只有当工序a完成后才能开始工序b),那么a是b的紧前工序，b是a的紧后工序。在生产线中，产品总有一定的工艺性要求，就必然存在着紧前工序和紧后工序，这些关系可统称为优先约束。

17、优先约束关系一般用优先图或优先矩阵来描述：如图1 图2-1 优先图 优先矩阵是为了方便计算，由优先图转换而成的： 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Mij1，表示作业要素i是j的紧前作业。在作业要素分配时必须将作业要素i分配在j所在工位之前的工位上。 优先图、优先矩阵等工具被广泛应用于数学分析法和启发式法当中

18、。 第三节 生产线平衡法的介绍 自1954年，生产线平衡问题被正式提出并着手解决后，许多科研人员对这方面的问题作了大量研究，概括起来可分成三大类：数学分析法、启发式法和工业工程法。 一、 数学分析方法 数学分析方法是通过建立数学模型，经过大量的数学计算来寻找问题最优解的方法。数学模型在运筹学课本都有所介绍，主要包括线性规划模型、整数线性规划模型、动态规划模型、网络模型等。 在生产实践当中常常遇到两类优化问题：如何运用现有的资源（如人力、机器、原材料）安排生产，使产值最大或利润提高；对于给定的任务如何统筹安排以便消耗最少的资源；线性规划就是解决这类问题。在建立线性规划模型时主要经过以下三个步骤：

19、假设变量，确定合适的决策变量是能否成功地建立数学模型的关键；根据假设变量给出的约束条件，约束条件是用来描述决策变量受到各种限制的等式或不等式；建立目标函数，目标函数是根据假设的变量而实现目标的函数表达式。 整数规划是线性规划的一种特殊情况，其要求最优解必须是整数，求解整数规划问题一般采用分支定界法。分支定界法的基本思想是，设有最大化的整数规划的问题A，与它相应的线性规划问题B，从解问题B开始，若其最优解不符合A的整数条件，那么B的最优目标函必是A的最优目标函数Z*的上界，记为 ；而A的任意可行解的目标函数值将是Z*的一个下界，记为 ，分枝定界法就是要将B的可行域分成子区域，称为分枝。逐步减少

20、和增大 称为定界，最终求得Z*。其关键在于分枝和定界。 动态规划是一种解决多阶段决策问题的方法，是现代企业管理中的一种重要决策方法，可用于解决最优路径问题、资源分配问题、生产调试问题、库存问题、排序问题与设备更新问题等等。许多问题用动态规划方法求解常比线性规划或非线性规划更有效，特别是对于那些变量为离散型的问题。它针对多阶段决策问题的特点，提出了解决这类问题的最优化原理，把比较复杂的问题划分若干阶段，并且逐阶段解决而最终达到全局最优。在应用于生产线平衡上，一般是通过定义一个合理的任务集来实现，该集合中如果一个任务优于这个集合中的另一个任务，则这个任务应在这个集合中。 对于生产线平衡的一般数学提

21、法是：给定一个无回路的有向图G=(E,P)，节点E表示作业要素集合，弧P表示生产作业元素之间的先后关系集合。一个节点iE有一个值Ti(i=1，2，n)表示作业时间。生产线平衡问题就是求节点集E的一个划分： E= ,使一定的目标得到优化,满足一定约束条件。 二、 启发式方法 启发式方法比数学分析方法要简单且易懂，求解速度快，因而备受研究人员的关注，其求解的基本思路为首先将可分配作业与不可分配作业分开，然后在可分配作业中，从第一个工位开始寻找工序的组合，并使这个工位的闲置时间最短。再进入下一个工位，并把已选的工序删去。重复进行，直到作业分配完毕。主要的方法有分级位置加权法和最大设定准则法。 在用启

22、发式法求解平衡问题时，一般都利用优先图、优先矩阵等工具进行求解。现用图2-1的例子来说明分级位置加权法与最大设定准则法的求解过程。 1、分级位置加权法 （1）把装配作业任务分解为若干个最小的装配作业任务单元。称为最小作业单元。 如图中的工位1,2,3,8,9。并测出最小作业时间标于工位上方。 （2）计算：权重：Wi= ， Wi：最小作业单元加权值；ti：第i个最小作业任务单元的装配时间；Pi：第i 个最小作业单元装配之前各最小作业单元集合；tj：集合Pi中的第j个最小作业单元的装配作业时间。 如W3=t1+t3=5+2=7其余见表2-1： 表2-1加权值表 装配单元 1 2 3 4 5 6 7

