車(chē)輛檢修生產(chǎn)系統(tǒng)中工業(yè)工程的應(yīng)用

1、 車(chē)輛檢修生產(chǎn)系統(tǒng)中工業(yè)工程的應(yīng)用專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 馬赫 指導(dǎo)教師： 張進(jìn)生 車(chē)輛檢修生產(chǎn)系統(tǒng)中工業(yè)工程的應(yīng)用09機(jī)設(shè)班 2 馬赫 摘要：車(chē)輛為運(yùn)輸?shù)闹匾d體，具有品種多、數(shù)量多、流動(dòng)性強(qiáng)、安全要求高等鮮明特點(diǎn)，其運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全性和可靠性完全依靠于車(chē)輛段的科學(xué)、有效的監(jiān)控和維護(hù)，在交通跨越式發(fā)展的進(jìn)程中，車(chē)輛段如何以更為科學(xué)、高效的檢修生產(chǎn)系統(tǒng)保證交通運(yùn)輸需用車(chē)輛的數(shù)量和質(zhì)量，成為眾多交通科技人員深刻思索的問(wèn)題。本文分析了我國(guó)車(chē)輛檢修生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的主要問(wèn)題以及工業(yè)工程的功能和作用，指出車(chē)輛檢修生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程中應(yīng)用的工業(yè)工程的思想、方法和技術(shù)。 關(guān)鍵詞：工業(yè)工程 生產(chǎn)線平

2、衡 車(chē)輛檢修車(chē)輛檢修是指鐵路車(chē)輛運(yùn)用過(guò)程中，車(chē)輛零部件會(huì)逐漸磨耗、腐蝕和損傷，為保證車(chē)輛經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，穩(wěn)定可靠地工作，必須進(jìn)行有計(jì)劃的檢查和修理。實(shí)行流水作業(yè)，有利于降低修理費(fèi)用，提高修理質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。1、 我國(guó)車(chē)輛檢修系統(tǒng)現(xiàn)狀及問(wèn)題 目前現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸主要種類有：鐵路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸及管道運(yùn)輸。其中鐵路運(yùn)輸是我國(guó)最主要的運(yùn)輸方式，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈。鐵路運(yùn)輸自19世紀(jì)初正式開(kāi)始運(yùn)營(yíng)以來(lái)，一直以其運(yùn)量大、速度快、安全、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)作為人類最理想的交通運(yùn)輸方式，在世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著十分重要的作用，為促進(jìn)國(guó)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展和商貿(mào)流通做出了重要的貢獻(xiàn)。由于我國(guó)資源分布和

3、工業(yè)布局不均衡，長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大宗貨物運(yùn)輸主要依靠鐵路。我國(guó)目前全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)9萬(wàn)公里左右，居亞洲第一，世界第二，鐵路貨車(chē)大約有65萬(wàn)輛，其中中國(guó)鐵火車(chē)54萬(wàn)萬(wàn)輛，企業(yè)自備車(chē)11萬(wàn)輛。每列貨物列車(chē)載重量在4000t左右，有些地區(qū)開(kāi)行了5000t單列重載列車(chē)，大秦線已經(jīng)開(kāi)行了20000t組合列車(chē)。據(jù)2001年中國(guó)交通年鑒統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，我國(guó)2001年鐵路貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量占全國(guó)各種運(yùn)輸方式總和的31，同時(shí)隨著我國(guó)鐵路貨運(yùn)高速重載技術(shù)的發(fā)展，這一比重呈逐年上升勢(shì)頭。據(jù)鐵道郁統(tǒng)計(jì)中心公布的數(shù)據(jù)顯示：2005年全國(guó)鐵路完成貨物運(yùn)輸發(fā)送量26.86億噸，同比增長(zhǎng)8.2，全國(guó)鐵路完成貨物周轉(zhuǎn)量20545.54

4、億噸公里，同比增長(zhǎng)7.5，我國(guó)鐵路完成的貨物發(fā)送量、貨運(yùn)密度和換算周轉(zhuǎn)量等主要運(yùn)輸指標(biāo)居世界第一位”。 鐵路貨車(chē)作為完成鐵路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)載工具，其車(chē)種、車(chē)型也隨著世界交通、物流的發(fā)展，不斷更新和完善。貨車(chē)運(yùn)行速度也由最初的20公里/小時(shí)提高到現(xiàn)在的200公里/小時(shí)。車(chē)輛在運(yùn)行中，由于受到自然條件的影響，車(chē)輛自重和載重的重力作用，以及運(yùn)行中的沖擊和震動(dòng)等等，使組成車(chē)輛的各個(gè)部分，不可避免的發(fā)生磨耗、腐蝕、變形以及裂紋等損傷。因而降低了車(chē)輛的運(yùn)行性能，給運(yùn)輸安全造成了隱患。鐵路輸送各工作緊密聯(lián)系等特點(diǎn)，假如在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題將有可能導(dǎo)致全線堵塞和癱瘓，所以安全是鐵路運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵。因而，為使車(chē)輛經(jīng)常處于質(zhì)

