生產(chǎn)線平衡方法在卷煙制造車間的應(yīng)用研究講解

1、安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）生產(chǎn)線平衡方法在卷煙制造車間的應(yīng)用研究摘要生產(chǎn)線是企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是企業(yè)生存之本。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線平衡不僅僅可以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，而且可以大大減少在制品數(shù)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量與穩(wěn)定性。企業(yè)通常用平衡率這一量化的指標(biāo)本文首先介紹了有關(guān)生產(chǎn)線平衡的知識(shí)和基本概念。在文中通過簡(jiǎn)單的例子介紹了兩種關(guān)于生產(chǎn)線平衡的方法。文章重點(diǎn)以安徽中煙公司滁州卷煙廠生產(chǎn)車間為例，介紹卷煙生產(chǎn)的相關(guān)過程，并根據(jù)找出的瓶頸工位做出相應(yīng)的改善，對(duì)工位進(jìn)行分解或者重組，從而提高生產(chǎn)線的平衡率。同時(shí)也為同行業(yè)提供改善經(jīng)驗(yàn)。希望通過對(duì)實(shí)例的分析與改善，能夠更加的了解生產(chǎn)線平衡的重要性以及相關(guān)知識(shí)，普及工業(yè)

2、工程中改善無(wú)止境的思想理念。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線平衡 工業(yè)工程 卷煙制造 工序節(jié)拍Production line balancing methods application in cigarette manufacturing plantAbstractThe production line is the foundation of the enterprise to achieve production, also is the soul of enterprise survival. To balance production line can not only improve product

3、productivity, but also can greatly reduce the number of products, ensure product quality and stability. Companies often use balanced rate of the quantitative indicatorsThis paper first introduces the concept and basic knowledge about production line balance. In this paper through a simple example of

4、 two on line balancing method is introduced. Articles focus on to company in anhui chuzhou cigarette factories production workshop as an example, the introduction of the related process of cigarette production, and according to find out the bottleneck stations improve accordingly, to decompose works

5、tation or restructuring, so as to improve the line balance rate. At the same time also provides improvement experience in the same industryHope through the analysis of examples and improvement, can more understand the importance of line balancing and related knowledge, ideas concept of the industria

6、l engineering to improve the endless.Keyword：Production line balancing Industrial engineering Cigarette manufacturing Beat of the process目錄 摘要Abstract第一章 緒論1.1課題研究背景1.2寫作意義1.3生產(chǎn)線平衡研究現(xiàn)狀1.4課題基本思路2.1生產(chǎn)線平衡的相關(guān)理論2.1.1生產(chǎn)線 流水線 裝配線的相關(guān)概念2.1.2生產(chǎn)線相關(guān)參數(shù)及其概念2.1.3 影響生產(chǎn)線平衡的要素2.2 生產(chǎn)線平衡方法的相關(guān)理論的介紹2.2.1 優(yōu)先約束關(guān)系2.2.2 生產(chǎn)平衡

7、問題的分類2.3 生產(chǎn)線平衡算法的介紹2.3.1 分級(jí)位置加權(quán)法2.3.2 最大設(shè)定準(zhǔn)則法2.3.2 兩種啟發(fā)式平衡方法的應(yīng)用2.4 方法研究的相關(guān)理論3.1 實(shí)例簡(jiǎn)介3.1.1 公司簡(jiǎn)介3.1.2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介3.2 生產(chǎn)線狀況的分析與改善3.2.1 工時(shí)測(cè)定3.2.2 生產(chǎn)線上的時(shí)間數(shù)據(jù)采集3.3 原因分析與改善意見3.4 生產(chǎn)線平衡的改善3.4.1 瓶頸工位分析3.5 改善前后的平衡率對(duì)比主要參考文獻(xiàn)總結(jié)與展望致謝29插圖清單第一章 緒論1.1課題研究背景制造業(yè)是指對(duì)制造資源（物料、能源、設(shè)備、工具、資金、技術(shù)、信息和人力等），按照市場(chǎng)要求，通過制造過程，轉(zhuǎn)化為可供人們使用和利用的工業(yè)品與生

8、活消費(fèi)品的行業(yè)，包括扣除采掘業(yè)、公用業(yè)后的所有30個(gè)行業(yè)。目前，作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)， 制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主導(dǎo)部門和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)；作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要依托，制造業(yè)是我國(guó)城鎮(zhèn)就業(yè)的主要渠道和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的集中體現(xiàn)。尤其是我國(guó)在改革開放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到了迅速的發(fā)展，制造業(yè)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，我們不得不面對(duì)這樣一個(gè)事實(shí)：我國(guó)是制造大國(guó)，但不是制造強(qiáng)國(guó)，在與發(fā)達(dá)國(guó)家制造業(yè)的對(duì)比上還是存在較大的差距。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)制造業(yè)的規(guī)模僅僅占到世界的5，相當(dāng)于美國(guó)的1/5。生產(chǎn)線平衡即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近的技術(shù)手段與方法。目的是消除作業(yè)間不平

9、衡的效率損失以及生產(chǎn)過剩。 生產(chǎn)線平衡是一門很大的學(xué)問，生產(chǎn)線平衡直接關(guān)系到生產(chǎn)線的正常使用。生產(chǎn)線平衡指南主要包括生產(chǎn)線平衡的相關(guān)定義、生產(chǎn)線平衡的意義、工藝平衡率的計(jì)算、生產(chǎn)線平衡的改善原則和方法。生產(chǎn)線平衡很夠很好服務(wù)于合并工程，敏捷制造，JIT，成組技術(shù)，精益生產(chǎn)等思想。生產(chǎn)線平衡也被譽(yù)為IE七大手法之一。眾所周知，目前大部分的制造業(yè)都面臨著系統(tǒng)不平衡的現(xiàn)象。通過有效的改善系統(tǒng)資源的配置以增強(qiáng)生產(chǎn)線平衡時(shí)一條行之有效的途徑。1.2寫作意義 在生產(chǎn)活動(dòng)中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的問題：如何合理的安排和運(yùn)用現(xiàn)有的資源實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值最大？如何有效統(tǒng)籌安排生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)資源的消耗最小？而解決好生產(chǎn)線平衡就能解決

