毕业论文：连接器装配线的平衡研究

毕业论文：连接器装配线的平衡研究

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摘 要
装配线平衡（Streamline Balancing）就是对装配线的全部工序进行平均化，调整各工位间的作业负荷，以使作业时间尽可能相近的技术手段与方法，是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法体系。在大批量生产制造系统中，装配线平衡问题关系到整个生产制造系统的效率。如何在现有条件下最大限度的提高生产效率，如何均衡各工作站的生产负荷直接影响到工作的效率。
论文系统的介绍了生产平衡对企业流水线的重要作用，以及提高流水线负荷率和效率这一装配线平衡的方法；通过收集大量的相关数据和文件资料，利用工作研究和平衡装配线的相关技术和方法，对EQ6100发动机装配线进行分析和改善，并根据生产节拍对该装配线进行装配线平衡设计。主要解决工序流程不合理问题以及通过合理划分工作地来提高关键工序的生产能力，以达到消除工序不平衡，消除工时浪费，努力实现“一个流”生产，提高生产效率的目标，令企业在现有条件下使装配线平衡程度达到最佳，为降低生产成本，提高生产效率奠定基础。


关键词：装配线平衡，工作研究，装配线负荷率，生产节拍

Abstract
The balance of the production line is to make all work carry on equally. It is the technical means and method that make the time of each work possibly close by adjusting the work burden, and it is also the most important method to standardize production process and work. In mass production system, assembly line balance impact the efficiency of the whole manufacturing system. It directly impacts work efficiency that how to balance the work load of each station.
The paper introduces the system of enterprise assembly line production balance of the important role, and
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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、成组技术等思想备受企业家们的关注。
这些思想的宗旨都是如何有效的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。
装配线平衡方法能很好的响应上述思想，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。装配线平衡方法是IE的七大手法之一，它是通过对各工序的作业时间、人员、机器合理的分配，使生产效率大大提高。
东风汽车有限公司商用车发动机厂有着三十余年的历史，积近三百万台发动机制造的体验，是东风汽车公司的重心动力生产厂;东风发动机厂如今已经成为国内最大发动机企业，是国内唯一一家汽、柴、天然气并举，2升至11升全系列车用发动机制造商。随着国内许多大型企业对工业工程的认识及应用得到加深和认可，东风汽车有限公司高层管理人员也意识到了这一问题对公司发展的重要性，引进了一批IE工程师，重视5S，看板管理，装配线平衡等。
1.2 国内外研究现状
一百余年的汽车工业发展史上有过两次生产方式的变革：一次是本世纪福特的大批量流水生产方式否定了单件生产方式；另一次就是丰田的精益生产方式战胜了大批量流水生产方式。这两次变革不仅极大地推动了汽车工业的发展，而且大大加快了世界经济的发展。
流水装配线这种生产组织方式于1914年诞生于美国福特公司，极大地提高了劳动生产率，大幅度降低了汽车成本。可以说，是福特发明的流水线揭开了现代化大生产的序幕。
大规模生产的标准化商品一般是一种完全竞争性产品，其生命周期已经处于成熟期，市场趋于饱和，企业要在市场中生存，必须努力降低成本，提高服务质量。降低成本的有效途径之一就是规模化生产，企业往往通过不断扩大生产规模来获取竞争优势。在大量生产的情况，流水装配线是一种生产过程的先进组织形式，大批量生产的产品往往采用流水线的形式来达到经济、均衡的效果，流水线的平衡过程就是实现一种劳动生产率、设备利用率和满足市场需求三者之间的平衡的过程。
流水线平衡的方法有两大类型：启发式方法和最优化方法。尽管最优化方法能找到最优解，但实际应用时十分繁琐，往往一个很小的问题需要构造的模型非常大，计算机耗时也较多。启发式方法以其简便、易懂、快速和满意赢得了众多管理人员的信赖和欢迎，并被广泛应用于其它领域。最优化方法和启发式算法是难以截然分开的，启发式内部也局部用到了寻求最优解的方法。
在计算技术和制造技术进步的推动下，装配线平衡问题的解决也在进步。在计算技术的推动下，尤其是进化算法，如遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、神经网络算法、多智能体技术等，引入了装配线平衡的新技术和新工具。在制造技术的推动下，尤其在柔性制造技术，引入了装配线的新模型。
自从1913年，Henry Ford发明了第一条装配线以后，一直到20世纪50年代，在大部分的制造系统中，装配线的平衡技术只有Trail-and-Error方法在尝试。为什么会产生这种现象？有两种假设：要么是平衡方法的不使用；要么是实际从业者对平衡技术和方法不了解、不熟悉。
根据美国有关资料统计，即使在美国这样工业发达的国家，在工业装配生产中，平均有5%-10%的装配时间浪费在平衡延迟中。所以，多年来流水线平衡问题一直受到人们的关注和重视。
通过广泛调查资料文献，可看到在国内装配线平衡技术的理论研究尚未深入开展，装配线平衡的应用也不是很成熟，平衡技术还没有深入到生产管理中去，由于装配线不平衡引起的效率低下、成本浪费现象十分严重。因此，装配线的平衡技术在中国企业有很大的市场。[9]
1.3 论文研究的内容
本课题将针对东风商用车有限公司发动机厂制造车间实际的EQ6100发动机装配线，对装配线存在的问题进行科学整理、归纳和完善，以期最终形成达到提高生产效率、缩短生产周期和降低生产成本的目的。
1.4 论文研究的目的及意义
1.4.1论文研究的目的
“装配线工艺平衡”即是对生产的全部工序进行平均化，调整各作业负荷，以使各作业时间尽可能相近，它是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。装配线工艺平衡的目的是通过平衡装配线使用现场更加容易理解“一个流”的必要性及“小单元生产”的编制方法，它是一切新理论新方法的基础。增强装配线的平衡性是一种适当提高生产能力的行之有效的思路，是流水线型生产企业所追求的目标，其最高境界是实现“一个流”生产。
实现装配线平衡，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；在均衡生产的基础上实现的“单元生产”,提高了生产应变能力。因此，装配线平衡对企业来说，具有重要意义。通过对流水线进行不断的改善与更新，在新的环境下发现并解决新的瓶颈，使其在更高的水平上达到新的平衡。
消除流水线生产中不合理、不科学的因素，确定流水装配线的节拍，合理而均衡地组织流水线上各工作地的分工，在不需要投资或很少投资的情况下大大提升装配线的平衡性，增强企业的生产能力，进而提高企业的经济效益，增强企业的活力。这就是本论文研究的最终目的。
1.4.2论文研究的意义
结合所研究的装配装配线，通过平衡装配线能够实现以下意义：
（1）对装配线的整个流程进行分析和改进，消除不合理之处，使员工的工作更加舒适，提高作业人员及设备工装的工作效率。
（2）通过对现场布置的改善，在平衡的装配线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统。减少单件产品的工时消耗，减少浪费，降低成本（等同于提高人均产量）。
（3）分析确定装配线中的瓶颈工序，找出原因进行优化、改善，减少工序间的存滞品，使生产过程更加顺畅高效。
（4）根据生产节拍对该装配线进行装配线平衡设计，在现有条件下最大限度地提高生产效率，均衡各工作站的生产负荷。
（5）通过平衡装配线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质，提高工作效率。
1.5 论文的基本思路
本文主要致力于提高生产率，找出影响装配线能力不足的各种因素，以及这些影响因素的相互关系，从而确定装配线工序节拍不均衡是主要影响因素。明确主要问题以后，按照装配线平衡的实施步骤，重新对装配线进行平衡，找出并解决瓶颈工序，使装配线效率和生产能力不断提高，降低作业成本，为企业取得良好的经济效益。
本论文分为五个部分，具体如下所述。
第一部分，绪论。主要论述论文的研究背景及目的、国内外关于装配线平衡研究和工作研究相关技术等方面的研究及应用现状，并简要介绍文章的主要内容思路及框架。
第二章，介绍了工作研究中的主要内容和相关技术，详细分析了流水线生产理论、装配线平衡的基础理论，并具体介绍了装配线平衡设计的方法步骤。
第三章，.详细阐述EQ6100发动机装配线的生产现状，进行问题分析。然后根据EQ6100发动机装配线现场实测的结果和严格的考察、记录，运用“5W1H”提问技术分析装配装配线中存在的问题，明确影响装配线不平衡的各种因素，以及各因素之间的相互联系。
第四章，具体进行装配线的平衡研究。按照装配线平衡的实施步骤，找出并解决瓶颈工序，提出改进建议和方法，重新对装配线进行平衡，调整生产节拍，均衡各工位的负荷率，提高装配线效率和生产能力，达到降低成本的目的。最后，对改进后的装配线进行分析和评价。
第五章，总结与展望
1.6 本章小结
本章阐述了本文的选题背景、研究目的以及本研究对于企业现在生产和将来发展的重要性；系统分析了在装配线平衡方面的国内外研究现状；提出了本文研究的主要内容、相关理论及方法。本章为整个论文搭建了基本的框架，为后文各章节的展开做了铺垫。