5、量良好狀態(tài)，確保行車(chē)安全并延長(zhǎng)車(chē)輛使用壽命，必須對(duì)鐵路車(chē)輛進(jìn)行各種檢查和修理工作。由此，如何科學(xué)的確定車(chē)輛檢修方式，提高車(chē)輛檢修質(zhì)量，有效消除車(chē)輛隱患，保障車(chē)輛運(yùn)行安全，得到了世界各國(guó)的高度重視。二、工業(yè)工程與車(chē)輛檢修生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)系隨著技術(shù)的持續(xù)革新，新造車(chē)輛質(zhì)量不斷提高，新的車(chē)種、車(chē)型也陸續(xù)投入使用。在鐵路貨車(chē)技術(shù)跨越式發(fā)展的金壇，有些車(chē)輛段的檢修設(shè)施和布局已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的車(chē)輛檢修水平，甚至嚴(yán)重阻礙了檢修效率的提高。因此車(chē)輛段應(yīng)在現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上，根據(jù)車(chē)輛段貨車(chē)檢修的生產(chǎn)特性進(jìn)行科學(xué)的設(shè)施規(guī)劃和生產(chǎn)組織，以提高車(chē)輛檢修效率和質(zhì)量。這就需要運(yùn)用工業(yè)工程技術(shù)對(duì)檢修生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行不斷改善，合理

6、安排作業(yè)，制定標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。工作研究是工業(yè)工程體系中最重要的基礎(chǔ)技術(shù)，主要包括方法研究和作業(yè)測(cè)定。利用這兩大技術(shù)，分析影響工作效率的各種因素，消除生產(chǎn)系統(tǒng)中不合理、不均衡、不經(jīng)濟(jì)的因素，尋找最經(jīng)濟(jì)、最合理的令操作者感覺(jué)滿意的操作方法，并制定標(biāo)準(zhǔn)方法，然后通過(guò)作業(yè)測(cè)定制定出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，作為生產(chǎn)管理、制度控制的依據(jù)。工作研究的最終目的就是降低成本提高生產(chǎn)效率，本文針對(duì)某車(chē)輛段火車(chē)構(gòu)架的檢修工藝流程，運(yùn)用工作研究和生產(chǎn)線平衡技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了該殺和優(yōu)化，取得了明顯的成效。這種方法在西方發(fā)達(dá)國(guó)家都得到了廣發(fā)應(yīng)用。三、具體分析車(chē)輛檢修系統(tǒng)的不足與改進(jìn)方法運(yùn)用程序分析和秒表測(cè)時(shí)法分

7、析檢修生產(chǎn)線各工位工時(shí)本文以某車(chē)輛段的鐵路貨車(chē)檢修車(chē)輛構(gòu)架的車(chē)間為研究對(duì)象，構(gòu)架檢修工作是鐵路貨車(chē)檢修的一個(gè)重要組成部分，構(gòu)架作為車(chē)輛走行部的重要組成部分，起著舉足輕重的作用，本車(chē)間檢修任務(wù)大，日均檢修60輛車(chē)，每天工作7小時(shí)。車(chē)輛構(gòu)架檢修的流程圖如圖1所示。該構(gòu)架檢修生產(chǎn)線分布在11工位上，為了對(duì)檢修生產(chǎn)線進(jìn)行改善，必須明確檢修生產(chǎn)線上每個(gè)工位的作業(yè)單位，作業(yè)內(nèi)容及作業(yè)先后次序，在明確了這些之后，將各個(gè)工位的作業(yè)分解成可以測(cè)量的作業(yè)單位，對(duì)作業(yè)單元按秒表測(cè)時(shí)的規(guī)范方法進(jìn)行測(cè)時(shí)。表1是在優(yōu)化前該車(chē)間檢修構(gòu)架的作業(yè)時(shí)間及步驟。 生產(chǎn)線平衡現(xiàn)狀: 由于繪制的表1的檢修步驟和時(shí)間以及平衡率可以直觀的

8、看出，整個(gè)檢修生產(chǎn)線極不平衡，工作站多且混亂，各個(gè)工作站內(nèi)的作業(yè)單位分配也不平衡，工作站5、7、9用時(shí)較長(zhǎng)，工作站1、3、11用時(shí)較短，工作站之間的時(shí)間相差很大。同時(shí)有些工作站存在生產(chǎn)能力過(guò)?，F(xiàn)象，這些都會(huì)導(dǎo)致檢修效率下降，成為整個(gè)檢修生產(chǎn)線的瓶頸。我們可以看到整個(gè)生產(chǎn)線改進(jìn)的空間很大。運(yùn)用工業(yè)工程技術(shù)改善方案設(shè)計(jì)與實(shí)施：首先我們運(yùn)用工業(yè)工程中5W1H提問(wèn)技術(shù)，對(duì)檢修生產(chǎn)流程及各工作站提出問(wèn)題，然后運(yùn)用“ECRS”（取消，合并，重排，簡(jiǎn)化）四大原則結(jié)合生產(chǎn)線平衡技術(shù)，對(duì)檢修生產(chǎn)線的瓶頸進(jìn)行改善，以提高生產(chǎn)率。有表1我們根據(jù)各工位作業(yè)次序畫(huà)出構(gòu)架檢修流程圖，如圖2所示。作業(yè)方法改善 通過(guò)對(duì)表1的