10、好上述的問題。通過生產(chǎn)線平衡可以縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，從而提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)線平衡可以實(shí)現(xiàn)提高作業(yè)人員及其設(shè)備的工作效率；降低單件產(chǎn)品的工時(shí)消耗，降低成本；在平衡生產(chǎn)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力；平衡生產(chǎn)可以運(yùn)用到諸多IE手法，以提高員工的整體工作素質(zhì)。生產(chǎn)線上的不平衡性直接會(huì)影響到生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，也有極大的可能會(huì)影響到生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。這都是由于生產(chǎn)線不平衡而導(dǎo)致個(gè)別工位工作強(qiáng)度較大而引起的，瓶頸工位上的員工為了趕時(shí)間配合運(yùn)行接怕，常常忽略了質(zhì)量。提高生產(chǎn)線平衡性有利于減少庫(kù)存中在制品的數(shù)量；提高生產(chǎn)線平衡性有利于調(diào)動(dòng)工作人員的工作積極性，不會(huì)因?yàn)槠款i工位上的強(qiáng)度大而產(chǎn)生抱怨情緒，影

11、響到整條生產(chǎn)線上的工人士氣。提高生產(chǎn)線平衡性有利于提高企業(yè)的產(chǎn)能，以增加企業(yè)的利潤(rùn)。1.3生產(chǎn)線平衡研究現(xiàn)狀二戰(zhàn)后，隨著市場(chǎng)需求的改變和制造技術(shù)的進(jìn)步，以豐田公司為代表的精益生產(chǎn)方式應(yīng)運(yùn)而生。精益生產(chǎn)方式以市場(chǎng)需求為驅(qū)動(dòng)，以“拉動(dòng)”的方式組織生產(chǎn)，以杜絕一切浪費(fèi)為核心思想，最終實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化的目標(biāo)。為了適應(yīng)這些制造技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)線的組織形式也發(fā)生了變化，出現(xiàn)了U型生產(chǎn)線、混合生產(chǎn)線、間歇移動(dòng)式生產(chǎn)線等。其后,許多人研究這個(gè)方面的問題，并發(fā)表了各種各樣的方法，將研究成果直接用于生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)中，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)對(duì)這一問題的研究主要著重于理論，基本思路大多一致：對(duì)一實(shí)際生產(chǎn)線進(jìn)行簡(jiǎn)化

12、；建立圖表或者模型；根據(jù)具體的實(shí)際情況采取相應(yīng)的算法求解。綜上所述國(guó)內(nèi)外關(guān)于生產(chǎn)線平衡研究具有了一定的理論、方法和技術(shù)，如線性規(guī)劃法，整數(shù)規(guī)劃法，動(dòng)態(tài)規(guī)劃法，目標(biāo)規(guī)劃法,最短路徑法，最大路徑法，分枝定界法等。但是這些算法得到的并不是全局最優(yōu)解，只是近似算法的精確解。因?yàn)槠胶馐呛茈y達(dá)到，甚至是不可能的，主要原因是工作站的負(fù)荷為該工作站完成的所有作業(yè)時(shí)間之和，而作業(yè)時(shí)間是一個(gè)離散分布的量，且相差較大，不太可能存在一種使所有工作站負(fù)荷相等的作業(yè)分配方案。1.4課題基本思路首先介紹本次課題的研究背景以及本次的研究意義；其次介紹關(guān)于生產(chǎn)線平衡的相關(guān)概念以及在研究生產(chǎn)線平衡中常用的幾種算法；再次將以實(shí)例結(jié)

13、合，具體運(yùn)用秒表法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行研究與改善。最后對(duì)本次研究的課題做一個(gè)總結(jié)與展望。第二章 理論概述2.1生產(chǎn)線平衡的相關(guān)理論2.1.1生產(chǎn)線 流水線 裝配線的相關(guān)概念 生產(chǎn)線：配置著操作工人或工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)，按順序完成設(shè)定的生產(chǎn)流程的作業(yè)線。產(chǎn)品生產(chǎn)過程所經(jīng)過的路線，即從原料進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)開始，經(jīng)過加工、運(yùn)送、裝配、檢驗(yàn)等一系列生產(chǎn)生產(chǎn)線活動(dòng)所構(gòu)成的路線。狹義的生產(chǎn)線是按對(duì)象原則組織起來(lái)的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種生產(chǎn)組織形式，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負(fù)責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、部件）的全部制造工作，對(duì)相同的勞動(dòng)對(duì)象進(jìn)行不同工藝的加工。 流水線

14、：流水線是在一定的線路上連續(xù)輸送貨物搬運(yùn)機(jī)械，又稱輸送線或者輸送機(jī)。按照輸送系列產(chǎn)品大體可以分為：皮帶流水線、鏈板線、倍數(shù)鏈線、加工線、插件線、組裝線、包裝線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線、倍數(shù)鏈流水線、板鏈線這九類流水線。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。流水線輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。 流水線布局有：直線型、S型、U型、O型 流水線特點(diǎn)：工作專業(yè)化程度高 生產(chǎn)按節(jié)拍進(jìn)行。 工藝過程是封閉的。 生產(chǎn)對(duì)象在工序間做單向移動(dòng)。 工作地之間有

