芜湖玉柴联合动力发动机装配线平衡优化毕业论文(编辑修改稿)

芜湖玉柴联合动力发动机装配线平衡优化毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

...................................31 参考文献 .................................................................................................................................. 32 致谢 ........................................................................................................................................... 34 中文翻译 .................................................................................................................................. 35 英文资料 .................................................................................................................................. 38 天津理工大学 2020 届本科毕业论文 1 第一章 绪论 研究背景 随着全球经济的发展，科学技术的进步，市场需求的变化，国内国际企业的竞争日趋激烈，企业想要有竞争优势，必须在质量，成本，交期，服务，安全等各方面有所体现。 采用流水生产线方式的企业， 流水生产线平衡成为一个重要的生产管理问题 [1]。 在进行原料加工生产的制造业中，生产线工序水平的高低可作为企业经营管理水平的重要经济指标之一。 现国内外正经历着新的产业革命 —— 精益生产，精益生产的终极目标是降低基于过程的成本，去除生产制造过程中的消耗资源却不创造价值的过程和行为 [2]， 精益生产的原则，能够使制造型企业显著提高自己的竞争力 [3]。 在实际加工生产中，浪费主要表现在 :工序安排的不合理；原料或半成品或成品搬运的无目的性；因上道工序的不及时，下一道工序只能等待等。 这些会造成无谓的工时损失，生产线平衡即是衡量生产线工序水平的重要指标之一，也能反映出企业综合管理水平的高低。 对于流水生产线而言，生产节拍时间是衡量生产线的生产能力，各个生产工位的作业时间不可能完全一样才造成各个工位的生产节拍不同，即产生作业负荷不均衡的结果。 实现“一个流”生产，下一道工序不需要 ,上道工序就不 生产 ,不提前生产、不超量 [4]；生产实现均衡生产，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，同时还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；并通过运用各种科学的改善技术，提高了全员的综合素质 [5]。 流水线生产是一种高效率的生产组织方式，为了让流水线发挥出最大的效能，必须使流水线各工序的生产能力均衡一致，也就是使流水线达到平衡。 联合动力公司引进相关的先进设备，建成 K10 发动机装配生产线，经过对公司生产现状进行认真的分析和研究后发现在影响公司 K10 发动机装配线生产能力的诸多因素中，生产线工序节拍不均衡，存在瓶颈工序是最主要的影响因素，而其它影响因素是造成工序节拍不均衡或工序能力不足的直接或间接的原因。 因此，解决工序节拍不均衡，消除瓶颈工序成为提高公司发动机装配线生产能力的 首要问题。 国内外研究现状 流水线生产一般可分为两种 :加工生产线，装配线。 加工生产线是一系列机器上制造与加工零件，例如发动机的部件。 装配线则是在一系列工作台上将制造出的零件组合在一起，包括部件装配线与产品总装线。 装配线 (包含自动化，半自动化和手工装配线 )是制造行业中应用很广泛的生产方式。 生产线平衡是这种生产方式评价的重要指标，因此研究人员对其进行了大量的研究工作。 