【正文】 the current problems of Haier washing machine panel production line, and analyses the data of work measurement by working load chart to identify the bottleneck process. While the thesis conducts operation analysis and improvement for each process by a variety of optimization analysis techniques of method study. According to motion economy principles and hands work analysis, it redesigns the working site. Thus, the production line bottleneck process has been eliminated, and the working load of each process has been balanced. So that the line balancing rate has increased from % to %, the cycle time has reduced from seconds to seconds, and the average output of uninterrupted production has increased from 255pcs/h to 356pcs/h, greatly improving production efficiency. The conclusions of panel production line balancing study indicate that the application of IE technical methods can effectively help enterprises reduce costs, improve production efficiency and market petitiveness, while the popularity of IE technology can also promote the development of China39。s manufacturing industry. Keywords: industrial engineering, line balance, improvement, working load 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)論文 第 1 頁 共 50 頁 第 1 章 緒論 選題的背景和意義 選題的背景 改革開放以來，我國制造業(yè)發(fā)展迅速，隨著經(jīng)濟(jì)特區(qū)的建設(shè)，東南沿海地區(qū)開始出現(xiàn)大量的制造工廠，在過去的三十多年里我國逐漸發(fā)展成為制造業(yè)大國，印有“中國制造”的商品充斥著全球的商品市場。我國人口眾多擁有大量的廉價勞動力，因此吸引了許多知名的制造企業(yè) 來中國尋求發(fā)展。 但是近幾年我國沿海各大工業(yè)型城市接連遭遇用工荒，勞動力成本大幅度提升，并且由于市場競爭的愈演愈烈，企業(yè)開始重視客戶的個性化需求，生產(chǎn)方式開始由大批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向更具柔性的多品種小批量定制式生產(chǎn)。 市場需求模式的變化引發(fā)了生產(chǎn)模式的變革，于是各種先進(jìn)的生產(chǎn)模式和技術(shù)理論也迅速發(fā)展完善， JIT、精益生產(chǎn)等制造技術(shù)在各大知名企業(yè)的應(yīng)用取得了巨大的成功，由此我國制造企也逐漸開始重視工業(yè)工程的各種技術(shù)。 生產(chǎn)線是生產(chǎn)制造型企業(yè)的必備元素，產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與否直接影響著企業(yè)的生產(chǎn)效率。生產(chǎn)管理人員按照產(chǎn)品的工藝 程序，將生產(chǎn)作業(yè)流程細(xì)化分割，設(shè)計成為多個工序分工作業(yè)的連續(xù)型流水生產(chǎn)線。