15、傳送設(shè)置連接。裝配線：裝配線是人和機(jī)器的有效組合，最充分體現(xiàn)設(shè)備的靈活性，它將輸送系統(tǒng)、隨行夾具和在線專機(jī)、檢測(cè)設(shè)備有機(jī)的組合，以滿足多品種產(chǎn)品的裝配要求。裝配流水線的傳輸方式有同步傳輸?shù)?（強(qiáng)制式）也可以是非同步傳輸/（柔性式），根據(jù)配置的選擇，實(shí)現(xiàn)手工裝配或半自動(dòng)裝配。裝配線在企業(yè)的批量生產(chǎn)中不可或缺。裝配線的優(yōu)點(diǎn)：高效率。 低成本。 使工人技術(shù)進(jìn)步一專業(yè)化。裝配線的缺點(diǎn)：工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。 工人工作比較乏味。2.1.2生產(chǎn)線相關(guān)參數(shù)及其概念CT周期時(shí)間（生產(chǎn)節(jié)拍）K工作站數(shù)目i工作單元號(hào)數(shù)Ti工作單元i的時(shí)間值Sk指派給工作站k的時(shí)間量dk在k工作站上的延遲（空閑時(shí)間）D總平衡延遲1、生

16、產(chǎn)節(jié)拍 工序節(jié)拍生產(chǎn)節(jié)拍：是指連續(xù)完成兩個(gè)相同產(chǎn)品之間的時(shí)間間隔，即完成一個(gè)產(chǎn)品所需要的時(shí)間。通常流水線是以相同的時(shí)間間隔將完工產(chǎn)品從上道工序向下道工序移動(dòng)，這個(gè)相同的時(shí)間間隔稱為流水線節(jié)拍，它表明了流水線生產(chǎn)效率的高低，是衡量流水線工作水平的重要指標(biāo)。生產(chǎn)節(jié)拍的計(jì)算公式： CT=H/PH計(jì)劃水平（日、工作）的小時(shí)數(shù)PH小時(shí)內(nèi)要求的產(chǎn)量，包括返工及廢品工序節(jié)拍：流水線各工序生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需要的時(shí)間工序節(jié)拍的計(jì)算公式： ct=h/p h工序有效工作時(shí)間 p有效時(shí)間內(nèi)工序產(chǎn)品生產(chǎn)量2、生產(chǎn)線平衡以及指標(biāo) 瓶頸工位 空閑時(shí)間 生產(chǎn)線平衡：又稱工序同期化，是對(duì)于一定生產(chǎn)節(jié)拍下的裝配線，所需工序的工作地

17、與作業(yè)人員數(shù)量最少的方案。生產(chǎn)線平衡是衡量生產(chǎn)線工序水平的重要指標(biāo)之一，生產(chǎn)平衡率越高，則生產(chǎn)線發(fā)揮的效能就越大。 生產(chǎn)線平衡率=【各工序時(shí)間總和/（CT*工序數(shù)）】*100 生產(chǎn)線平衡所要滿足的條件：生產(chǎn)節(jié)拍CT工序節(jié)拍ct (生產(chǎn)節(jié)拍CT-工序節(jié)拍ct)最 生產(chǎn)線平衡原則：調(diào)整作業(yè)元素組成各工序的作業(yè)時(shí)間不超過生產(chǎn)節(jié)拍，而且不可以違反工序的先后順序 各工序的損失時(shí)間盡可能的少，而且比較均勻，使裝配時(shí)間損失率最小生產(chǎn)線平衡指標(biāo)： 生產(chǎn)線平衡率LE=【各工序時(shí)間總和/（CT*工序數(shù)）】*100 平衡損失率=1-LE 人力成本和設(shè)備成本 平滑指數(shù)SI 瓶頸工位：是指工序生產(chǎn)時(shí)間最長(zhǎng)也就是工序節(jié)拍

18、最長(zhǎng)的工序。瓶頸工位不僅限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)出速度，而且影響了其他工位生產(chǎn)能力的發(fā)揮。 空閑時(shí)間：是指工作時(shí)間內(nèi)沒有執(zhí)行有效工作的那段時(shí)間，可以指設(shè)備或人的時(shí)間。當(dāng)一條生產(chǎn)線上的各個(gè)工序節(jié)拍不一致（工序同期化降低），瓶頸工序以外的工序就會(huì)產(chǎn)生空閑時(shí)間。2.1.3 影響生產(chǎn)線平衡的要素工序的工作內(nèi)容 工序的工作內(nèi)容是按照工藝的要求定義，在指定的工作站需要完成的工作內(nèi)容。任務(wù)的多少會(huì)直接影響到完成作業(yè)的時(shí)間。操作者的技術(shù)水平 不同的作業(yè)人員會(huì)因?yàn)橹R(shí)背景，經(jīng)驗(yàn)積累以及個(gè)人身體狀況的差異，即使相同的工序內(nèi)容，操作技能會(huì)不同，從而使測(cè)試時(shí)間有所差異。工序設(shè)備的生產(chǎn)能力 設(shè)備在一定時(shí)間內(nèi)裝配產(chǎn)品數(shù)量的能力以