目前国内外对于流水线平衡的理论研究已达到天津理工大学 2020 届本科毕业论文 2 相当高的水平，提出了各种算法： Jackson算法，分枝定界算法，遗传算法，随机算法，启发式算法等，用 建立模型并求解的方式来解决一般装配线的平衡问题 [6]。 1)Jackson算法 :在满足优先约束的基础上，列举所有分配组合，从而找出最优的那一个； 2)分枝定界法 :把所有可以分配到当前位置的所有可行的作业元素当作第一个分支，接着考虑所有可能分配的情况，就是下一层的分支； 3)遗传算法 :借鉴自然界自然选择和自然遗传学机理上的概率性搜索法； 4)随机算法 :即随机的排列算法，一次运行不一定能得到较好的结果， 但通过多次运行，结果会比较好 [7]。 以上皆是从数学算法上来进行求出最优解，在第一生产线的 IE工程师很难理解现有的理论和方法，且这些方法往往带有复杂的计算，给实际应用带来困难。 还可以通过仿真技术来模拟生产中可能出现的状况，该方法侧重于对系统中运行的逻辑关系的描述，能够对生产调度方案进行评估，分析系统的动态性能，并选择系统的动态结构参数，其中数学模型是仿真的基础，只有建立起正确的数学模型和数据，才能得 到正确的仿真结果 [8]。 这同样给现场管理人员带来一定专业技术上的难度。 西方的工业化已经经历了将近一个世纪的发展，从 20世纪初泰勒等人的工作研究与时间研究，到 80年代左右计算机技术在工业领域的应用及至 90年代通讯与网络技术的发展，工业化的内涵和外延都发生了很大变化。 应用工业工程 (Industrial Engineering， IE)理论和方法的企业在发展取得了很大进步，同时也获得了可观的效益。 工业工 程是在人们致力于改善生产系统、提高工作效率和生产率、降低成本的实践中产生的一门学问，它把研究生产要素组成的生产力水平更高的运行有效的系统，以实现提高生产率目标的工程技术 [9]。 对于我国企业，因经历了计划经济到市场经济的转变，大部分企业仍处于研发投入不足，工业基础薄弱及管理水平不高的状态，且主要从事设备及人员密集型的产业，急需要提升整体水平。 传统的装配线理论主要把注意力放在劳动力的有效利用上，对设备及 设施的利用不充分，且通常把问题看成静态并寻找最优的解决方案。 工业工程分为基础工业工程与现代工业工程。 基础工业工程技朮可分为方法研究与作业测定两个方面，可使企业在不用增加投资，或投资很少的情况下就能大大提高生产线的平衡。 成效也会快而明显，也被认为是减少各种浪费，挖掘企业内部的潜力，提高生产效益的实用技术；而现代工业工程则是与概率论，数理统计，运筹学及系统工程等相结合，对企业进行更科学的管理。 考虑当前国内的技术水平，管理状况及信息流通水准，基础工业工程的理论更易于实施并展现效果，而若能将基础工业工程与现代工业 工程相结合则对企业的长远发展有着重大意义。 天津理工大学 2020 届本科毕业论文 3 本文研究内容及方法 本文以联合动力公司 K10发动机组装生产线为研究对象， 通过应用工业工程的理论— 精益生产理论， 利用工业工程方法使组装作业标准化， 并对组装线的平衡进行改善， 使组装线的生产流程设计更加优化， 从而实现降低成本、降低在制品不良率、提高生产率和经济效益的目的。 主要内容：首先，介绍生产线平衡的基本概念和实施步骤、劳动定额制订方法以及相关的一些理论。 其次，对联合动力发动机装配线和试机线现场管理情况进行分析，内容包括 K10发动机装配线特点、工艺路 线、生产组织情况以及影响发动机装配线生产能力的主要因素。 接着，按照生产线平衡的理论和方法对 K10发动机装配线重新进行平衡，内容有工序作业内容调整、提高工序生产能力以及 生产现场的规划 和生产组织的管理等 :第四，实施效果评价，内容有调整后的生产线效率、改进前后生产能力对比、进一步改进的措施等。 方法： 1）采用因素分析的方法，对影响 K10发动机装配线生产能力不足的主要原因一工序节拍不均衡、存在瓶颈工序，以及造成工序节拍不均衡的直接和间接原因进行分析和研究，并采取技术性和组织性措施，从而能用比较简单的方法解决复杂的生 产线平衡问题。 2）运用 5S管理理论，同时结合试机线现场情况，对不足之处进行具体分析，提出具体实施步骤，对生产现场进行改善，以解决现有问题。 