【正文】 **大學(xué)學(xué)士論文摘 要本文將對PC攝像頭的裝配生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計(jì)并進(jìn)行生產(chǎn)線平衡的計(jì)算與分析，使生產(chǎn)線高度平衡，同時(shí)進(jìn)行人因方面的設(shè)計(jì)。降低生產(chǎn)成本最終使得我們的生產(chǎn)達(dá)到成本的最低化。本文將針對影響生產(chǎn)平衡的裝配中的難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃，促使生產(chǎn)線的平衡達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)化從而提高生產(chǎn)率。本課題中我們將著重改進(jìn)這一方面的問題。本文將對生產(chǎn)線中的各個(gè)工位運(yùn)用MOD法進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，并計(jì)算裝配生產(chǎn)線平衡率，針對不合理的工位進(jìn)行改進(jìn)。最后將運(yùn)用eMplant仿真軟件進(jìn)行仿真，對仿真結(jié)果進(jìn)行分析并從中尋找不足點(diǎn)的所在從而進(jìn)行方案改進(jìn)，最終得到最優(yōu)方案。關(guān)鍵詞:裝配線平衡，仿真，MOD。Title：PC camera assembly line Design and SimulationABSTRACTThis paper will be focus on designing PC camera assembly line for production line and caculating and analysising balance of production line,so that make production line high balance,while design on human makes our production reached the minimum will influence the production of balance of difficulty, the detailed design line balance to achieve high standard so as to raise issue we will focus on improving this paper analyzes the various stations of production line using MOD method, and the detailed calculation for assembly line balancing rate,then improves the station unreasonable . Finally,we will make simulation via eMplant simulation software,and make analysise on simulation results,then improve it through inadequate finded,obtain the final optimal plan.Keywords: assembly line balancing, simulation, MOD 目 錄1 緒論 1 課題研究的背景 1 研究裝配線問題的必要性 1 2 課題的研究內(nèi)容及方法 2 本文研究的裝配線具有以下特點(diǎn) 2 本文研究方法 32 PC攝像頭裝配線的設(shè)計(jì) 4 流水線 4 流水線的概念 4 流水線生產(chǎn)的形式 4 流水線的組織條件 5 流水線的生產(chǎn)特征 6 流水線的優(yōu)化特性 6 流水線在PC攝像頭裝配生產(chǎn)中的應(yīng)用 8 工作研究 8 工作研究的概念 8 工作研究的方法技術(shù) 9 工作研究的步驟 10 PC攝像頭生產(chǎn)線的設(shè)計(jì) 11 PC攝像頭的結(jié)構(gòu) 11 節(jié)拍分析 11 工時(shí)測定——MOD法 12 MOD法工序?qū)嵗治?15 生產(chǎn)線平衡的意義 20 生產(chǎn)線平衡 20 工藝流程設(shè)計(jì) 213 工作臺(tái)設(shè)計(jì) 23 裝配型工作臺(tái)的造型設(shè)計(jì) 23 25 工作臺(tái)面板的區(qū)域劃分 25 工作臺(tái)的臺(tái)面區(qū)域設(shè)計(jì) 264 生產(chǎn)線的仿真與改進(jìn) 29 系統(tǒng)仿真的概述 29 系統(tǒng)仿真的分類 29 離散系統(tǒng)仿真 30 離散系統(tǒng)仿真的步驟 30 Em_plamt 軟件介紹 30 Em_plamt簡介 30 Emplant的特點(diǎn) 31 32 仿真模型的建立與實(shí)現(xiàn) 34 對裝配生產(chǎn)線的建模 34 Emplant的部分操作界面 35 模型及其運(yùn)行結(jié)果分析 36 模型改進(jìn)及其結(jié)果分析 38 速度評定法 38 改進(jìn)結(jié)果及分析 385 總結(jié)與展望 40 本文結(jié)論 40 本文展望 40致謝 41參考文獻(xiàn) 421 緒 論 課題研究的背景現(xiàn)代化大生產(chǎn)中，在大量生產(chǎn)的情況下，流水生產(chǎn)線由于能將高度專業(yè)化的生產(chǎn)和勞動(dòng)對象的平行移動(dòng)方式結(jié)合起來，是一種較好的被廣泛采用的生產(chǎn)組織形式。