19、及設(shè)備本身的開工率，即代表了其生產(chǎn)能力。同樣的工序內(nèi)容，由不同型號(hào)的設(shè)備來(lái)完成，可能會(huì)存在數(shù)量及品質(zhì)的差異；而在流水線作業(yè)條件下，由設(shè)備不良，在處理不當(dāng)?shù)那闆r下，有可能是整條流水線停產(chǎn)。此外，原材料的質(zhì)量，設(shè)計(jì)因素，物流安排等都可能會(huì)影響到生產(chǎn)線的平衡。2.2 生產(chǎn)線平衡方法的相關(guān)理論的介紹2.2.1 優(yōu)先約束關(guān)系 對(duì)一個(gè)具體的周期時(shí)間，各站的工作單元分配會(huì)因受到單元次序的限制而變得復(fù)雜。必須重新強(qiáng)調(diào)，在大多數(shù)的情況下，一個(gè)裝配工作單元是劃分完成產(chǎn)品所需的總裝配工作的結(jié)果。 為了觀察，用先后次序圖可以形象地規(guī)定各工作單元間的先后次序限制?；舴蚵信e了一個(gè)簡(jiǎn)單的九個(gè)單元的裝配次序圖。這個(gè)圖表明，

20、單元2、3不能在單元1完成之前進(jìn)行，但當(dāng)單元1完成后，它們自己之間完成的次序沒有規(guī)定。其他的一些單元也表明了類似的先后次序限制。如下圖所示： 圖2-1工位先后次序圖 先后次序的信息可以緊湊的包括在一個(gè)矩陣內(nèi)，下表表示了上圖中各元素的關(guān)系。矩陣中“+1”表示第i項(xiàng)相對(duì)于第j項(xiàng)有必須領(lǐng)先的關(guān)系。例如單元3必須領(lǐng)先于單元4?！?”表示沒有先后關(guān)系?！?1”表示第i項(xiàng)相對(duì)于第j項(xiàng)有必須延后的關(guān)系。12345678910+1+1+1+1+1+1+1+12-100+1+1+1+1+1+13-100+1+1+1+1+1+14-1-1-10+1+1+1+1+15-1-1-1-10000+16-1-1-1-10

21、00+1+17-1-1-1-10000+18-1-1-1-1-1-1-10+19-1-1-1-1-1-1-1-102.2.2 生產(chǎn)平衡問題的分類生產(chǎn)平衡的問題大致可以分為三類：確定了生產(chǎn)節(jié)拍，如何減少工作站數(shù)。確定了工作站數(shù)，如何減少生產(chǎn)節(jié)拍。確定了生產(chǎn)節(jié)拍和工作站數(shù)，如何使平滑指數(shù)最小。2.3 生產(chǎn)線平衡算法的介紹生產(chǎn)線平衡方法可以分為兩類，即解析法和啟發(fā)式方法。解析法由能保證在理論上得到最優(yōu)的計(jì)算方法構(gòu)成，但到目前為止尚未提出一種有效的計(jì)算方法。啟發(fā)式方法雖然不能保證能夠得到最優(yōu)解，但可以得到滿意解。下面將著重介紹兩種啟發(fā)式平衡方法。在生產(chǎn)線上進(jìn)行產(chǎn)品裝配的作業(yè)任務(wù)可以分解為若干個(gè)最小的裝

22、配作業(yè)任務(wù)單元，稱為最小作業(yè)單元。這兩種方法都需要計(jì)算每個(gè)最小作業(yè)單元的加權(quán)值，其計(jì)算公式為： Wi = tj + ti （jpi ）式中，Wi 為最小單元加權(quán)值，tj 為第i個(gè)最小單元的裝配作業(yè)時(shí)間，pi 第i個(gè)最小作業(yè)單元裝配之前的各最小作業(yè)單元集合，ti 為集合pi 中的第j個(gè)最小作業(yè)單元的裝配作業(yè)時(shí)間。2.3.1 分級(jí)位置加權(quán)法該方法按以下步驟進(jìn)行。按各最小作業(yè)單元在生產(chǎn)線上的先后順序畫出順序圖，并將相應(yīng)的裝配作業(yè)時(shí)間標(biāo)與單元號(hào)上方，如下圖所示。 5 2 2 6 4 5 1 2 確定生產(chǎn)線節(jié)拍T，計(jì)算每個(gè)最小作業(yè)單元的加權(quán)值。將各最小作業(yè)單元按加權(quán)值從大到小排列成順序表，并令代表工作站

23、編號(hào)的變量k=0。令k=k+1，Tk=T。從順序表中按加權(quán)值從大到小的順序選出滿足ti Tk的第一個(gè)最小作業(yè)單元，其單元號(hào)為i，若找不到這樣的最小單元，則轉(zhuǎn)向步驟。將最小作業(yè)單元i分配給工作站k，并從順序表中刪除單元i并將Tk的值減去ti，若順序表已空，則表明完成生產(chǎn)線平衡，否則轉(zhuǎn)向步驟。若Tk=T，則表明設(shè)定的節(jié)拍時(shí)間太短，無(wú)解，否則轉(zhuǎn)向步驟。評(píng)價(jià)平衡效果好不好可以采用生產(chǎn)線平衡率LE進(jìn)行評(píng)價(jià)，其計(jì)算公式為： 生產(chǎn)線平衡率LE=【各工序時(shí)間總和/（CT*工序數(shù)）】*1002.3.2 最大設(shè)定準(zhǔn)則法該方法仍然使用加權(quán)因子，但加權(quán)因子在每次調(diào)整排列后需要重新計(jì)算，具體的步驟如下。按各最小作業(yè)單元