23、 8 9 装配单元作业时间 5 4 2 1 6 3 2 5 2 装配单元加权值 5 4 7 5 17 10 22 27 30 （3）作装配顺序图，见图2-2： 图2-2装配顺序图 （4）确定装配线节拍，计算每个最小作业单元的加权值。 （5）将最小作业单元按加权值由大到小排列，如表2-2，并令代表工作站编号的变量k=0。 表2-2 加权值表 装配单元 9 8 7 5 6 3 4 1 2 装配单元作业时间 2 5 2 6 3 2 1 5 4 装配单元加权值 30 27 22 17 10 7 5 5 4 （6）令Kk+1, Tk =T。设节拍时间T10。 （7）从顺序表中，按加权值从大到小选出满足t

24、i =Tk的第一个最小作业单元，其单元号为i，若找不到跑到步骤（9）。 （8）将最小作业单元i分配给工作站k，并从顺序表中删除单元i并将Tk的值减去ti,若顺序表空，则表明完成线平衡，否则转向步骤（7）。 （9）若Tk =T，则表明所设定的节拍时间太短，无解，否则转向步骤（6）。 最后结果如图2-3： 图2-3工位重组图 评价效果的好坏用平衡率LE进行评价。 LE = LE = = 75% 2、最大设定准则法 仍用图2-1作例子，其求解过程如下： （1）按各最小作业单元在装配线上的先后顺序画出装配顺序图（优先图），并将相应装配的时间标在上方， （2）确定装配线节拍T，令K=0，S为包含所有最小

25、作业单元的集合。 （3）令K=k+1，Tk=T； （4）对于S中每个作业单元计算加权值，找出满足ti = Tk的权值最大的单元，若找不出转向（6），否则进入下一步； （5）将单元i和其他按顺序在i单元之前装配的各装配单元分配工作站k，并从S中删去，将Tk -wi，若此时S已空，表明装配线已经平衡，否则转向步骤（4）。 （6）若Tk =T，则表明设定时间节拍太短，无解，平衡到此结束；若Tk T，则转向步骤（3）。 其求解过程与结果如图2-4： 图2-4求解过程图 图2-4求解过程图 三、工业工程管理方法 数学分析法与启发式方法主要是解决如何合理划分工序集合，使各个工位的节拍时间一致，而工业工程法

26、着重于如何改善作业方式，使作业标准化，消除不必要的动作，减少浪费，降低企业成本，并以人为本，提高员工积极性。 1、工业工程概述 美国工业工程师协会（AIIE）1955年提出后经修改把工业工程定义为“工业工程是研究由人、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术，它综合运用数学、物理学和社会科学的专门知识和技术，结合工程分析和设计的原理与方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。”1 其知识体系见图2-5： 图2-5IE基础体系图 2、方法研究 （1）程序分析 程序分析是工作研究的基础，因为如果未作程序分析，预先发现某工序在整个流程中根本不必要，就先作微观的作业分析

27、或动作分析，就可能造成较大的浪费。 程序分析是依照工作流程，从第一个工作地到最后一个工作地，全面地分析有无多余、重复、不合理的作业，程序是否合理、搬运是否过多，延迟等待是否太长等问题，通过整个工作过程的逐步分析，改进现行的作业方法与空间布置，提高生产效率。 程序分析一般针对工作中的加工、检查、搬运、等待和储存五种基本活动进行方法研究。其代表符号与意义：如表2-3 表2-3 程序分析符号 符号 名称 表示意义 例子 加工 指原材料、零件或半成品按照生产目的承受物理、化学、形态、颜色等变化 水印、磨皮、电绣、打粗、拉帮等 检查 将某目的物与标准物进行对比，并判断是否合格的过程 鞋面检查、标签检查、

28、成型检查等 搬运 表示工人、物料或设备从一处向另一处在物理位置上的移动过程 成型配料、领料、半成品在工序间的移动 D 等待或暂存 指在生产过程中出现的不必要的时间耽误 等待被加工、被运输、被检验都属于等待 储存 为了控制目的而保存货物的活动 物料在某种授权下入仓库或从仓库中取出都属于储存活动 注：储存与暂存不一样，储存是有目的的，从储存处取出物品一般需要申请单或其他的票据。暂存是没有目的的，从暂存处取出物品一般不需要任何票据。 其分析步骤如图2-6： 图2-6程序分析过程图 在实际分析过程中，一般可先用“5W1H”技术发现问题点，然后用“ECRS”四大原则进行分析，再用分析表进行改善，最后得出