現(xiàn)代流水方式起源于福特制。福特于20世紀(jì)20年代創(chuàng)立了汽車工業(yè)流水線，揭開了現(xiàn)代化流水生產(chǎn)的序幕，引發(fā)了制造業(yè)的一個(gè)根本變革。應(yīng)用流水線生產(chǎn)能使生產(chǎn)過程較好地符合連續(xù)性、平行性、比例性以及均衡性的要求。可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)周期，減少在制品占用量和運(yùn)輸工作量，加速資金周轉(zhuǎn)，降低生產(chǎn)成本。還可以簡化生產(chǎn)管理工作，促進(jìn)企業(yè)加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作和生產(chǎn)服務(wù)工作。但是這種福特式的生產(chǎn)方式，在通常情況下，有一半時(shí)間是人員、設(shè)備和流水線等待零件，另一半時(shí)間等待零件一運(yùn)到，全體人員總動(dòng)員，緊急生產(chǎn)產(chǎn)品。這種生產(chǎn)方式造成了生產(chǎn)過程中的物流不合理現(xiàn)象，尤以庫存積壓和短缺為特征，生產(chǎn)線或者不開機(jī)，或者開機(jī)后就大量生產(chǎn)，從而導(dǎo)致了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。20世紀(jì)80年代以來，出現(xiàn)了“準(zhǔn)時(shí)制生產(chǎn)方式（JIT）”的生產(chǎn)模式，JIT的核心是追求一種零庫存的生產(chǎn)系統(tǒng)，或使庫存達(dá)到最小的生產(chǎn)系統(tǒng)。其基本思想可概括為“在需要的時(shí)候，生產(chǎn)所需數(shù)量的產(chǎn)品”，然后對設(shè)備、人員等進(jìn)行淘汰、調(diào)整，達(dá)到降低成本、簡化計(jì)劃和提高控制的目的。JIT將“獲得最大利潤”作為企業(yè)經(jīng)營的最終目標(biāo)，將“降低成本”作為實(shí)現(xiàn)最大利潤的基本目標(biāo)。在福特時(shí)代，降低成本主要是依靠單一品種的規(guī)模生產(chǎn)來實(shí)現(xiàn)的。但是在多品種、中小批量的情況下，這種方法是行不通的。因此，JIT力圖通過“徹底消除浪費(fèi)”來達(dá)到這一目標(biāo)。正是因?yàn)镴IT生產(chǎn)模式的出現(xiàn)，使得傳統(tǒng)的制造業(yè)模式由少品種、大批量單一品種流水線生產(chǎn)模式向以滿足客戶需要為前提而又不增加庫存量的多品種、小批量混合裝配線生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?；旌涎b配線(M議edModelAssemblyLine，MMAL)這種類型裝配線生產(chǎn)，可以在一定時(shí)間內(nèi)，在一條生產(chǎn)線上生產(chǎn)出多種不同型號的產(chǎn)品(同一產(chǎn)品族)，產(chǎn)品的品種可以隨顧客需求而變化。本課題將就混合裝配線生產(chǎn)于PC攝像頭的裝配中的應(yīng)用，為了要滿足顧客多樣化和個(gè)性化的需要，增強(qiáng)對市場的適應(yīng)性。我們將對PC攝像頭的裝配線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)，以達(dá)到生產(chǎn)狀態(tài)的最佳模式，提高企業(yè)的競爭能力。 研究裝配線問題的必要性裝配線的設(shè)計(jì)目標(biāo)是使生產(chǎn)保持一種均衡、連續(xù)的流動(dòng)狀態(tài)，減少工作站的閑暇時(shí)間，提高人員和設(shè)備的利用率。企業(yè)剛剛投產(chǎn)時(shí)，所建立的裝配線一般都是比較平衡的，但是隨著市場的變化，引起產(chǎn)品需求產(chǎn)量的變化，往往會(huì)造成裝配線不平衡。于是我們就要對裝配線進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，也就是“改進(jìn)無止境”。這意味著必須隨著需求的改變、產(chǎn)品配比的變化以及其他因素隨時(shí)調(diào)整生產(chǎn)線的平衡，這就是動(dòng)態(tài)的和不確定性的因素。所以對裝配線的研究是優(yōu)化企業(yè)的生產(chǎn)模式的非常必要的方法。 裝配線平衡問題的研究現(xiàn)狀裝配線平衡問題的研究目標(biāo)是在滿足既定的優(yōu)化目標(biāo)前提下，使裝配線設(shè)置的工作站數(shù)和生產(chǎn)節(jié)拍合理，同時(shí)各操作工人的生產(chǎn)負(fù)荷盡量均衡，以減少工人忙閑不均的現(xiàn)象。