24、在生產(chǎn)線上的先后順序畫出生產(chǎn)順序圖，并將相應(yīng)裝配時(shí)間標(biāo)與單元號(hào)上方。確定生產(chǎn)線節(jié)拍T，令k=0，S為包含所有最小作業(yè)單元的集合。令k=k+1，Tk=T 。對(duì)于S中的每個(gè)最小作業(yè)單元計(jì)算其加權(quán)值，找出滿足ti Tk的權(quán)值最大的單元i，若找不到這樣的單元，則轉(zhuǎn)向步驟，否則進(jìn)行下一步。將單元i和其他按順序在i單元之前裝配的各裝配單元分配給工作站k。并從S中刪去這些單元，將Tk的值減去wi，若此時(shí)s已空，則表明完成生產(chǎn)線裝配平衡，否則轉(zhuǎn)向步驟。若Tk=T，則表明設(shè)定的節(jié)拍時(shí)間太短，無(wú)解，平衡到此結(jié)束；若TkT，則轉(zhuǎn)向步驟。對(duì)于一些比較復(fù)雜的平衡問題，可采用計(jì)算機(jī)求解。對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線平衡常采用的方法有：找

25、出耗時(shí)最長(zhǎng)的工作站（也叫瓶頸工作站）。對(duì)該工作站的裝配操作進(jìn)行作業(yè)分解，將其中一部分移至作業(yè)時(shí)間較短的工作站。改進(jìn)現(xiàn)有工具或用效率更高的工具、設(shè)備代替。提高操作者的操作技能或者調(diào)換技能熟悉的操作者。將操作任務(wù)在鄰近工作站共享，例如安排鄰近工作站工人在空閑時(shí)間轉(zhuǎn)向瓶頸工作站幫助承擔(dān)部分作業(yè)。將作業(yè)分配給兩個(gè)平行操作的工作站。如果以上方法都不理想，可考慮增加該工作站的人員。2.3.2 兩種啟發(fā)式平衡方法的應(yīng)用 例：設(shè)生產(chǎn)某產(chǎn)品的節(jié)拍為10s，各最小作業(yè)單元裝配的先后順序以及所需要的時(shí)間如下圖所見，據(jù)此則可計(jì)算出各最小作業(yè)單元的加權(quán)值并列出順序圖。 3 5 2 2 6 4 5 1 2 單元權(quán)值順序表

26、裝配單元i987654321裝配單元作業(yè)時(shí)間252632154裝配單元加權(quán)值30272217107554（1）采用分級(jí)位置加權(quán)法分級(jí)表中的最小作業(yè)單元順序?yàn)?、8、7、5、6、4、1、2。根據(jù)上述平衡方法，將單元9分配給工作站1，然后將單元9從順序表中刪去，且T1=10-2=8。此時(shí)，順序表中最先滿足tiT1的單元8，將其從順序表中刪去，T1=8-5=3.同理可刪去單元7，且T1=3-2=1。接著刪去滿足tiT1的單元4。且T1=0 。此時(shí)表中只剩5，6,3,1,2，均不滿足tiT。這樣就可轉(zhuǎn)而根據(jù)剩下的單元分配工作站2，并以此類推，最終可確定出該生產(chǎn)線可劃分出4個(gè)工作站，它們所對(duì)應(yīng)的最小作業(yè)

27、單元分配情況為：（9，8,7,4），（5,6），（3,1），（2），各工作站的作業(yè)時(shí)間分別為10,9,7,4 。工作站的分布情況如下圖所示。 圖2-2 工作站分布圖 從上例可算得平衡率LE=（10+9+7+4）/（4*10）=75（2）采用最大設(shè)定準(zhǔn)則法。仍以上圖為例，第一輪計(jì)算中各最小作業(yè)單元的加權(quán)值于下圖a所示圖中小于等于節(jié)拍時(shí)間的最大加權(quán)值為W6=10,為t1,t3,t6之和，因此將單元6及按裝配順序在其之前的單元1、3分配給第一個(gè)工作站并從圖中刪去1、3、6 。對(duì)剩余各單元加權(quán)值從新計(jì)算，結(jié)果如下圖b所示，同理可得，選出單元2和5并分配給第二個(gè)工作站。根據(jù)同樣的方法，剩下的單元分配給第

28、三個(gè)工作站，如下圖c所示。這樣，該生產(chǎn)線被劃分為3個(gè)工作站，它們所對(duì)應(yīng)的裝配單元分配情況為：（1,3,6），（2,5），（4,7,8,9），如下圖d所示。 按這樣分配方案計(jì)算所得的平衡率為100 3 5 2 （10） 2 6 （22） （5） （7） 4 （17） 5（4） 1 （27） 2 （30） （5） 圖（a） 2 （12） 5 （10） （17）5 2 （4） （20） 1 （5） 圖（b） 圖（c） 圖（d） 2.4 方法研究的相關(guān)理論方法研究就是運(yùn)用各種分析技術(shù)對(duì)現(xiàn)有工作（加工、制造、裝配、操作、管理、服務(wù)等）方法進(jìn)行詳細(xì)的記錄、嚴(yán)格的考察、系統(tǒng)的分析與改進(jìn)，設(shè)計(jì)出最經(jīng)濟(jì)、最合理

29、、最有效的工作方法，從而減少人員、機(jī)器的無(wú)效的動(dòng)作和資源的消耗，并使方法標(biāo)準(zhǔn)化的一系列活動(dòng)。方法研究是以科學(xué)的方法和步驟，尋求更為簡(jiǎn)單、有效、安全和經(jīng)濟(jì)作業(yè)方式的原理和技術(shù)。主要包括程序分析、操作分析和動(dòng)作分析三個(gè)層次。這三個(gè)層次所使用的分析方法如下表所示。程序分析是把整個(gè)生產(chǎn)過程作為研究對(duì)象，進(jìn)行宏觀分析，目的是改善生產(chǎn)過程中不合理的工藝內(nèi)容、工藝方法、工藝程序以及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的空間布置。操作分析是在程序分析的基礎(chǔ)上，對(duì)以人為主的工序進(jìn)行詳細(xì)研究，使操作者、操作對(duì)象和操作工具三者科學(xué)的組合、合理的布置和安排，達(dá)到工序合理，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作的工時(shí)消耗，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的而進(jìn)行的