天津理工大学 2020 届本科毕业论文 4 技术路线：如下图所示。 绪 论K 1 0 生 产 线 平 衡研 究 现 状实 施 效 果 评 价研 究 方 法 和 内容研 究 背 景生 产 线 平 衡 理论5 S 现 场 管 理 理论工 序 调 整装 配 线 平 衡 率产 能节 省 劳 动 力机 械 化 程 度 图 天津理工大学 2020 届本科毕业论文 5 第二章 理论概述 流水线生产线平衡理论 术语名词定义 : 工作站 :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，这个位置即称为工作站。 作业元素 :将操作划分为一个一个操作单元，这些操作单元一般不能再分。 总作业时间 :从产品整个装配流 程来说，装配一个产品需要的时间，即装配一个产品所有作业工序的作业时间总和。 先后顺序约束 :作业元素之间加工的先后顺序。 在装配线的作业分配中，当目 _仅当一个作业元素的所有前作业元素被分配完毕，这个作业元素才能被分配。 节拍 :是流水线生产最重要的工作参数。 节拍指流水线上连续生产两个相同在制品的间隔时间，它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低。 运用生产节拍的概念，将作业划分为数个工作站，每一个工作站要完成的工作由多个作业基本单元组成，使每个工作站在节拍内都处十繁忙状态，以完成规定的操作量，从而使各工作站的闲 置时间最少，作业达到平衡，效率较高。 生产线各站作业的不平衡，会造成无谓的损失外，还会造成大量半成品的堆积，严重时甚至会造成装配线的中止。 要使生产线能够顺畅高效率地运作，就必须使各站的负荷均衡化，即尽量使分配到各站作业总时间相等，避免或尽量减少等待时间，使单件作业时间尽可能接近节拍或节拍的整数倍 [10]。 生产线的平衡状况反映了生产组织是否合理，这与产品的产量，质量及成本皆有很大关系。 生产线节拍的公式定 义如下 : 生产线节拍 =每天的生产时间 /每天的计划产量 目前，对于装配线平衡的研究主要分为以下 3 个方面 :(1)给定装配线的最小节拍，求最小工作站数，通常在装配线的设计与安装阶段进行； (2)给定装配线的工作站位数，使装配线的节拍最小，对已存在的生产线进行调整优化； (3)在装配线的工作站数和节拍得到优化确定的条件下，均衡工作站上的负荷，给工作人员一种公平感。 生产线平衡基本概念 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。 生产线平衡是衡量生产线工序水平的重要指标 之一，生产平衡率越高，则生产线发挥的效能越大。 10/(  工序数）】【各工序时间总和生产线平衡率 CT （ ） 天津理工大学 2020 届本科毕业论文 6 T:生产线工序中最大标准工时，即生产线节拍 根据定义可以看出，生产线平衡需满足以下两个条件 : 1)生产线节拍≧工序时间 2) Σ (生产线节拍 工序时间 )最小 生产线平衡原则 ，又不违反工序先后顺序，并使工序数目尽可能减少。 ，且较均匀，使装配时间损失率最小。 生产线平衡的效果评价 装配线平衡效果主要是以平衡延迟 (Balance Delay)指标 (用 Bd)来评价，又称时间损失系数 (用 ε L 来表示 )，平衡延迟是一件在制品在线上的总空闲时间与它自始至终留在装配线上的总时间之百分比值。 如下列公式 (1): CN tCNBd  总 （ ） 式中， N为工位数， C 为理论节拍， t 总 为总工作时间 [11] 对于 Bd的值，有以下三个区间的评定结论， 表 平衡延迟结果 评判结果（装配线） Bd≤ 10% 优 10%≦ Bd≤ 20% 良 Bd≧ 20% 差 由上，平衡率为 Bd1η — （ ） 代入 (1)，则为 %100tη  CN 总 （ ） 天津理工大学 2020 届本科毕业论文 7 影响 生产 线平衡的要素 1．工序的作业内容 工序的作 业内容是按照工艺的要求定义，在指定的工作站位需完成的工作内容。 任务的多少会直接影响到完成作业的时间。 2．操作者的技术水平和积极性 不同作业人员因为知识背景，经验积累及个人身体状况的差异，即使是相同的工序内容，操作技术能会有不同，从而会使测试时间产生差异；提升操作者的积极性能够为企业带来额外的产出和竞争力 [12]。