29、改善方案。 （2）操作分析 操作分析即动作分析是通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作者对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量为目的而作分析。其基本要求如下： 1） 通过删减、合并、简化，使操作总数减至最低、工序排列最佳，并使每一操作简单易行。 2） 合理利用肌肉群，防止某些肌肉群由于动作过于频繁而产生劳损。发挥双手作用，平衡双手负荷，避免用手长时间握持物体，尽量使用工具。 3） 要求机器完成更多的工作。 4） 减少作业循环和频率，减少物料的运输和转移次数，缩短运输和移动距离，使运输和移动方便易

30、行。 5） 改进设备、工装与工位器具、物料规格或工艺，采用经济的切削用量。 6） 工作地点应有足够的空闲，使操作者有充足的回旋余地。 7） 消除不合理的空闲时间，尽量实现人机同步工作，使某些准备工作、布置工作地点的工作、辅助性工作放在机动时间进行。 根据不同的调查目的，作业分析可分为人机作业分析、联合作业分析和双手作业分析。 人机作业分析是应用于机械作业的一种分析技术，通过对某一项目作业现场观察，记录操作者和机器设备在同一时间的工作情况，并加以分析，寻求合理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，以充分发挥人和机器的效率。其主要过程如下： 1） 观察和记录操作者与机器设备在一个作业周期（周程）各

31、自的操作步骤和操作容。 2） 用作业测定法确定这些操作活动的时间，按照操作者和机器设备操作活动的时间配合关系，在作业分析图表中清晰地表示出来。 3） 运用工作简化和合并交叉的原则，研究改进操作的各种可能性，提出切实可行的改进方案。 4） 绘出新的操作分析图表。新的操作方法经过验证以后，即可用于生产，并对改进的效果进行评价。 联合作业分析是指当几个作业人员共同作业于一项工作时，对作业人员时间上的关系的分析，以与排除作业人员作业过程中存在的不经济、不均衡、不合理和浪费等现象。在进行联合作业分析时，首先以作业人员的各自作业流程为基础（进行详尽的观察和记录），然后使各作业人员的作业时间坐标一致，最后合

32、并绘制联合作业分析图。 双手作业分析是以作业者的双手作为研究对象，进行双手作业分析可研究双手是否合理、平衡地分配工作，发现伸手、寻找以与笨拙而无效的动作，发现工具物料、设备等不合适的放置位置，使动作规化、编写作业标准说明书。 （3）动作分析 动作分析是指观察操作者的实际操作并用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作容，并将记录图表化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善点。动作分析可分为动素分析、慢速摄影分析和VTR分析。 动素分析适合于进行详细的动作分析和进一步的作业改善。如探讨高效易行的作业方法、探讨最适当的动作顺序、讨论最适当的工夹具与作业环境布置安排、制定正确易行的标准作业方法

33、、培养动作意识等。慢速摄影分析一般用于分析难分析的问题，它能弥补人的分析能力的局限性，并真实地记录现场，具有很强的说明能力。 要追求动作经济，必须具备动作意识，经常分析一个一个的操作动作，彻底排除动作中不合理成分和浪费，达到：明白合理动作与不合理动作的区别、明确动作错误的原因，判断合理动作、全身心投入动作研究，思考合理动作方法、作业配置与工夹具。 3、作业测定 制定计划、组织生产、成本计算、经济核算、平衡生产能力、考核工人劳动成果等等活动都离不开标准时间。因此，实行工作研究,除进行程序分析、操作分析、动作分析等方法研究活动外还必须进行时间测定。这是科学管理的基础过程：通过方法研究获得最佳程序和

34、方法，然后再利用作业测定将所有作业制定出标准时间。 在生产现场当中，日常消耗的总时间大致可分为三大类：基本作业时间、由于工作进行不合理而造成多余时间和完全浪费的无效时间，如图2-7所示： 图2-7制造时间构成图 作业测定的方法很多，作业测定技术不只限于用来制定时间定额，还用于企业诊断、分析企业工时利用状况，调整生产、劳动组织等许多方面，主要方法有：时间研究（秒表时间研究）、工作抽样、预定时间标准法、标准资料法。 时间研究是利用秒表或电子定时器，在一段时间，对作业的执行情况作直接的连续观测，把工作时间以与与标准概念（如正常速度）相比较，对执行情况的评价资料一起记录下来，给予一个评比值，并加上遵照