對作業(yè)的細(xì)化分割和標(biāo)準(zhǔn)化使作業(yè)的難度得到了簡化，更容易培養(yǎng)員工的熟練度，達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。但是由于作業(yè)程序的不同，分割出的各個工序作業(yè)時間不可能完全相同，這樣以來生產(chǎn)線就會出現(xiàn)瓶頸問題。出現(xiàn)瓶頸問題的工序在整條生產(chǎn)線中作業(yè)時間最長，容易造成大量在制品的發(fā)生，造成工序間在制品堆積，產(chǎn)生等待時間的浪費(fèi)。因此，對各工序進(jìn)行綜合分析，調(diào)整各工序作業(yè)負(fù)荷，均衡各工序的作業(yè)時間，從而平衡生產(chǎn)線，才能解決這些問題，最終提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)線平衡 改善正是針對這種情況，運(yùn)用相關(guān)的 IE 技術(shù)方法，消除工序間不平衡導(dǎo)致的浪費(fèi)，最終提高生產(chǎn)效率和企業(yè)效益。 海爾是洗衣機(jī)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者， 2021 年在全球擁有 %的市場份額，同時也有著“全球洗衣機(jī)第一品牌與第一制造商”的榮譽(yù)。高漲的發(fā)展趨勢必然帶來大量的訂單，海爾需要不斷地適應(yīng)市場的需求，因此在生產(chǎn)類型上采用訂貨型生產(chǎn) [1]。由于訂貨型生產(chǎn)品種數(shù)量波動較大，而且生產(chǎn)計劃調(diào)整頻繁，調(diào)度工作任務(wù)繁重，相比于備貨型生產(chǎn)必然帶來了交貨能力慢的問題 [2]。然而海爾洗衣機(jī)雖然披著鮮艷的外表，但內(nèi)部生產(chǎn)線由于產(chǎn)品品種的頻繁 更換，沒有明確各品種生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，造成工位負(fù)荷分布不均，生產(chǎn)效率低下。面華北水利水電大學(xué)畢業(yè)論文 共 50 頁 第 2 頁 對這種情況，針對每種產(chǎn)品制定標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)線平衡改善方案無疑是一種投入少見效快的方法。論文課題正是在這個背景下，以海爾某型號雙筒洗衣機(jī)面板生產(chǎn)線為例提出的。 研究生產(chǎn)線平衡的意義 提高生產(chǎn)率是所有生產(chǎn)制造型企業(yè)共同追求的目標(biāo)。那么如何提高生產(chǎn)率呢？生產(chǎn)率是企業(yè)的投入與產(chǎn)出比，要提高生產(chǎn)率無非有兩種辦法：一是增加企業(yè)資源的投入，如引進(jìn)外資、提高勞動強(qiáng)度等；二是研究作業(yè)方法的改進(jìn)，如提高勞動者的作業(yè)熟練程度、改進(jìn)作業(yè)方法，努力降低 生產(chǎn)成本。工業(yè)工程技術(shù)摒棄了已經(jīng)不具競爭優(yōu)勢的第一種方法，著重于對生產(chǎn)問題的工作研究。而對生產(chǎn)線平衡問題的研究則需要綜合運(yùn)用工業(yè)工程的各種優(yōu)化分析 技術(shù)。 生產(chǎn)線平衡研究對于維護(hù)制造企業(yè)本身利益以及提升員工的個人素質(zhì)都具有重要的意義： (1) 在平衡生產(chǎn)線的過程中，可以綜合應(yīng)用到程序分析、動作分析、動作經(jīng)濟(jì)原則、布置研究、搬運(yùn)分析和作業(yè)測定等 IE 手法，提高全員特別是基層管理人員的綜合素質(zhì)； (2) 降低產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工時，縮減成本。平衡生產(chǎn)線可以縮減產(chǎn)品的節(jié)拍和生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，降低了單位產(chǎn)品的勞動力成本； (3) 減少產(chǎn)線在 制品數(shù)量，向“一個流”的目標(biāo)靠攏。均衡各工序的作業(yè)負(fù)荷，消除工序時間不平衡導(dǎo)致的等待時間浪費(fèi)，從而減少工序間在制品的數(shù)量； (4) 提高作業(yè)人員和設(shè)備的工作效率；平衡生產(chǎn)線有效地減少了由于工時相差太大造成的工序間的在制品，消除了等待的浪費(fèi)，大大的提高了工作效率； (5) 提升員工士氣。