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1、学 海 无 涯,基础工业工程 课程设计,院：机械工程学院,学 专 班 学 姓,业：工业工程 级：114120301 号： 名：,指导教师： 提交时间： 2016.11.28,1,学 海 无 涯 一、装配线概况 本课程设计研究的是一级蜗轮蜗杆减速器的装配过程。在这条装配线上，计划月 产量为 4800 件，每月工作 28 天，每天工作 8 小时。一级蜗轮蜗杆减速器的装配 结构图如图 1 所示，BOM（Bill of Materials）表如表 1 所示。,图 1 减速器装配结构图 表 1 减速器 BOM 表,据了解，该生产线一直以手工劳动为主。因此，通过合理分配生产作业要素使得 各操作工人的生产负
2、荷尽量均衡，减少工人忙闲不均现象，使之按生产节拍运转 和高效率生产，是极具现实意义的。 一级蜗轮蜗杆减速器的装配主要包括右端盖的安装、左端盖的安装、轴的 安装、箱盖的安装、后箱盖的安装、注油塞安装等工序组成。在该装配线上共,2,学 海 无 涯 有 6 个工位，实际生产流程及各工位操作内容如图 2 所示.,图 2 减速器装配流程 二、生产线现状及问题 1、生产线的作业测定 作业时间是核算生产线平衡率的基础数据，也是找出瓶颈工位的依据。本 研究采用秒表测时方法对生产线 6 个在线工位进行测定，结果如图 3 所示。,图 3 各工位的标准时间 从以上搜集到的时间数据可以看出，除工位 1、工位 2 和工
3、位 3 基本符合生 产节拍以外，其余各工位均远小于生产节拍，其中，工位 4、工位 5 和工位 6 的 标准时间分别为 53s、56s、30s 远小于其他各个工位，能力过剩，造成资源浪费， 操作工人一直十分空闲，多数时间处于等待状态。如果能将过剩的生产能力有效 利用起来,生产效率必定会有大幅度提高。 2、生产线平衡分析 生产不平衡最大时间损失:,3,学 海 无 涯,实际工位数目（m） 节拍（CT）,任务时间总和（T）,平衡率P ,100%,生产不平衡损失率=1-平衡率=1-61.52%=38.48% 由以上计算可知，在生产过程中,有 38.48%的时间由于产线配置不平衡而 损失了。生产线生产不平
4、衡最大时间损失为 106s，不平衡最大时间损失非常 大,该生产线存在很大的改进空间。 1.3 生产线的第一次优化分析 1、作业分解与重排 由于该生产线各工位时间差相当大，各操作工人的生产负荷不均，我们希 望对各工位的生产作业进行重新分配，以优化生产线平衡现状。首先，我们对 各工位进行作业分解，如表 2 所示： 表 2 各工位作业分解,4,学 海 无 涯 结合产品特征及各基本作业的实际装配顺序，作出工作网络图，如图 4 所示。,图 4 工作网络图 2、工位分析 通过对各工位进行作业分解，结合工作网络图，我们对部分工位进行了重点 分析： 工位 4、5、6 操作分析 工位 4、5、6 所用时间相对很
5、短，能力过剩。工人的任务量相对其他工序小 很多。工序总用时中等待时间过长，即这 3 个工位的操作工人大部分时间是在等 待。 通过以上分析，结合生产的实际情况，运用动作经济原则和整个生产线工作 量平衡理论，利用 ECRS 原则，充分利用现有资源提高生产能力，将工位 4、工 位 5、工位 6 的作业合并为新的工位 4 的基本作业，从而形成新的工位作业分 配表，如表 3 所示。 表 3 改善后的作业分配,5,学 海 无 涯,3、第一次优化效果 经过对各工位作业进行合理的调整，整个生产线的生产率已经得到明显的 提高，具体表现在： 生产成本方面 将生产能力明显过剩的原工位 4、5、6 合并在一起，从而，