35、组织机构所制定的政策允许的非工作时间作为宽放值，最后确定出该项工作的时间标准。 工作抽样是在较长时间，以随机方式、分散地观测研究对象，利用随机抽样来研究工时利用率，具有省时、可靠、经济的优点，为调查工作效率、合理制定工时的通用技术。 预定时间标准法，这种方法是国际公认的制定时间标准的先进技术。它利用预先为各种动作制定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间，而不是通过直接观测或测定。由于能精确地说明动作并加上预定工时值，因而有可能较之用其他方法提供更大的一致性，而且不需对操作熟练、努力程度进行评价，就能对其结果在客观上确定准备时间，故在国际上称为预定时间标准法（Predetermined Ti

36、me System）,简称PTS法，主要有MTM（Methods Time Measure）法（方法时间衡量）、WT（Work Factor System）法(工作因素法)、MOD（Modolar Arrangement of Predetermined Time Standard）法。工作抽样、预定时间标准法所得的测定值，根据不同的作业容，分析整理为某作业的时间标准，以将该数据应用于同类工作的作业条件上，使其获得标准时间的方法。 第三章 XXX企业鞋业事业部生产线平衡研究 第一节 鞋业与公司简介 一、鞋业简述 制鞋行业是典型的劳动密集型行业。这个行业的产能总是向着劳动力成本低廉的国家和地区迁

37、移。从历史上来看，世界制鞋业的重心从意大利、西班牙转移到日本、国，再转移到中国大陆，2007年则形成向东南亚地区转移的趋势。但目前，中国仍是全球最大的制鞋中心，鞋产量占全球总产量的60%以上，是世界最大的造鞋生产商。从消费数量和市场容量上看，近几年我国每年消费鞋类近20亿双，亦居世界首位，且还将进一步扩大，并有档次不断提高的趋势。从产业分布上看，中国鞋业仍然保持集群式发展状态。主要四大产业集群：一是以、惠东等地为代表的鞋业基地，主要生产中高档鞋；二是以、等地为代表的鞋业基地，主要是生产中低档鞋；三是以、为代表的西部鞋业基地，主要生产女鞋；四是以、等地为代表的鞋业生产基地，主要生产运动鞋。 我国

38、鞋业产业也出现了不少新的问题，2006年10月7日欧盟对中国皮鞋征收16.5%的反倾销税，对以出口为主的我国制鞋企业打击颇大，其他各国也在反倾销上遏制我国的鞋类产品的出口，同时欧盟的PFOS禁令亦大限在即，制鞋业将面临挑战；国方面，2007年7月1日起退税调整取消了包括皮革、染料等产品在的553项“高耗能、高污染、资源性”产品的出口退税，在这次出口退税调整中，对制鞋企业的影响无疑是最为巨大的。制鞋业在2007年还要面对人民币升值的压力、行业同质化竞争等等问题。在如此形势下，我国制鞋行业要加快产业调整步伐，实施名牌发展战略，不断提升制鞋业的综合竞争力。 二、公司简述 现公司生产鞋业的厂区有四家，

39、主要分配在和，所生产的牌子属于中高档次的运动鞋，但由于公司只是贴牌生产，所赚取的利润仅仅是加工过程。XXX企业鞋业事业部是这两年发展起来的。现在主要从事生产某品牌的运动鞋。由于该品牌客户要求类型变化多样，故公司生产模式是多型号小批量生产。但公司的运作模式还是传统的库存式生产，而公司现在面临着订单多，达成率低、员工满意度低的困境，通过生产线平衡，提高公司产能，减轻员工工作疲劳的任务迫在眉睫。 XXX鞋业事业部的生产基地主要分配在两栋生产厂房，其布置图如图3-1所示： 图3-1厂房布置图 三、 鞋子生产流程简述 鞋子主要是由三个部件组成的：鞋面、中面和大底，它们是由不完全一样的生产单位加工而成，最