減少工序之間的等待時間，縮短了生產(chǎn)周期，可以消除員工由于作業(yè)不平衡產(chǎn)生消極怠工的情緒問題，從而提升員工士氣。 生產(chǎn)線平衡的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 生產(chǎn)線平衡問題最早是在 1954 年由 Benjamin Bryton 在他的論文中提出的，他還首 先提出通過分割重排各工序的作業(yè)內(nèi)容從而減少生產(chǎn)線空余時間，這種最初的解決生產(chǎn)線平衡問題的辦法 [3]。但是，在對生產(chǎn)中各作業(yè)要素進(jìn)行研究的過程中，如何在平均化各工序作業(yè)時間的同時保證生產(chǎn)線不超過預(yù)定的生產(chǎn)周期，如何在使各工序作業(yè)人員處于忙碌狀態(tài)的同時減少因工序間等待所浪費(fèi)的時間，對于這類優(yōu)化組合問題仍待研究解決。此后，國內(nèi)外大量學(xué)者開始就生產(chǎn)線平衡問題進(jìn)行更深入的研究，各自提出了解決這類優(yōu)化組合問題的方法。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)論文 第 3 頁 共 50 頁 國外研究現(xiàn)狀 國外主要運(yùn)用數(shù)學(xué)分析法和啟發(fā)式算法對生產(chǎn)線平衡問題進(jìn)行了長達(dá)半個多世紀(jì)的研 究。時至今日，數(shù)學(xué)分析法求得的最優(yōu)解已成為平衡生產(chǎn)線的重要參考，啟發(fā)式算法也成了解決復(fù)雜的混合生產(chǎn)線平衡問題的主要方法。 1955 年 Salveson 首先運(yùn)用線性規(guī)劃建立了生產(chǎn)線平衡問題的模型，并給出了詳細(xì)的求解過程。但是在實際的運(yùn)用中生產(chǎn)條件的變化多端，再加上依據(jù)當(dāng)時的技術(shù)水平，求線性規(guī)劃的最優(yōu)解又較為繁瑣，因此使用價值不高。在隨后的幾十年里，運(yùn)用數(shù)學(xué)分析的方法求解生產(chǎn)線平衡問題又取得了很大進(jìn)步，研究的過程中又逐漸延伸出了啟發(fā)式算法。1963 年 Held 和 Karp 在此基礎(chǔ)上運(yùn)用動態(tài)規(guī)劃著重解決了最小化工站數(shù)的 問題 [4]， 1965年 Moodie 和 Young提出了一種運(yùn)用啟發(fā)式算法來解決生產(chǎn)線平衡問題中作業(yè)時間不穩(wěn)定的問題 [5]。 1979 年 Hackman 提出 了 一種分支定界算法來解決生產(chǎn)線平衡問題 [6]， 1994 年Anderson 和 Ferris 提出了運(yùn)用遺傳算法解決平衡生產(chǎn)線的優(yōu)化組合問題 [7]。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國對生產(chǎn)線平衡的研究起步較晚，大部分針對數(shù)學(xué)分析、啟發(fā)式算法的研究也都是建立在應(yīng)用國外研究基礎(chǔ)上開展的，但是對于應(yīng)用工業(yè)工程的研究方法來平衡生產(chǎn)線一直是我國學(xué)者研究的重點(diǎn)內(nèi)容。 平衡生產(chǎn)線的工 業(yè)工程研究方法就是運(yùn)用基礎(chǔ) IE 的相關(guān)理論，通過方法研究和作業(yè)測定分析生產(chǎn)線所存在的問題，以生產(chǎn)線平衡率為主要評價指標(biāo)對生產(chǎn)線進(jìn)行改善。郭伏、孫建華、高廣章等人應(yīng)要運(yùn)用現(xiàn)場管理的三大工具：標(biāo)準(zhǔn)化、目視管理和看板管理，基礎(chǔ)IE 的技術(shù)方法，以生產(chǎn)線平衡率的提高為前提，解決生產(chǎn)過程中的瓶頸問題并對各工序的作業(yè)進(jìn)行分析改善，從而平衡生產(chǎn)線各工序負(fù)荷 [8]。運(yùn)用工業(yè)工程的研究方法平衡生產(chǎn)線相對于數(shù)學(xué)分析法、啟發(fā)算法等方法具有計算簡單、容易推行等優(yōu)點(diǎn)，因此這種方法受到了許多企業(yè)的重視，但是這種方法同時也要求管理人員具有扎 實的工業(yè)工程專業(yè)基礎(chǔ)。 