【文章內(nèi)容簡介】 ............................................................................................................42中文翻譯 .................................................................................................................................48致 謝 .......................................................................................................................................55小論文1第一章 緒論 選題背景隨著市場(chǎng)向全球化、知識(shí)化的轉(zhuǎn)變，制造業(yè)面臨更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭力、降低生產(chǎn)成本、快速響應(yīng)市場(chǎng)需求、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品與服務(wù)質(zhì)量、降低以至消除對(duì)環(huán)境的污染和影響，現(xiàn)代制造系統(tǒng)必須向柔性化、敏捷化、可重構(gòu)化、自動(dòng)化、信息化、集成化、智能化、綠色化的方向發(fā)展 [1]，其目的在于提高生產(chǎn)效率、效益，縮短制造周期，保證產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量，以持續(xù)提高企業(yè)競(jìng)爭力。制造業(yè)的高速發(fā)展使得生產(chǎn)制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來越重要。制造企業(yè)在采用細(xì)分化之后的多工序連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線時(shí)，由于分工作業(yè)，簡化了作業(yè)難度，使得操作人員的熟練度易于提高，從而提高了作業(yè)效率。然而，經(jīng)過了這樣的作業(yè)細(xì)分化之后，各工序的作業(yè)時(shí)間在理論上、現(xiàn)實(shí)上都不能完全相同，這樣勢(shì)必會(huì)存在工序間作業(yè)負(fù)荷不平衡的現(xiàn)象，從而造成工時(shí)損失，設(shè)備利用率遍低，生產(chǎn)線產(chǎn)能低等不良后果 [2]。生產(chǎn)線平衡就是為了解決上述問題而提出的，它是現(xiàn)場(chǎng) IE（Industrial Engineering，工業(yè)工程）的一種管理方法，也是解決生產(chǎn)線負(fù)荷平均化這一影響生產(chǎn)線效率關(guān)鍵問題的重要方法之一。它對(duì)各工序的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行平均化，同時(shí)對(duì)作業(yè)進(jìn)行研究、對(duì)時(shí)間進(jìn)行測(cè)定，通過合理地劃分和重組生產(chǎn)作業(yè)要素，使得各個(gè)工位作業(yè)時(shí)間盡可能相近的技術(shù)手段與方法 [3][4]。流水生產(chǎn)線在當(dāng)今的生產(chǎn)制造系統(tǒng)中占有著重要作用，是當(dāng)前制造業(yè)廣泛采用的生產(chǎn)方式。它強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)過程的節(jié)奏性與連續(xù)性以及專業(yè)化平行作業(yè)和按比例的生產(chǎn)，利用流水線生產(chǎn)進(jìn)行各種產(chǎn)品的生產(chǎn)是現(xiàn)代化大量生產(chǎn)的一種主要生產(chǎn)形式。采用大量生產(chǎn)方式的大部分產(chǎn)品，特別是一些較為復(fù)雜的產(chǎn)品，如汽車、家電等都是在流水線上進(jìn)行生產(chǎn)直至最終產(chǎn)品的。由此可見，流水生產(chǎn)線的重要性在制造業(yè)中是不可替代的。中國作為一個(gè)制造業(yè)大國，要使其制造業(yè)走出上述困境并具有競(jìng)爭力，能夠以最低的成本生產(chǎn)出能夠滿足社會(huì)需求的具有競(jìng)爭力的產(chǎn)品來，是國內(nèi)制造企業(yè)面臨的最重要的難題之一。當(dāng)前，國內(nèi)制造企業(yè)的設(shè)備落后是普遍存在的現(xiàn)象，很多企業(yè)還在使用落后的手控設(shè)備，沒有自動(dòng)化可言；另一方面，在管理上國內(nèi)也處于落后水平。 即使有些企業(yè)高價(jià)進(jìn)口了世界一流的設(shè)備，由于管理方面存在嚴(yán)重的問題，最終生產(chǎn)出來的產(chǎn)品仍然是三流的，這正是由于管理不善、設(shè)計(jì)不合理而造成人力、設(shè)備等的浪費(fèi)。大多數(shù)工廠沒有很好地去合理利用生產(chǎn)線平衡技術(shù)，生產(chǎn)線存在嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象，工序節(jié)拍波蕩起伏。在流水生產(chǎn)線方式下進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)，生產(chǎn)線平衡是一個(gè)重要的生產(chǎn)管理問題，它是與流水生產(chǎn)線誕生之時(shí)同時(shí)出現(xiàn)的。