30、分析。動(dòng)作分析是在程序決定后，研究并減少甚至消除人體各種動(dòng)作的浪費(fèi)，以尋求省力、省時(shí)、安全和最為經(jīng)濟(jì)的動(dòng)作。其實(shí)質(zhì)是研究分析人在進(jìn)行操作時(shí)的各種細(xì)微動(dòng)作，刪除無(wú)效動(dòng)作，使操作更加簡(jiǎn)便有效，提高工作效率。特別需要注意的是要從動(dòng)素的基礎(chǔ)上尋求改善空間，就必須貫徹人機(jī)工程理論和“動(dòng)作經(jīng)濟(jì)性”原則。方法研究的兩項(xiàng)具體方法包括提問法（5W1H法）和提煉法（ECRS法）。提問法是用于尋找和發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行生產(chǎn)作業(yè)中存在問題以及產(chǎn)生原因的有用方法。該方法從作業(yè)目的（What）、作業(yè)地點(diǎn)（Where）、作業(yè)時(shí)間（When）、作業(yè)人員（Who）和作業(yè)方法（How）等幾個(gè)方面以及為什么（Why）進(jìn)行逐步提問探索尋找存在問

31、題產(chǎn)生的原因，故稱5W1H法。方法研究的層次，一般首先進(jìn)行程序分析，使工作流程化、優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)化，然后進(jìn)行作業(yè)分析，最后進(jìn)行動(dòng)作分析。其過程如圖2-3所示。 程序 有工序 有操作 有動(dòng)作 有動(dòng)素 構(gòu)成 構(gòu)成 構(gòu)成 構(gòu)成 程序分析 作業(yè)分析 動(dòng)作分析類別分析技術(shù)名稱技術(shù)特點(diǎn)的分析程序分析工藝程序圖分析工藝程序圖含有工藝程序的全面概況及工序之間的相互關(guān)系，并根據(jù)工藝順序進(jìn)行描繪，并且表明所需時(shí)間。分析的目的是改善工藝內(nèi)容，工藝方法，工藝程序。流程程序圖分析流程程序圖分析是在工藝程序圖分析的基礎(chǔ)上，作進(jìn)一步的詳細(xì)分析，通過對(duì)制造過程中“操作”、“檢驗(yàn)”、“搬運(yùn)”、“儲(chǔ)存”、“暫存”的詳細(xì)記錄、分析、提

32、出改進(jìn)意見。線路圖分析圖線路圖分析圖是以作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)為對(duì)象，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)布置及物料和作業(yè)者的實(shí)際流通路線進(jìn)行分析，以達(dá)到改進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)布置和移動(dòng)路線，縮短搬運(yùn)距離。操作分析人機(jī)操作分析分析單人單機(jī)、單人多機(jī)或多人多機(jī)的作業(yè)操作，分析人和機(jī)器的相互配合以提高人機(jī)系統(tǒng)的利用率。聯(lián)合操作分析分析多人單機(jī)的操作，以提高多人間操作配合程度，平整工人的工作量。雙手操作分析以雙手為對(duì)象，記錄其動(dòng)作，表示其關(guān)系，經(jīng)過分析、改善、提高工作效率。動(dòng)作分析動(dòng)作要素分析將作業(yè)劃分為動(dòng)作要素，分析每一個(gè)動(dòng)作要素與其他動(dòng)作要素的關(guān)系，以達(dá)到簡(jiǎn)化動(dòng)作，提高效率的目的。瞬時(shí)動(dòng)作分析用1S或0.01S拍攝1格的速度，記錄操作活動(dòng)，然后在較短時(shí)

33、間內(nèi)分析動(dòng)作軌跡，加以改善。微動(dòng)作分析每分鐘拍攝3840-7680格的速度，記錄操作活動(dòng)，然后做動(dòng)作（慢動(dòng)作）分析，以求操作的改進(jìn)。另外，方法研究的目的有以下幾種：（1） 改進(jìn)工藝和流程。（2） 改進(jìn)工廠、車間和工作場(chǎng)所的平面布置。（3） 經(jīng)濟(jì)的使用人力、物力和財(cái)力，減少不必要的浪費(fèi)。（4） 改善物料、機(jī)器和人力資源的有效利用，提高生產(chǎn)率。（5） 改善工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。（6） 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證操作者身心健康。第三章 實(shí)例分析3.1 實(shí)例簡(jiǎn)介3.1.1 公司簡(jiǎn)介滁州卷煙廠始建于1949年，作為安徽省30萬(wàn)箱規(guī)模的煙廠之一，企業(yè)現(xiàn)占地面積近12萬(wàn)平方米，員工總數(shù)1000多人。2002年，是