40、后到成型线组合。 主要经过的生产单位如下： 鞋面： 裁管 高频加工 针车 中面： 裁管 高频加工 成型 大底： 鞋材加工 底粗加工 底加工 现以A栋厂房第一层鞋业生产车间来说明企业鞋业生产的具体流程。 A栋厂房第一层鞋业生产车间包括的生产单位有L1裁管、L2裁管、L1针车组、L2针车组、L1成型、L2成型、底加工、底粗加工车间等等。其中每一个针车组有四条线，每条线完成一种类型的鞋面，底加工有四条线，每条线完成一种类型的大底加工。其布置与流程图3-2如下： 图3-2生产过程物料流程图 其作业单位代号说明如表3-1 表3-1作业单位说明 代号 1 2 3 4 5 6 7 名称 高频加工 鞋材 大仓

41、库 底粗加工 底暂存区 底加工线 裁断区 代号 8 9 10 11 12 13 14 名称 准备组 针车线 成品暂存 成型线 原料暂存 成品仓 注：裁断区与准备组为一个单位简称裁管，由于加工的特殊性，故在此把它们分成两个作业单元。准备组工作主要是削皮、磨皮、水印、墨印等。 第二节 针车线平衡问题研究 现以针车一组二线（L1-2）为研究对象。生产型体为卡帕的314图样与主要构成部件如图3-3所示： 图3-3314样版图 所涉与的工序与配置设备，如表3-2： 表3-2314工序表 序 工序名称 操作设备 序 工序名称 操作设备 01 鞋头与鞋舌车合 高双针车 20 车鞋眼上饰线 高单针车 02 固

42、定舌穿带上端 高单针车 21 鞋身里刷胶 手工 03 鞋舌里与鞋头里车合 高双针车 22 贴鞋身里 手工 04 鞋舌与鞋舌里刷胶贴合 手工 23 领口泡棉刷胶与贴领口泡棉 手工 05 车鞋舌饰线 高双针车 24 压领口边线 高单针车 06 修鞋舌里边 手工 25 修领口边线 手工 07 固定舌穿带下端 高单针车 26 车鞋眼与鞋身饰线 高单针车 08 身侧前与身侧反车 高单针车 27 领口鞋眼滚边 包边车 09 反车处刷胶捶平 手工 28 泡康特与贴康特 手工 10 口领与身侧反车 高单针车 29 贴康特处刷胶 手工 11 反车处刷胶捶平 手工 30 定型 定型机 12 口领外万能 万能车 3

43、1 冲孔 手工 13 后套与后上片反车 高单针车 32 打扣1 打扣机1 14 反车处刷胶捶平 手工 33 打扣2 打扣机2 15 后套后上片与口领车合 高单针车 34 鞋面帮角补强打万能 万能车 16 身侧里与口里反车 高单针车 35 鞋面压边线 高单车 17 反车处刷胶捶平 手工 36 剪线 手工 18 身侧与鞋头车合 万能车 37 洗鞋面 手工 19 车鞋眼 高双针车 38 注：打扣1与打扣2所打出来的扣子不一样,使用的机器也不一样。 一、 针车线现状 鞋业事业部现有针车组四组，除了新开的针四组外，每一个针车组都有四条线。每条线的目标产量在300450围。针一组位于A栋厂房的第一层。其所

44、在位置与周边的生产单位如图3-4所示： 图3-4L1-2所在车间布局图 为了更好地了解现场，对314型号所涉与的工序进行了秒表测时，并按现时国际标准给予6%的宽放率。其测时的平均数据与标准时间、配置人数情况如表3-3示： 表3-3314针车秒表测时表 工序 工序名称 实测时间（s） 标准时间（s） 配置人数 01 鞋头与鞋舌车合 35.71 37.85 1 02 固定舌穿带上端 23.29 24.69 1 03 鞋舌里与鞋头里车合 35.71 37.85 1 04 鞋舌与鞋舌里刷胶贴合 42.92 45.50 1 05 车鞋舌饰线 57.14 60.57 1 06 修鞋舌里边 51.51 54

45、.60 1 07 固定舌穿带下端 23.29 24.69 1 08 身侧前与身侧反车 54.34 57.60 1 09 反车处刷胶捶平 60.09 63.70 1 10 口领与身侧反车 93.16 49.38 2 11 反车处刷胶捶平 60.09 63.70 1 12 口领外万能 23.29 24.69 1 13 后套与后上片反车 57.29 60.73 1 14 反车处刷胶捶平 71.42 75.71 1 15 后套后上片与口领车合 32.23 34.16 1 16 身侧里与口里反车 46.58 49.37 1 17 反车处刷胶捶平 42.92 45.50 1 18 身侧与鞋头车合 38.8