6、取消了原工位 5 和原工位 6，减少两个工位，从而减少两名工人，节约了人工成本。 时间研究方面 对改善后的各工位再次进行秒表时间研究，测得各工位的标准时间如图 5 所示。,图 5 改善后的工位负载 由上图我们发现，经过改善后各工位操作时间渐趋平衡，大部分工位操作时间 相差不大。工位 4 的操作时间相对较长，有待进行进一步优化。 生产线平衡方面 生产不平衡最大时间损失: TMax-TM1in=139-106=33(s),6,学 海 无 涯,实际工位数目（m） 节拍（CT）,任务时间总和（T）,平衡率P ,100%,生产不平衡损失率=1-平衡率=1-90.29%=9.71% 由以上计算可知，经过第
7、一次优化，生产线不平衡最大时间损失由 106s 降低到 33s，生产线平衡率由 61.52%提高到 90.29%，生产节拍由 136s 略增到 139s， 但减少了两个工位，节省了人工成本。可见第一次优化效果相当明显，但是生 产不平衡最大时间损失仍然较大，依然有进一步优化的空间。 四、第二次优化 经过第一次优化，整条生产线的生产效率得到了显著的提高，但是部分工 位工位 4 的操作时间较其他工位明显较长，制约了该生产线生产率的提 高，成为了新的瓶颈环节。因此，我们采用 MOD 排时法对工位 4 进行动作时间 分析。 1、操作分析 我们利用工位 4 的影像资料进行分析，发现在扭紧后端盖对应的 3
8、颗小螺 栓的操作时，操作者一直保持一只手操作，另一只手持住箱底的操作状态（如 图 6 所示），明显不符合动作经济原则的双手动作原则，在操作时间上存在较大 的改善空间。因而我们运用 MOD 排时法对扭紧小螺母的操作进行动作因素分 析，如表 4 所示。,图 6 扭紧小螺母操作,7,学 海 无 涯 表 4 工位 4 的动作因素分析,由表 4 不难看出，在整个螺栓的操作中，时间浪费相当严重。左手一直保 持持住箱座等待的状态，右手一直在重复取物和安装动作。解决双手分工极不,8,学 海 无 涯 均衡，节奏性差的问题是降低整个工位操作时间的关键。 2、第二次优化方案 我们采用“5W1H”提问方法发现，之所以
9、左手要一直保持持住箱座的状 态，是由于箱座没有固定，必须要左手进行人工固定，便于右手在箱座上进行 安装操作。所以我们选用一个支架，来代替左手固定箱座，从而使左手解脱出 来帮助右手进行组装操作，改善后的动作因素分析见表 5。 表 5 改善后的动作因素分析,9,学 海 无 涯 改善后，MOD 值由 213 减少为 174，操作时间由 27.477s 降低到 22.446s, 减少了 5.031 s。双手同时进行相同的操作，协调性强，操作效率高。工位 4 的整体操作时间也从 139s 减少为 133.969s,不再是瓶颈环节，任务时间总和由 502s 变为 496.969s。 生产不平衡最大时间损失
10、: T=TMax-TMin=136-106=30,实际工位数目（m） 节拍（CT）,任务时间总和（T）,平衡率P ,100%,生产不平衡损失率=1-平衡率=1-91.35%=8.65% 经过第二次优化，生产线不平衡最大时间损失由 33s 降低到 30s，生产线 平衡率由 90.29%提高到 91.35%，生产节拍由 139s 降低到 136s。与第一次优化 相比，生产效率再次得到提高，生产不平衡状况得到极大改善，日产量也相对 提高。 五、优化效果对比 运用秒表时间研究法以及 MOD 排时法，先后对原生产线进行了两次优化， 两次优化效果对比如表 6 所示。 表 6 改善前后工艺评价比教,为了更清
11、晰得展现改善效果，我们做出了各工艺评价指标的柱状图，如图 8 所示。,10,学 海 无 涯,图 8 改善效果柱状图 由以上图表我们可以清晰的看见，进过两次改善之后，原生产线的不平衡 最大时间损失由 106s 减少到 30s，生产平衡率由 61.52%提高到 91.35%，增长 了 29.83%，日产量得到显著提高。同时依据动作经济原则对操作人员的操作进 行了合理的改善，使操作方法更加科学合理，各工位任务分配合理，工人的疲 劳程度降低，工段生产能力平衡。 六、结论 通过对实际生产线工艺进行评价及优化，说明运用作业测定技术能够充分 利用现有资源有效地提高生产线的生产能力，减少无效时间，节约人工成本。 这一实例也给企业提供了解决同类问题的方法和措施。.,11,