Kilbridge和weher首次提出混合裝配線概念以及混合裝配線的兩種類型(1961年)，混合裝配線問題的研究早期集中在裝配線的平衡方面，并提出很多算法。首次解決混合裝配線平衡問題的是ThomoPoufosNT，ThomopeulosNT運(yùn)用聯(lián)合優(yōu)先圖的概念把混合裝配線轉(zhuǎn)化為單一品種裝配線來處理，從而把單一品種裝配線的平衡技術(shù)和方法運(yùn)用到混合裝配線(1967)。RobertsSD和villaCD建立了求解混合裝配線平衡的整數(shù)規(guī)劃模型(1970)；Korkirnazel和Meral提出JIT的兩大目標(biāo):使每個(gè)工位的負(fù)載均勻。生產(chǎn)線零部件的消耗率均勻。重點(diǎn)探討是第二個(gè)目標(biāo)且優(yōu)化函數(shù)為最小化實(shí)際生產(chǎn)量和理論生產(chǎn)量之差。由于生產(chǎn)線零部件的消耗率均勻是裝配線平衡問題，因此實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)較困難。必須保證兩個(gè)方面:產(chǎn)品生產(chǎn)量與需求相當(dāng)，制造過程的每一階段零部件使用率保持穩(wěn)定(2001)；Agpak和Gokcen提出用01整數(shù)規(guī)劃模型求解裝配線問題，優(yōu)化目標(biāo)是最小化工作站數(shù)和資源(2005)；隨著混合裝配線的應(yīng)用，文獻(xiàn)中某些假設(shè)對實(shí)際生產(chǎn)狀況過于理想化，不能真實(shí)地反映生產(chǎn)現(xiàn)狀中不確定因素對混合產(chǎn)品平衡的影響。因此，出現(xiàn)了對不確定因素的混合裝配線的研究?；旌涎b配線平衡問題將成為裝配生產(chǎn)線平衡問題新的發(fā)展方向。 課題的研究內(nèi)容及方法 本文研究的裝配線具有以下特點(diǎn)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)、工藝和尺寸相近，生產(chǎn)的品種要均勻混合流送，組織相間性投產(chǎn)，從而減少裝配線上生產(chǎn)能力的浪費(fèi)和在制品的占用量。在這種裝配線上，產(chǎn)品的品種雖然不同，但它們在結(jié)構(gòu)上必須是相似的，工藝、尺寸也必須相近，區(qū)別很大的產(chǎn)品是無法組織混合生產(chǎn)/裝配的。本文是以PC攝像頭裝配線平衡問題為研究對象并著重對幾個(gè)相應(yīng)的工位進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)，大致從以的相應(yīng)下幾個(gè)方面進(jìn)行研究:(1)對裝配中的難點(diǎn)進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計(jì)并進(jìn)行解決。(2)研究影響裝配線平衡的相關(guān)問題。(3)研究裝配線平衡系統(tǒng)軟件，搭建算法理論與生產(chǎn)實(shí)踐之間的平臺(tái)。 本文研究方法(l)歸納前人關(guān)于裝配線平衡問題的研究成果，在生產(chǎn)實(shí)際因素分析基礎(chǔ)上，提出裝配線平衡問題的分析方法。(2)總結(jié)遺技術(shù)特點(diǎn)，傳算法的分析國內(nèi)外學(xué)者針對遺傳算法缺陷所進(jìn)行的改進(jìn)研究，設(shè)計(jì)基于裝配線平衡問題的改進(jìn)的遺傳算法。(3)應(yīng)用工業(yè)工程的相關(guān)的理論知識(shí)對生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化分析，對整個(gè)流水線進(jìn)行5S等現(xiàn)場進(jìn)行優(yōu)化分析設(shè)計(jì)。(4)對裝配中所遇到的裝配難點(diǎn)進(jìn)行輔助工具的設(shè)計(jì)使裝配過程簡單化，從而達(dá)到降低成本、提高生產(chǎn)率的根本目的。2 PC攝像頭裝配線的設(shè)計(jì) 流水線 流水線的概念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、板鏈線、倍數(shù)鏈線、插件線、網(wǎng)帶線、懸掛線及滾筒流水線這七類流水線。一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和一般是固定的。流水線輸送能力大，運(yùn)距長，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，輸送線路泛。（如圖21）圖21流水線 流水線生產(chǎn)的形式(1)按生產(chǎn)對象的移動(dòng)方式：固定流水向線和移動(dòng)流水線 固定流水線：是指生產(chǎn)對象位置固定,如重型機(jī)械、飛機(jī)、船舶等的裝配。 移動(dòng)流水線：生產(chǎn)對象移動(dòng)，工人和設(shè)備及工具位置固定的流水線。