46、1 41.14 1 19 车鞋眼 114.28 60.57 2 20 车鞋眼上饰线 38.81 41.14 1 21 鞋身里刷胶 51.51 54.60 1 22 贴鞋身里 51.51 54.60 1 23 领口泡棉刷胶与贴领口泡棉 38.92 41.25 1 24 压领口边线 77.68 82.34 1 25 修领口边线 25.75 27.30 1 26 车鞋眼与鞋身饰线 54.34 57.60 1 27 领口鞋眼滚边 107.14 56.79 2 28 泡康特与贴康特 62.23 65.96 1 29 贴康特处刷胶 25.75 27.29 1 30 定型 32.05 33.97 1 31

47、冲孔 60.09 63.70 1 32 打扣1 21.46 22.75 1 33 打扣2 51.51 54.60 1 34 鞋面帮角补强打万能 58.22 61.71 1 35 鞋面压边线 38.63 40.95 1 36 剪线 38.56 40.87 1 37 洗鞋面 47.21 50.04 1 其中工序号为10口领与身侧反车、19车鞋眼与27领口、鞋眼滚边分配两名员工；其余工序各分配一名员工。 故其周期时间 CT = 82.34S 平衡率P = 58.8% 平衡损失率 d1P 41.2% 日产量 q =349 通过以上分析可以发现现有的生产线存在以下问题： 1) 现场工位的布置没有按产品加

48、工工艺顺序布置，导致了物料搬运、人员走动等不增值活动频繁。 2) 生产方式是传统的库存式生产，每个工位都有520件半成品堆积品。 3) 干部成了物料搬运员，无暇顾与本职工作，从而导致不良品、翻工现象多。 4) 现时生产需要加班才能接近目标产量，天天加班导致员工意见大、厌倦工作，工作积极性不高。 5) 员工的不满意度高导致辞工率高，人员不稳定，导致产量不稳定。顾客达成率低。 二、 针车线改善方案 针对现状，由公司的目标产量来确定生产节拍：314型号的目标产量为400， 故生产节拍： T = 72S 因而要对大于72S的工序进行分析使其工序时间低于72S。对于远小于72S的工序进行合并。 1、工艺

49、程序分析 为了便于从整体上去发现存在的问题以与关键环节，现对314型号作工艺程序图，如图3-5所示： 图3-5314针车工艺流程图 从工艺图我们可以看到鞋舌的加工比其他部件要复杂，为此我们可以专门成立一个鞋舌组生产鞋舌。这样做不仅缩短了针车线，减少针车线考虑因素还可以提高鞋舌员工的熟练程度从而提高产量、保证鞋舌质量。 2、流程重组 依据其工艺流程图可画其加工优先图，如图3-6 图3-6314针车优先图 （1）瓶颈分析 图3-7314工序时间图 从图中可以看出，工位14、24的加工时间大于依目标产量而定的生产节拍（72S）。故要对其进行方法研究，采用“5W1H”的提问技术与“ECRS”四大原则来

50、改善：是否能简化操作、缩短加工时间或分解重组。 1）工位14刷胶捶平分析 工位14刷胶捶平其现状是用手工展开，用锤子捶平。现场配有捶平机，但只限于一个工位使用，机器利用率低。再对工位14刷胶捶平用5W1H提问技术分析，其分析过程与结果如表3-4： 表3-4 5W1H三次提问技术 考察点 第一次提问 第二次提问 第三次提问 回答 目的 做什么what 是否必要 有无其更合适对象 有必要做 原因 为何做why 为什么要这样做 是否不需要这样做 穿着舒适 时间 何时做when 为何需要此时做 有无其他更合适的时间 确保生产流流畅 地点 何处做where 为何需要此处做 有无其他更合适的地点 有更合适

51、的地点 人员 何人做who 为何需要此人做 有无其他更适合的人 一般员工可操作 方法 如何做how 为何需要这样做 有无其他更适合的方法与工具 改用钢尺、捶平机 由以上分析以与采取“ECRS”四大原则，可把刷胶捶平的操作改为用机器捶平，同时在捶平前用钢尺展开。这样可以大减少操作时间。经秒表测时采用钢尺展开、捶边机捶平，工位14的时间可缩短到12秒。工位9的时间可缩短到10秒，工位11的时间可缩短到10秒，工位17的时间可缩短到8秒。把4个工位合并后时间为40S400 工位重组后，一天的实际生产量大于公司以往所制订的目标产量。而且以上的变动并没有增加机器设备与人力等，在成本没有增加的情况下，大提