2 装配线平衡相关理论和方法
2.1 装配线平衡基本理论
2.1.1装配线平衡定义
装配线平衡又称工序同期化,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。装配线平衡是衡量装配线工序水平的重要指标之一,生产平衡率越高,则产线发挥的效能越大。
装配线平衡率=[各工序时间总和/(节拍*工序数)]*100% (2-1)
根据定义可以看出,装配线平衡需满足两个条件：1)装配线节拍≧工序时间
2)Σ(装配线节拍-工序时间)最小
2.1.2装配线平衡原则
a)调整作业元素组成各工序的作业时间不超过装配线节拍,又不违反工序先后顺序,并使工序数目尽可能减少。
b)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。
2.1.3装配线平衡的要素
装配线平衡所用到的术语名词：
工作地：为了完成某一产品的各道工序，在装配线指定一个工作位置，工人在其中进行操作，这个工作位置就是工作站。
工位：操作者为了完成指定作业在装配线上的作业位置。
作业元素：不能再分的或最小的作业单元。
作业元素时间：完成一个作业元素所需要的工作时间。
工位时间：完成分配给一个工位的全部作业所需时间。
空闲时间：指工作时间内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。
工位空闲时间：在节拍内完成分配给一个工位的全部作业后所剩余的时间，它等于节拍减去工位时间。
总作业时间：从产品的整个装配流程来说，装配出一个产品所需要的时间，即装配一个产品的所有作业元素的作业时间总和 ……（未完，全文共29128字，当前仅显示5239字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文：连接器装配线的平衡研究》）