34、滁州煙廠全面進(jìn)步上水平的一年。企業(yè)緊緊抓住三環(huán)品牌建設(shè)不放，外拓市場(chǎng)，內(nèi)強(qiáng)管理，各項(xiàng)工作取得了喜人成績(jī)，企業(yè)呈現(xiàn)出更加良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。卷煙銷售量、銷售收入增幅分別為28.1%和42.8%；產(chǎn)品銷售結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)提升，平均單箱收同比增長(zhǎng)了439元；市場(chǎng)面得到進(jìn)一步拓展，省內(nèi)市場(chǎng)覆蓋率100%，市場(chǎng)占有率已接近16%，較上年增長(zhǎng)了2個(gè)百分點(diǎn)；省外市場(chǎng)由2001年4個(gè)省份20多個(gè)市縣公司，增加到2002年9個(gè)省份100多個(gè)市縣公司。3.1.2 產(chǎn)品簡(jiǎn)介本次課題研究中，為了確保研究的相對(duì)準(zhǔn)確性，選擇工藝相對(duì)穩(wěn)定，技術(shù)相對(duì)成熟的產(chǎn)品。黃山煙是目前省內(nèi)銷量較大的一款卷煙品牌，也是一款需要較大，訂單較為穩(wěn)定的

35、產(chǎn)品。下圖為黃山牌卷煙的生產(chǎn)工藝流程圖。原材料 卷煙紙 打鋼印 煙支成形三合一 二合一 切割煙支接裝 分切 濾嘴煙 包裝完成 檢查圖3-1 卷煙的生產(chǎn)工藝流程圖圖3-2 煙草實(shí)物圖片3.2 生產(chǎn)線狀況的分析與改善3.2.1 工時(shí)測(cè)定對(duì)工藝煙支成形進(jìn)行15次測(cè)量所得到的時(shí)間情況如下表所示（單位秒）：次數(shù)123456789101112131415時(shí)間40.0039.7036.4544.2037.8940.3238.6237.8542.3635.980.40.2137.0041.21由上表的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出該工藝的平均時(shí)間：T=(X1+X2+X3+X4+X5+X15)/15=38.

36、07726-計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差：=1.655-根據(jù)式可以得出其偏差上下限分別為：偏差上限：T+3=43.04226偏差下限：T-3=33.11226由此可得：上述所測(cè)得的十五組數(shù)據(jù)均在偏差上下限范圍之內(nèi)，也就是說，這些所測(cè)得的數(shù)據(jù)都為正常值。根據(jù)正態(tài)分布的原理與知識(shí)，在默認(rèn)5為誤差，95為可靠度的前提下帶入數(shù)據(jù)，計(jì)算N N=2.8496=3所以，只需要測(cè)量三次數(shù)據(jù)即可達(dá)到上述的誤差要求。3.2.2 生產(chǎn)線上的時(shí)間數(shù)據(jù)采集 由前文可知道，該產(chǎn)品的工藝流程可以分為原材料進(jìn)入，卷煙紙，打鋼印，煙支成形，切割煙支，二合一，三合一，接裝，分切，濾嘴煙，檢查，完成包裝等步驟。 在生產(chǎn)線上，用秒表對(duì)每一個(gè)工位進(jìn)

37、行了多次的時(shí)間測(cè)量，為了確保本次研究課題的嚴(yán)謹(jǐn)性和正確性，數(shù)據(jù)都將多次獲得取其平均值。在此基礎(chǔ)之上，得到了生產(chǎn)該產(chǎn)品每一道工序的時(shí)間數(shù)據(jù)，如下表所示（單位秒）：工序編號(hào)工序名稱組1組2組3均值1卷煙紙20.6621.7021.5621.302打鋼印20.1221.3019.9720.463煙支成形40.6239.8640.0140.164切割煙支27.3227.9626.3527.215二合一26.8527.1026.4726.806三合一60.1259.3559.1459.537接裝26.8526.5625.3126.248分切27.0226.3627.3026.929濾嘴煙18.6717.

38、2218.3018.0610檢查30.2129.6329.3129.7111完成包裝19.2519.8720.2119.77 觀察上表，可以很直觀的發(fā)現(xiàn)這些工序中嚴(yán)重存在著時(shí)間不均衡的問題。而這個(gè)問題就很容易引起生產(chǎn)線不平衡。在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中，就會(huì)常常出現(xiàn)部分工位工人工作量較大，人等工件，生產(chǎn)率低下、生產(chǎn)熱情與積極性不高等現(xiàn)象。 根據(jù)上表所得數(shù)據(jù)，計(jì)算該生產(chǎn)線的平衡率。 首先觀察上表，可以得出：該生產(chǎn)線的瓶頸工位為工序6三合一。所有該生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍就為工序3的工作時(shí)間59.53秒。根據(jù)公式帶入數(shù)據(jù)可得：生產(chǎn)線平衡率LE=【各工序時(shí)間總和/（CT*工序數(shù)）】*100 =316.16/59.5

39、3*11 =48.28可見該生產(chǎn)線存在著不平衡的現(xiàn)象，可以通過人為改進(jìn)來(lái)提高生產(chǎn)線的平衡率。3.3 原因分析與改善意見 要平衡一生產(chǎn)線，首先要制定初步的工藝流程，然后按照5W1H法以及ECRS（取消/合并/重排/簡(jiǎn)化）四大準(zhǔn)則對(duì)工藝流程分別進(jìn)行程序改善、動(dòng)作改善、搬運(yùn)與物流改善以及初步的作業(yè)改善?！案纳频哪康氖菫榱讼に嚵鞒讨写嬖诘母鞣N不合理現(xiàn)象，減少浪費(fèi)”。通過對(duì)人、機(jī)、測(cè)量、搬運(yùn)、物料等幾方面進(jìn)行因果分析。（如下圖） 人的因素 機(jī)器的因素 操作不熟練 機(jī)器老舊，機(jī)器損壞工作中出現(xiàn)聊天，偷懶現(xiàn)象 機(jī)器某些設(shè)置不當(dāng)，夾具放置不合理 生產(chǎn)平衡率低下測(cè)量的因素 搬運(yùn)的因素測(cè)量方法不當(dāng) 貨物放置雜