本文研究的內(nèi)容 第 1 章為緒論，主要介紹選題的背景、意義、課題的研究現(xiàn)狀以及本文研究的主要內(nèi)容。本部分將分析在現(xiàn)在制造業(yè)工業(yè)工程的技術(shù)理論迅速發(fā)展的背景下生產(chǎn)線平衡在生產(chǎn)過程中的重要性。介紹目前我國工業(yè)發(fā)展的狀況及背景，生產(chǎn)過程中存在的一些問題，以及生產(chǎn)線平衡研究的現(xiàn)狀，進(jìn)而論證應(yīng)用生產(chǎn)線平衡的重要性。同時說明本文研究的主要華北水利水電大學(xué)畢業(yè)論文 共 50 頁 第 4 頁 內(nèi)容。 第 2 章為生產(chǎn)線平衡的原理與應(yīng)用方法介紹，說明了生產(chǎn)線平衡的基本概念和在生產(chǎn)過程中應(yīng)用生產(chǎn)線平衡的原則與計算分析方法，為下面進(jìn)行具體的生產(chǎn)線平衡實例 提供分析工具，同時說明了應(yīng)用生產(chǎn)線平衡期望達(dá)到的目標(biāo)。 第 3 章的主要內(nèi)容為生產(chǎn)線平衡的實際應(yīng)用案例分析，應(yīng)用工業(yè)工程的基礎(chǔ)理論對海爾面板生產(chǎn)線存在的問題進(jìn)行分析，從而得到改善前面板生產(chǎn)線的平衡率，為接下來的改善提供數(shù)據(jù)依據(jù)。 第 4 章為對海爾面板生產(chǎn)線的平衡改善，運(yùn)用前面所介紹的生產(chǎn)線平衡改善的原則與方法對面板生產(chǎn)線進(jìn)行瓶頸分析與改善，從而提高生產(chǎn)線平衡率，提高生產(chǎn)效率，向?qū)崿F(xiàn)“一個流”的目標(biāo)靠近。 第 5 章得出論文研究海爾洗衣機(jī)面板生產(chǎn)線平衡的結(jié)論，指出本文的局限之處以及對推廣 IE 技術(shù)的前景展望。 華北水利水電大學(xué)畢業(yè)論文 第 5 頁 共 50 頁 第 2 章 生產(chǎn)線平衡的相關(guān)理論 生產(chǎn)線平衡概述 生產(chǎn)線平衡問題是伴隨著流水線的產(chǎn)生而出現(xiàn)的，從 1913 年福特第一次采用流水線進(jìn)行大批量生產(chǎn)開始，生產(chǎn)線平衡問題的研究就一直在摸索中前進(jìn)。流水線生產(chǎn)和作業(yè)區(qū)域工作模式都著重于工序之間的時間配合，并且影響著整體的生產(chǎn)效率。如果生產(chǎn)線的各個工序能有序的配合，使生產(chǎn)線能高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，則稱為生產(chǎn)線平衡；如果各工序不能相互配合，有大量等待時間的浪費(fèi)，則稱為生產(chǎn)線不平衡。等待是一種非增值的動作，也是IE 中盡量避免的一種浪費(fèi)。生產(chǎn)線平衡改善就是將這種等待的時間盡可能的縮短或者 消除，來達(dá)到減少浪費(fèi)提高生產(chǎn)效率的目的。 生產(chǎn)線平衡在實際生產(chǎn)中逐漸發(fā)展成一套成熟的理論，它綜合應(yīng)用程序分析、動作分析、作業(yè)測定、動作經(jīng)濟(jì)原則和布置研究， 通過平均化各工序作業(yè)時間，重新分配各工序作業(yè)負(fù)荷，減少在制品數(shù)量，消除各種浪費(fèi)，最終提高生產(chǎn)線的效率。 生產(chǎn)線平衡的改善原則 生產(chǎn)線平衡是使生產(chǎn)線上的各個工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時間達(dá)到非常接近的程度，以此來減少等待時間，消除等待的浪費(fèi)。為了達(dá)到這個目的，在改善的過程中就必須準(zhǔn)確測定各工序的作業(yè)時間，通過對作業(yè)時間的分析識別出瓶頸工序。生產(chǎn)線的瓶頸工序不僅 限制了生產(chǎn)線的產(chǎn)出速度，還會造成其他工序生產(chǎn)能力的相對過剩。寬泛的講，瓶頸就是指整個生產(chǎn)流程中限制生產(chǎn)能力的各方面因素。生產(chǎn)線平衡改善實際上其重心就是瓶頸改善，通過對瓶頸工序的作業(yè)方法進(jìn)行研究，分割作業(yè)或改善作業(yè)方法，減少瓶頸工序的作業(yè)時間，從而達(dá)到各工序作業(yè)時間的平衡，提高生產(chǎn)效率。因此，為了更好地平衡各工序作業(yè)時間，改善過程需要遵循以下原則 [9]： (1) 對作業(yè)時間較長工序進(jìn)行改善 ①