生產(chǎn)線的平衡問題是設(shè)計(jì)有效生產(chǎn)線2時(shí)必須考慮的重要問題之一，更是生產(chǎn)管理中一項(xiàng)重要的決策性問題。生產(chǎn)線的不平衡不僅會(huì)影響流水生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，還會(huì)影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。通過合理的作業(yè)排挰、科學(xué)的管理和不斷的改善，使生產(chǎn)線負(fù)荷均衡化、流暢化，這不僅可以縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，增加產(chǎn)量，加快產(chǎn)品的流動(dòng)速度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，減少在制品，而且可以改善雇員關(guān)系，給工人一種公平感，調(diào)動(dòng)工人的積極性，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。中國的大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)線平衡率都很低，有很大的提升空間。所以生產(chǎn)線的平衡問題是一個(gè)迫切需要解決的問題。生產(chǎn)線的平衡問題不僅對(duì)于企業(yè)提高綜合競(jìng)爭力有著重要的意義，而且對(duì)于發(fā)展我國工業(yè)也有著十分重要的意義，所以生產(chǎn)線平衡問題歷來受到人們的重視，特別是在資源日益缺乏的今天，其對(duì)于有效利用資源，緩和資源不足問題也有著深遠(yuǎn)的意義。光寶力信科技（贛州）有限公司屬臺(tái)灣著名光寶集團(tuán)旗下公司之一，目前是亞太地區(qū)最大的電子變壓器制造商。光寶之 GA03 線采用流水線式生產(chǎn)作業(yè)方式，負(fù)責(zé)加工料號(hào)為 TPLNA004EL 產(chǎn)品的部分工藝。GA03 線由前段和中段組成，前段負(fù)責(zé) N1 至 N6 的繞線及包銅箔，后段負(fù)責(zé)半成品整形、焊錫、組裝、檢測(cè)等工序。全線的自動(dòng)化程度較高，關(guān)鍵的繞線工位配有 CNC 繞線機(jī)，但該生產(chǎn)線的整體生產(chǎn)能力并不強(qiáng)，常不能完成生產(chǎn)任務(wù)。在熟悉了生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)之后，本人開始著手對(duì) GA03 線的各工序進(jìn)行碼表測(cè)時(shí)，根據(jù)測(cè)時(shí)結(jié)果算出其現(xiàn)有線平衡率為 %，可見該生產(chǎn)線的平衡率還有較大提升空間。據(jù)此，提出本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的主要內(nèi)容為：運(yùn)用工業(yè)工程的理論與方法，對(duì) GA03 線進(jìn)行改善，達(dá)到提高該線的線平衡率的目的。 研究內(nèi)容GA03 線是負(fù)責(zé) TPLNA004EL 料號(hào)變壓器的前段和中段的制作過程，前段配有 CNC 繞線機(jī)作業(yè)，中段主要是靠手工完成相關(guān)的整形、檢測(cè)等作業(yè)。從收集的數(shù)據(jù)中可以看到，瓶頸工序集中在前段，而后段工序的各個(gè)作業(yè)時(shí)間都不平穩(wěn)，呈起伏不當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。所以本次改善的重點(diǎn)是：（1）降低前段的瓶頸工序時(shí)間，使線平衡率有所提高；（2）重排后段的作業(yè)，使后段的工序時(shí)間趨于平衡，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。針對(duì)用時(shí)短的工序和瓶頸工序分別展開研究，綜合應(yīng)用程序分析、動(dòng)作分析、物流布局分析、時(shí)間分析以及 ECRS 原則等 IE 方法提出改善方案并切實(shí)實(shí)施方案，使線平衡率有所提高。本次改善的目標(biāo)是將線平衡率提升至 80%以上。 研究方法和改善手段 衡量生產(chǎn)線平衡狀態(tài)的好壞，應(yīng)該設(shè)定一個(gè)定量值來表示，即生產(chǎn)線平衡率或平衡損失率，以百分率表示。本文以流水生產(chǎn)線的相關(guān)理論為基礎(chǔ)，以工3業(yè)工程的相關(guān)技術(shù)作為研究工具，通過碼表測(cè)時(shí)得出 GA03 線的當(dāng)前工時(shí)現(xiàn)狀，從而計(jì)算出 GA03 的線平衡率現(xiàn)狀。然后采用 5W1H 提問技術(shù)、程序分析、動(dòng)作分析以及頭腦風(fēng)暴等 IE 方法導(dǎo)出瓶頸并提出改善方向。應(yīng)用動(dòng)作簡化、工序重組、布局優(yōu)化的方法對(duì)瓶頸工序進(jìn)行改善。通過線平衡率這一指標(biāo)來衡量產(chǎn)線平衡的優(yōu)良情況并持續(xù)改善。（1）首先考慮對(duì)瓶頸工序進(jìn)行作業(yè)改善，可以運(yùn)用程序分析、動(dòng)作分析、工裝自動(dòng)化等 IE 方法與手段； （2）將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其它工序（用時(shí)短的工序） ；（3）增加各作業(yè)員；（4）合并相關(guān)工序，重新排布生產(chǎn)線；（5）優(yōu)化物流布局，減少物流浪費(fèi)。 