40、亂，搬運(yùn)路線不合理 數(shù)據(jù)出現(xiàn)人為錯(cuò)誤 有重復(fù)搬運(yùn)現(xiàn)象物料的因素 物料不完整，有瑕疵 物料領(lǐng)取點(diǎn)不合理 圖3-3 因果分析圖在上圖的因果分析的基礎(chǔ)上，提出較為合理與有效的改善意見。 分析生產(chǎn)動(dòng)作，盡量的減少工人的無(wú)效動(dòng)作。 在工序的設(shè)置，盡量合理的拆分或者合并部分工序。 調(diào)整工位上工人數(shù)量以達(dá)到根據(jù)工作量安排工人數(shù)。 完善物料的搬運(yùn)路線，減少不必要的搬運(yùn)。 引入先進(jìn)的管理理念，例如5S，提高工人的工作熱情與積極性。 適當(dāng)?shù)拈_展技能培訓(xùn)，提高工人們的操作技能。3.4 生產(chǎn)線平衡的改善3.4.1 瓶頸工位分析由工序時(shí)間表可以看出，該生產(chǎn)線上的瓶頸工位為工序6三合一。下面將對(duì)工序6進(jìn)行具體分析，分析工

41、序6中所包含的全部動(dòng)作和所需要的時(shí)間，通過這種方法從中找出造成該工位成為瓶頸工位的主要原因。動(dòng)作名稱所需時(shí)間取煙支0.93檢查煙支1.78接裝紙2.7上膠22.7堅(jiān)查膠點(diǎn)1.5煙支成組22.34檢查成組是否整齊5.9送入接裝1.68合計(jì)59.53 從表中不難發(fā)現(xiàn)，在工序3中涂油這一動(dòng)作耗費(fèi)了大量的時(shí)間，到這工序3成為該生產(chǎn)線上的瓶頸工位。那么，平衡的關(guān)鍵就是在于怎么能縮減涂油所耗費(fèi)的時(shí)間。下面就采用分析法中常用的5W1H法對(duì)此進(jìn)行分析并提出改進(jìn)方法。 5W1H（wwwwwh）分析法也叫六何分析法，是一種思考方法，也可以說是一種創(chuàng)造技法。在企業(yè)管理和日常工作生活和學(xué)習(xí)中得到廣泛的應(yīng)用。5W+1H

42、：是對(duì)選定的項(xiàng)目、工序或操作，都要從原因（何因why）、對(duì)象（何事what）、地點(diǎn)（何地where）、時(shí)間（何時(shí)when）、人員（何人who）、方法（何法how）等六個(gè)方面提出問題進(jìn)行思考。What： 該工序是干的什么的？ 答：該工序是將煙支上膠成組。Why： 為什么改工序會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間 答：由于煙支膠點(diǎn)比較小，對(duì)上膠工藝要求比較苛刻，且成組要求整齊。How： 該步驟可不可以分開進(jìn)行？答：可以 該動(dòng)作的完成可不可以以機(jī)器代替人工？答：可以現(xiàn)在有兩種方法可行，一種是將該工序分解為兩個(gè)工序，即先進(jìn)行對(duì)煙支的上膠，然后再進(jìn)行煙支的成組。第二種方法是改善生產(chǎn)線上的成組裝置。上述的兩種方法都可以將時(shí)間縮

43、短到一半。但是，從降低成本，使生產(chǎn)更為經(jīng)濟(jì)的角度考慮，改善設(shè)備與增加一個(gè)工人所付出的成本相比較，改善設(shè)備的開銷大于增加一個(gè)工人一年的工資。所以在工序6的改進(jìn)中選擇增加一個(gè)工位。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)合理改善了工序6后，該生產(chǎn)線的最長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間變成了47.14秒的工序3煙支成形。用上述的方法對(duì)工序3進(jìn)行具體分析如下圖（單位秒）：動(dòng)作名稱所需時(shí)間取煙紙1.3檢查煙紙2.7取煙絲1.2煙絲篩選23.46煙絲成形7.2成形檢查3.5送煙紙與成形煙絲如下一道工序0.8合計(jì)40.16卷煙質(zhì)量的高低絕大部取決于煙絲質(zhì)量的高低，所以顯而易見的在此工位上的瓶頸原因是對(duì)煙絲的篩選。但是人工篩選大大降低了生產(chǎn)線的平衡率與生產(chǎn)效

44、率。在實(shí)際生產(chǎn)中，煙絲的篩選主要是將過大或過長(zhǎng)的煙絲剔除出去。所以為了使該生產(chǎn)線平衡，我們可以考慮在設(shè)備上增加一個(gè)煙絲篩選的裝置以減少這個(gè)步驟所花費(fèi)的時(shí)間。那么在增加該裝置后，此時(shí)該工位每個(gè)動(dòng)作所花費(fèi)的時(shí)間如下圖所示。動(dòng)作名稱所需時(shí)間取煙紙1.3檢查煙紙2.7取煙絲1.2煙絲篩選10.2煙絲成形7.2成形檢查3.5送煙紙與成形煙絲如下一道工序0.8合計(jì)26.93.5 改善前后的平衡率對(duì)比 由前文可以知道，在改善前，該生產(chǎn)線的平衡率為：生產(chǎn)線平衡率LE=【各工序時(shí)間總和/（CT*工序數(shù)）】*100 =316.16/59.53*11 =48.28 那么，經(jīng)過上述改善措施后，該生產(chǎn)線的工序以及每道工序所花費(fèi)的時(shí)間如下圖所示：工序編號(hào)工序名稱所需時(shí)間