52、高了产量，为公司赢得更多的利润。 为了让基层干部有时间履行职责，为了更容易地发现问题，与时解决问题、降低不良品数量和翻工率以与为了减少物料倒流现象、降低库存成本，现对针车的工位作一定的调整，使工位的安排尽量与产品的加工工艺顺序一致。 由于此型号的鞋舌加工具有一定的复杂性，工序多，故把鞋舌加工另设一条鞋舌组生产。则鞋舌就成了所研究针车组的“外购件”。 由上图与工艺流程图，可作改善布置图，如图3-9： 图3-9 针车线改善布局图 其中涉与鞋舌加工的工位1、2、3、4、5、6、7专设一条鞋舌组生产。工位30定型采用定型机。四条针车线其用一台定型机，故不在此线安排。 第三节 成型线平衡问题研究 一、

53、成型线现状 1、布局图 现有成型线布局图如图3-10所示： 图3-10 成型线布局图 成型线的总长为65.5米，宽为1.5米。成型线的产量决定产品的最终产量，因此，成型线的产量是公司最关注的。目前成型线出现的主要问题如下： 1）断码现象经常发生（所谓断码现象就是鞋面与楦头不配套，导致个别码数楦头 周转不来而被迫停线的现象）。 2）开胶、胶线外露不良品多。 3）翻箱率高。 2、314型号成型工序 314型号成型所涉与的工序、操作时间、配置人员、以与给予6%的宽放率后所得出的标准时间如表3-5： 表3-5成型秒表测时表 工序 工序名称 实测时间（S） 标准时间（S） 配置人数 1 穿鞋带 90 9

54、5.4 4 2 推放楦头与刷白糊 20 21.2 1 3 鞋面刷白糊 38 40.28 1 4 中底板刷白糊 21 22.26 1 5 放鞋舌垫 20 21.2 1 6 攀前帮 65 68.9 1 7 拉腰帮 60 63.6 2 8 打后帮 27 28.62 1 9 绑鞋带 38 40.28 1 10 修鞋 13 13.78 1 11 LOGO标盖保护胶纸 20 21.2 1 12 贴标上加硫箱 13 13.78 1 13 下加硫箱 14 14.84 1 14 配大底 20 21.2 1 15 鞋面线 51 54.06 3 16 鞋面打粗 13 13.78 1 17 刻磨 83 87.98 4

55、 18 清灰 13 13.78 1 19 搬过道配双 13 13.78 1 20 大底刷药水 28 29.68 2 21 鞋面刷药水 30 31.8 2 22 第一次鞋面胶 77 81.62 3 23 第一次大底胶 52 55.12 3 24 鞋眼处捶平 12 12.72 1 25 第二次鞋面胶 77 81.62 3 26 第二次大底胶 52 55.12 3 27 贴底 115 121.9 6 28 前后压机 24 25.44 1 29 墙式压机 24 22.26 1 30 注胶 21 21.2 1 31 压胶 20 16.96 1 32 搬过道配双上冷冻箱 16 45.58 1 33 解鞋带

56、 43 24.38 1 34 脱楦 23 21.2 1 35 入鞋垫 20 21.2 1 36 一次塞纸 20 21.2 1 37 穿鞋带 50 53 2 38 二次塞纸 50 53 2 39 清洗鞋面 40 42.4 1 40 鞋底清洁 30 31.8 1 41 挂吊牌 20 21.2 1 42 折盒 20 21.2 1 43 贴标 20 21.2 1 44 小包装 20 21.2 1 3、瓶颈工位与平衡率 图3-11工位时间对比图 由图11可知：现时瓶颈工位为工位6攀前帮，CT68.9S 则平衡率 P 35% 二、 成型线改善方案 1、瓶颈工位分析 对工位6进行“ECRS”四大原则处理。工

57、位6攀前帮可以分解为入楦和拉前帮两个工作要素，故把工位分解，使入楦作业与前序工位5放鞋舌垫重组。 经秒表测时，可知入楦时间为20秒，拉前帮为45秒，统一为标准时间则入楦时间为21.2秒，拉前帮为47.7秒。重组分解合并后，工位5时间为21.2+21.242.4秒，工位6时间为47.7秒。 再次寻找瓶颈工位： 图3-12 重组后工位时间对比图 由图12可知，此时瓶颈工位仍是工位6，时间为47.7S，即此成型线生产周期T=47.7S 平衡率P 51.54% 对工位6进行改善后， 平衡率才达到51.54%，说明成型线的改善空间很大，由于成型的线的改善要更多地考虑人机联合作业，而现场生产当中品质问题很