研究現(xiàn)狀生產(chǎn)線平衡是依照流水線作業(yè)的工程順序，以生產(chǎn)目標(biāo)算出周期時(shí)間，將作業(yè)分割或者結(jié)合，使各個(gè)工序的負(fù)荷均勻，以提高生產(chǎn)效率的方法。生產(chǎn)線平衡問題（Line Balancing Problem，簡稱 LBP）伴隨著流水生產(chǎn)線的產(chǎn)生而產(chǎn)生，至今已有近百年的時(shí)間。但這一問題的正式提出是在 1954 年，美國的 在他的碩士論文《連續(xù)生產(chǎn)線平衡》中第一次提出生產(chǎn)線平衡的問題并著手解決這一問題。在此之后，許多科研人員都研究了這個(gè)方面的問題，并提出了各種各樣的求解方法。生產(chǎn)線平衡問題是典型的 NPHard 組合優(yōu)化難題 [5]。目前，針對(duì)生產(chǎn)線平衡問題，主要的解決方法可以分為三類：數(shù)學(xué)分析法（最優(yōu)化方法） 、啟發(fā)式方法和工業(yè)工程方法。論文將從線平衡的理論出發(fā)，結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)作狀況，系統(tǒng)而全面地應(yīng)用工業(yè)工程的各種理論，提出提高線平衡的有效方法。論文以企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的GA03 流水生產(chǎn)線為例進(jìn)行研究，制定線平衡改善步驟，并且應(yīng)用工業(yè)工程的改善方法，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的作業(yè)過程進(jìn)行調(diào)整，提高線平衡率，為增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮作用。4第二章 生產(chǎn)線平衡的相關(guān)理論知識(shí) 生產(chǎn)線平衡的相關(guān)概念生產(chǎn)線是一種按照對(duì)象專業(yè)化原則組織起來的生產(chǎn)組織形式，它按照產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝順序排列工位，使產(chǎn)品按照一定的速度，連續(xù)和有節(jié)奏的經(jīng)過各個(gè)工位依次加工，直到生產(chǎn)出成品 [6]。生產(chǎn)線平衡(Line Balancing)指如何指派工作予工作站的決策過程，及使各個(gè)工作站負(fù)荷一樣，即對(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)線平衡的意義為有下幾點(diǎn)：；，降低成本（等同于提高人均產(chǎn)量） ；，向“一個(gè)流”靠攏；，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)系統(tǒng)；、動(dòng)作分析、規(guī)劃（Layout）分析、搬運(yùn)分析、時(shí)間分析等全部 IE 手法，提高全體員工的綜合素質(zhì)。 節(jié)拍“節(jié)拍（Cycle time） ”是指連續(xù)完成相同的兩個(gè)產(chǎn)品（或兩次服務(wù)，或兩批產(chǎn)品）之間的間隔時(shí)間，即指完成一個(gè)產(chǎn)品所需的時(shí)間 [7]。節(jié)拍通常只是用于定義一個(gè)流程中某一具體工序或環(huán)節(jié)的單位產(chǎn)出時(shí)間。如果產(chǎn)品必須是成批制作的，則節(jié)拍指兩批產(chǎn)品之間的間隔時(shí)間。在流程設(shè)計(jì)中，如果預(yù)先給定了一個(gè)流程每天（或其它單位時(shí)間段）必須的產(chǎn)出，首先需要考慮的是流程的節(jié)拍。 瓶頸而通常把一個(gè)流程中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)叫做“瓶頸”。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個(gè)流程的產(chǎn)出速度，而且影響了其它環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。更廣義地講，所謂瓶頸是指整個(gè)流程中制約產(chǎn)出的各種因素。例如，在有些情況下，可能利用的人力不足、原材料不能及時(shí)到位、某環(huán)節(jié)設(shè)備發(fā)生故障、信息流阻滯等，都有可能成為瓶頸。正如“瓶頸”的字面含義，一個(gè)瓶子瓶口大小決定著液體從中流出的速度，生產(chǎn)運(yùn)作流程中的瓶頸則制約著整個(gè)流程的產(chǎn)出速度。瓶頸還有可能“漂移” ，取決于在特定時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品或使用的人力和設(shè)備。因此在流程設(shè)計(jì)中和日后的日常生產(chǎn)運(yùn)作中都需要引起足夠的重視。 空閑時(shí)間流程中的“空閑時(shí)間（idle time） ”是指工作時(shí)間內(nèi)沒有執(zhí)行有效工作任務(wù)的那段時(shí)間，可以指設(shè)備或人的時(shí)間。當(dāng)一個(gè)流程中各個(gè)工序的節(jié)拍不一致時(shí)，5瓶頸工序以外的其它工序就會(huì)產(chǎn)生空閑時(shí)間。這就需要對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行平衡。