9、仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)在工位1和工位11上有不同程度的存在操作不規(guī)范和浪費(fèi)現(xiàn)象，主要是在檢修流程上存在吊運(yùn)迂回，拆卸時(shí)間浪費(fèi)。消除不必要的動(dòng)作時(shí)間浪費(fèi)后，我們對(duì)各作業(yè)單元進(jìn)行秒表測(cè)時(shí)法得出整個(gè)作業(yè)時(shí)間為38.58min，具體時(shí)間見(jiàn)表2。、根據(jù)生產(chǎn)線平衡原則，在滿足生產(chǎn)線各工位作業(yè)順序約束的條件下，重排各工作地的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)個(gè)工作地作業(yè)工時(shí)基本一致。流水生產(chǎn)線各工作地分工的合理性體現(xiàn)在用最少的工作地來(lái)完成制品的生產(chǎn)過(guò)程。因?yàn)楣ぷ鞯財(cái)?shù)越少，工作地上的負(fù)荷越飽滿，流水線的利用效率也就越高，在給定了節(jié)拍時(shí)間后，最少工作地?cái)?shù)為：式中 符號(hào)表示大于或等于W/C的最小整數(shù)。位置權(quán)衡法平衡方案 在不改變節(jié)拍的情況下，我

10、們計(jì)算整個(gè)檢修流程所需要的最少工位數(shù):由以上計(jì)算可以看出將各個(gè)工作安排到6個(gè)工作站是合理的布局。我們采用位置權(quán)衡法來(lái)重排工作站。位置權(quán)衡法的基本思想是按位置加權(quán)數(shù)遞減的次序，在滿足工序先后次序約束的條件下，指派盡可能多的作業(yè)單位道義工作站，直到該工作站的裝配時(shí)間接近節(jié)拍。根據(jù)圖2檢修流程圖的優(yōu)先順序我們得到裝配線平衡位置權(quán)衡表2.位置權(quán)衡的計(jì)算方法：表2中E（i)為第i道工序，i=1，2，n,t(i)為第i道工序的加工時(shí)間，t（j）為第j道工序加工時(shí)間。位置權(quán)重其中第i道工序優(yōu)先于第j道工序。本方法的原則為在滿足先后順序約束和工作站中剩余的未指派空閑時(shí)間允許的前提下，按照位置權(quán)衡遞減的順序?qū)Ω?/p>

11、工作站再指派工作單元，根據(jù)這個(gè)原則我們采用MATLAB編制程序，輸入節(jié)拍7min得出結(jié)果如表3。由程序得出我們得到改善后檢修裝配線的工位布置，其平衡率為：運(yùn)用生產(chǎn)線平衡技術(shù)對(duì)檢修生產(chǎn)線工位進(jìn)行改善后，發(fā)現(xiàn)平衡率由原來(lái)的53.57%提高到91.86%，實(shí)現(xiàn)了“一個(gè)流”的生產(chǎn)方式。各工位的生產(chǎn)能力也大大提高了，使生產(chǎn)工位布局更加合理化。四、結(jié)論生產(chǎn)線的平衡水平直接影響著生產(chǎn)能力，一些生產(chǎn)線常常因?yàn)槟硞€(gè)瓶頸工序或工位而影響生產(chǎn)線整體的生產(chǎn)能力。本文針對(duì)車(chē)輛的構(gòu)架檢修生產(chǎn)線存在的問(wèn)題運(yùn)用工業(yè)工程中工作研究和生產(chǎn)線平衡技術(shù)對(duì)檢修生產(chǎn)線優(yōu)化，在不改變生產(chǎn)節(jié)拍的情況下，使生產(chǎn)線工位布局更加合理，生產(chǎn)線平衡率也提高了38.29%。工業(yè)工程的合理應(yīng)用可以提高企業(yè)素質(zhì)和增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。參考文獻(xiàn)：1惰瑞政.濟(jì)南西車(chē)輛段鐵路貨車(chē)檢修生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化改造D.上海交通大學(xué)，2002.2顧杰，刑黨生.鐵路貨車(chē)構(gòu)架檢修工藝線設(shè)計(jì)，北京科技大學(xué)交流學(xué)術(shù)，2005.3孫建華，張霖，施進(jìn)發(fā)，嚴(yán)金波.RPW法在混合裝配線工序同期化的應(yīng)用J.工業(yè)工程，2008，11(1).o4粟磁，陳煦，王仁康主編. 工業(yè)工程原理與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19975張