58、严重，故在此不再作进一步改善。 2、成型线改善点 现针对品质上的问题对现场的布置做几个建议： 1） 针对断码现象，正常情况下是不会出现这种问题，只有出现针车加工的鞋面品质不良或要清理尾数时才会出现。为了减少断码现象时间，成型线的布局应采取U形布置，这样可以大缩短脱楦与推放楦头的位置。使楦头周转时间缩短。 2） 针对开胶问题，在关键位置上多分配人力，如在清灰工位后增加清洗大底与刻麿处，这样就可以避免因灰尘的存在而导致开胶现象。 3） 针对溢胶问题，涂胶处的紫光灯确保打开，而且可适当地提高此工位的宽放率，要其保证质量的情况下才考虑速度。 以上是针对成型线现状所提出的建议，概括地说，减少搬运时间采用

59、U型布置，在关键的工序上多分配人力，多给予宽放率。 三、车间的设施规划改进 生产线平衡可解决瓶颈问题，最大限度地降低在制品数量，提高生产效率，提高企业利润。5S管理和定制管理主要是改善生产环境，稳定平衡后的改善效果并能与时地发现问题、与时处理。看板管理是现场管理水平的提升。为了更好地开展动态线平衡工作，为了顺利开展示线成功之后的工作，现对公司的鞋业事业部生产现场作了改善。 1、改善方案 1）L1、L2生产现场改善前后对比，如图3-13 改善前： 图3-13 L1、L2改善前后对比图 注：改善后的针一组专门从事生产鞋舌比较复杂的型号，鞋舌组专为针一组的生产鞋舌。 2）L3、L4生产现场改善前后对

60、比，如图3-14 改善前： 改善后： 图3-14L3、L4改善前后对比图 注：针三组和针四组专门生产鞋舌比较复杂的型号，鞋舌组专为针三组和针四组服务。 2、改善方案评价 1）载管、针车、成型快速线的安排符合了加工鞋子顺序，使物料的流动沿着同一个方向移动，减少了倒流现象，方便物料搬运，缩短物料搬运的路径。 2）把载管统一管理，减少因个别裁手速度快而没事做，可以灵活安排裁手的任务，降低个别部件的库存品。 2）采用相似原理，把加工工艺复杂的鞋舌加工专设生产线加工，提高操作熟练程度，从而在提高产量的同时稳定质量。 3）把具有复杂的鞋舌加工的型号与简单的鞋舌加工型号分开生产，有利于稳定针车线的产量。减少

61、转换型体时间，进行QCO，实现快速转换。 4）成型线采取U型布置，缩短楦头回转距离，减少因特殊情况（断码）下，成形线被迫停线现象。 5）成型线并排，包装区相邻，看板相近，有利于形成良好的竞争气氛，提高员工生产积极性。 第四章 总结与展望 第一节 总结 本文收集了大量有关生产线平衡问题的理论研究与解决线平衡的方法，并把解决生产线平衡问题的方法归纳为三大类：数学分析法、启发式法、工业工程法。在介绍这三大方法时着重介绍了工业工程法。掌握了这些解决生产线平衡问题的方法后，以XXX企业的鞋业事业部作为研究对象，选择了其中的L1-2针车线和L1成型线，通过应用工业工程管理方法去研究这两条线的平衡情况。针对

62、针车线现状提出了按生产工艺顺序排列工位，在启发式方法思想的指导下，通过程序分析重新布置了针车线。应用了方法研究、秒表测时、“ECRS”等技术对瓶颈工位进行分解重组，使针车线的平衡率提高了14.47%，产量超出目标产量。对于成型线除了通过方法研究、秒表测时、“ECRS”技术使成型线平衡率提高16.54%外，还从其现存的异常出发，把直线型布置改为U型，使楦头快速轮回，减少因断码现象而停线的时间，从而提高产量。 第二节 展望 生产线平衡问题涉与围很广，本文在研究两条生产线时，并没有把文中所收集的生产线平衡研究的理论与解决生产线平衡方法一一用上。在不成熟的生产现状以与作者个人的经验缺乏，在利用工业工程法改善生产线还有很多未尽之处，如联合作业分析、人机操作