制造業(yè)的生產(chǎn)線多半是在進(jìn)行了細(xì)分之后的多工序流水化連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線，此時(shí)由于分工作業(yè)，簡化了作業(yè)難度，使作業(yè)熟練度容易提高，從而提高了作業(yè)效率。然而經(jīng)過了這樣的作業(yè)細(xì)分化之后，各工序的作業(yè)時(shí)間在理論上，現(xiàn)實(shí)上都不能完全相同，這就勢(shì)必存在工序間節(jié)拍不一致出現(xiàn)瓶頸的現(xiàn)象。除了造成無謂的工時(shí)損失外，還造成大量的工序堆積即存滯品發(fā)生，嚴(yán)重的還會(huì)造成生產(chǎn)的中止。為了解決以上問題就必須對(duì)各工序的作業(yè)時(shí)間平均化，同時(shí)對(duì)作業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以使生產(chǎn)線能順暢活動(dòng)。 工藝平衡“生產(chǎn)線工藝平衡”即是對(duì)生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時(shí)間盡可能相近。是生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化必須考慮的最重要的問題。生產(chǎn)線工藝平衡的目的是通過平衡生產(chǎn)線使用現(xiàn)場(chǎng)更加容易理解“一個(gè)流”的必要性及“小單元生產(chǎn)（Cell production） ”的編制方法，它是一切新理論新方法的基礎(chǔ)。 生產(chǎn)線平衡的評(píng)價(jià)指標(biāo)與計(jì)算方法生產(chǎn)線平衡就是對(duì)生產(chǎn)線的全部工序平均化，調(diào)整作業(yè)負(fù)荷，以使各工位的作業(yè)時(shí)間盡可能相近的技術(shù)手段和方法 [8]。要衡量工藝總平衡狀態(tài)的好壞，我們必須設(shè)定一個(gè)定量值來表示，即生產(chǎn)線平衡率或平衡損失率，以百分率表示。 首先，要明確一點(diǎn)，雖然各工序的工序時(shí)間長短不同，但如前所述，決定生產(chǎn)線的作業(yè)周期的工序時(shí)間只有一個(gè)，即最長工序時(shí)間 Pitch time，也就是說Pitch time 等于節(jié)拍（cycle time） 。另外一種計(jì)算方法同樣可以得到 cycle time，即由每小時(shí)平均產(chǎn)量，求得一個(gè)產(chǎn)品的 CT。（P ）計(jì)算公式 （21）%10*CTP工 序 總 數(shù)各 工 序 時(shí) 間 總 和）平 衡 率 （ ?　?。╠）計(jì)算公式 （22）p??*d工 位 的 數(shù) 目各 工 位 的 損 失 時(shí) 間 總 和 生產(chǎn)線平衡的改善原則與方法，可應(yīng)用程序分析、動(dòng)作分析、工裝自動(dòng)化等 IE 方法與手段；； ，增加全能工來平衡流水；，重新編排生產(chǎn)工序，相對(duì)來講在作業(yè)內(nèi)容較多的情況下容易拉平衡；6，把該工序安排到其它工序當(dāng)中去。 相關(guān)的 IE 理論基礎(chǔ)進(jìn)行生產(chǎn)線平衡改善時(shí)，必須用到一系列的工業(yè)工程的改善方法，所以相關(guān)的工業(yè)工程理論基礎(chǔ)是改善生產(chǎn)線平衡的基礎(chǔ)。工業(yè)工程（Industrial Engineering，簡稱 IE）思想最早是由科學(xué)管理之父泰勒在 20 世紀(jì)初提出的，它是以人員、物料、設(shè)備或設(shè)施、能源和信息組成的集成系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，綜合應(yīng)用工程技術(shù)，管理科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等知識(shí)，使其達(dá)到降低成本，提高質(zhì)量和效益的目的，同時(shí)為科學(xué)管理提高決策依據(jù) [9]?，F(xiàn)代 IE 是以大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)為研究對(duì)象，在制造工程學(xué)，管理科學(xué)和系統(tǒng)工程學(xué)科基礎(chǔ)上逐步形成和發(fā)展起來的一門交叉的工程學(xué)科。它是將人、機(jī)、料、法及環(huán)境等生產(chǎn)系統(tǒng)要素進(jìn)行優(yōu)化配置，對(duì)工業(yè)等生產(chǎn)過程進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，評(píng)價(jià)與創(chuàng)新，從而提高工業(yè)生產(chǎn)效率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的專門化的綜上所述技術(shù)，且內(nèi)容日益廣泛。新時(shí)期的 IE 是一個(gè)以制造為中心，基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，特別是信息、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的綜合技術(shù)。它是利用人因?qū)W， 社會(huì)科學(xué)，自然科學(xué)，管理科學(xué)，行為學(xué)，組織學(xué)和倫理學(xué)的觀念以及