這是常用的流水線的組織方式。(2)按生產(chǎn)對象的數(shù)目：單品種流水線和多品種流水線單品種流水線：又稱不變流水線，是指流水線上只固定生產(chǎn)一種制品。要求制品的數(shù)量足夠大，以保證流水線上的設(shè)備有足夠的負(fù)荷。多品種流水線：將結(jié)構(gòu)、工藝相似的兩種以上制品，統(tǒng)一組織到一條流水線上生產(chǎn)。(3)按產(chǎn)品的輪換方式：可變流水線、成組流水線和混合流水線。可變流水線：集中輪番地生產(chǎn)固定在流水線上的幾個(gè)對象，當(dāng)某一制品的批制造任務(wù)完成后，相應(yīng)地調(diào)整設(shè)備和工藝裝備，然后再開始另一種制品的生產(chǎn)。 成組流水線：固定在流水線上的幾種制品不是成批輪番地生產(chǎn)，而是在一定時(shí)間內(nèi)同時(shí)或順序地進(jìn)行生產(chǎn)，在變換品種時(shí)基本上不需要重新調(diào)整設(shè)備和工藝裝備。混合流水線：是在流水線上同時(shí)生產(chǎn)多個(gè)品種，各品種均勻混合流送，組織相間性的投產(chǎn)。一般多用于裝配階段生產(chǎn)。(4)按連續(xù)程度：連續(xù)流水線和間斷流水線連續(xù)流水線：制品從投入到產(chǎn)出在工序間是連續(xù)進(jìn)行的沒有等待和間斷時(shí)間。間斷流水線：由于各道工序的勞動(dòng)量不等或不成整數(shù)倍關(guān)系，生產(chǎn)對象在工序間會(huì)出現(xiàn)等待停歇現(xiàn)象，生產(chǎn)過程是不完全連續(xù)的。(5)按節(jié)奏性程度：強(qiáng)制節(jié)拍流水線、自由節(jié)拍流水線和粗略節(jié)拍流水線 強(qiáng)制節(jié)拍流水線: 要求準(zhǔn)確地按節(jié)拍出產(chǎn)制品.自由節(jié)拍流水線: 不嚴(yán)格要求按節(jié)拍出產(chǎn)制品,但要求工作地在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)的生產(chǎn)率應(yīng)符合節(jié)拍要求. 粗略節(jié)拍流水線: 各個(gè)工序的加工時(shí)間與節(jié)拍相差很大,為充分地利用人力、物力，只要求流水線每經(jīng)過一個(gè)合理的時(shí)間間隔，生產(chǎn)等量的制品，而每道工序并不按節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn)。 (6)按機(jī)械化程度：手工流水線、機(jī)械化流水線和自動(dòng)線 流水線的組織條件（1）品種穩(wěn)定單一，產(chǎn)量足夠大，長期供貨，單位勞動(dòng)量大，保證設(shè)備足夠負(fù)荷。 （2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝相對穩(wěn)定。先進(jìn)性良好的工藝性和互換性標(biāo)準(zhǔn)化程度高（3）工藝過程既可劃分為簡單的工序，又可以相互合并。（4）原材料和協(xié)作件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，且按時(shí)供應(yīng)。（5）機(jī)器設(shè)備始終處于完好狀態(tài)，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃預(yù)修制度。（6）工作必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。（7）廠房和生產(chǎn)面積適合安裝流水線。 流水線的生產(chǎn)特征流水線是指勞動(dòng)對象按照一定的工藝路線,順序的通過各個(gè)工作地，并按照統(tǒng)一的生產(chǎn)速度（節(jié)拍）完成工藝作業(yè)的連續(xù)的重復(fù)的生產(chǎn)過程。流水生產(chǎn)是把高度的對象專業(yè)化生產(chǎn)和勞動(dòng)對象的平行移動(dòng)方式有機(jī)結(jié)合起來的一種先進(jìn)的生產(chǎn)組織形式。它具有以下特征：(1) 工作地的專業(yè)化程度高。(2) 具有明顯的節(jié)奏性。(3) 各工序的生產(chǎn)能力平衡或成比例。(4) 工藝過程封閉、單向。(5) 具有高度的連續(xù)性。 流水線的優(yōu)化特性流水線在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要的角色，優(yōu)化流水線直接關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的效率，因此成為企業(yè)不得不關(guān)注的話題。(1)優(yōu)化流水線第一站的作業(yè)時(shí)間, 及多久放一片板子, 此為滿足生產(chǎn)計(jì)劃量所必須的投流水線的輸送帶速度也可反推算出日產(chǎn)量, 下面為輸送帶速度的公式：輸送帶的pitch時(shí)間 = 整日的上班入cycle時(shí)間。但在實(shí)際上, 瓶頸站的作業(yè)時(shí)間必