基礎(chǔ)工業(yè)工程課程設(shè)計(jì)

1、童凝疼N大尊基礎(chǔ)工業(yè)工程課程設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：工業(yè)工程班級(jí)：114120301學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)教師：提交時(shí)間：2016.11.28一、裝配線概況本課程設(shè)計(jì)研究的是一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的裝配過程。在這條裝配線上，計(jì)劃月產(chǎn)量為4800件，每月工作28天，每天工作8小時(shí)。一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的裝配結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,BOIM（BillofMaterials）表如表1所示。圖1減速器裝配結(jié)構(gòu)圖表1減速器BOM表產(chǎn)品名稱一級(jí)蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)日期20108層次零件編號(hào)零件名稱數(shù)量/產(chǎn)品自制或外購(gòu)001000蝸輪蝸桿減速器1自制100110箱蓋1外購(gòu)100120箱座1外購(gòu)100130軸1外購(gòu)10014

2、0端蓋（右、后）2外購(gòu)100150端蓋（左）1外購(gòu)200210墊圈3外購(gòu)200220注油塞1外購(gòu)200230大螺栓4外購(gòu)200240小螺栓12外購(gòu)據(jù)了解，該生產(chǎn)線一直以手工勞動(dòng)為主。因此，通過合理分配生產(chǎn)作業(yè)要素使得各操作工人的生產(chǎn)負(fù)荷盡量均衡，減少工人忙閑不均現(xiàn)象，使之按生產(chǎn)節(jié)拍運(yùn)轉(zhuǎn)和高效率生產(chǎn)，是極具現(xiàn)實(shí)意義的。一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的裝配主要包括右端蓋的安裝、左端蓋的安裝、軸的安裝、箱蓋的安裝、后箱蓋的安裝、注油塞安裝等工序組成。在該裝配線上共有個(gè)工位，實(shí)際生產(chǎn)流程及各工位操作內(nèi)容如圖2所示.圖2減速器裝配流程二、生產(chǎn)線現(xiàn)狀及問題1、生產(chǎn)線的作業(yè)測(cè)定作業(yè)時(shí)間是核算生產(chǎn)線平衡率的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也是

3、找出瓶頸工位的依據(jù)。本研究采用秒表測(cè)時(shí)方法對(duì)生產(chǎn)線6個(gè)在線工位進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如圖3所示。各工位的標(biāo)值時(shí)間完成時(shí)向節(jié)拍（5）ncn工位1123456完成時(shí)間Cs>100135121535630節(jié)拍135136135136135136圖3各工位的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間從以上搜集到的時(shí)間數(shù)據(jù)可以看出，除工位1、工位2和工位3基本符合生產(chǎn)節(jié)拍以外，其余各工位均遠(yuǎn)小于生產(chǎn)節(jié)拍，其中，工位4、工位5和工位6的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間分別為53s、56s、30s遠(yuǎn)小于其他各個(gè)工位，能力過剩，造成資源浪費(fèi)，操作工人一直十分空閑，多數(shù)時(shí)間處于等待狀態(tài)。如果能將過剩的生產(chǎn)能力有效利用起來，生產(chǎn)效率必定會(huì)有大幅度提高。2、生產(chǎn)線平衡分析生

4、產(chǎn)不平衡最大時(shí)間損失：T=Ts!.=136-30=106(s)-平衡率P100%任務(wù)時(shí)間總和（T）實(shí)際工位數(shù)目（m）節(jié)拍（CT）502“八cn,=X100%=61.52%6x136生產(chǎn)不平衡損失率=1-平衡率=1-61.52%=38.48%由以上計(jì)算可知，在生產(chǎn)過程中，有38.48%的時(shí)間由于產(chǎn)線配置不平衡而損失了。生產(chǎn)線生產(chǎn)不平衡最大時(shí)間損失為106s,不平衡最大時(shí)間損失非常大，該生產(chǎn)線存在很大的改進(jìn)空間。1.3生產(chǎn)線的第一次優(yōu)化分析1、作業(yè)分解與重排由于該生產(chǎn)線各工位時(shí)間差相當(dāng)大，各操作工人的生產(chǎn)負(fù)荷不均，我們希望對(duì)各工位的生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)行重新分配，以優(yōu)化生產(chǎn)線平衡現(xiàn)狀。首先，我們對(duì)各工位進(jìn)行

5、作業(yè)分解，如表2所示:表2各工位作業(yè)分解工位基本作業(yè)作業(yè)說明完成時(shí)間（s）1A安裝墊圈和右端蓋10106B擰緊相應(yīng)的三顆小螺栓962C安裝墊圈和左端蓋21136D扭緊左端蓋對(duì)應(yīng)的三顆小螺栓1153E安裝軸15121F扭緊前端蓋對(duì)應(yīng)的兩顆小螺栓1064G安裝箱蓋453H扭緊箱蓋對(duì)應(yīng)的四顆大螺栓495I安裝墊圈和后端蓋356J扭緊后端蓋對(duì)應(yīng)的三顆小螺栓536K扭緊前端蓋所剩的一顆小螺栓2230L扭緊注油塞8合計(jì)502結(jié)合產(chǎn)品特征及各基本作業(yè)的實(shí)際裝配順序，作出工作網(wǎng)絡(luò)圖，如圖4所示。圖4工作網(wǎng)絡(luò)圖2、工位分析通過對(duì)各工位進(jìn)行作業(yè)分解，結(jié)合工作網(wǎng)絡(luò)圖，我們對(duì)部分工位進(jìn)行了重點(diǎn)分析：工位4、5、6操作

6、分析工位4、5、6所用時(shí)間相對(duì)很短，能力過剩。工人的任務(wù)量相對(duì)其他工序小很多。工序總用時(shí)中等待時(shí)間過長(zhǎng)，即這3個(gè)工位的操作工人大部分時(shí)間是在等待。通過以上分析，結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際情況，運(yùn)用動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則和整個(gè)生產(chǎn)線工作量平衡理論，利用ECR領(lǐng)則，充分利用現(xiàn)有資源提高生產(chǎn)能力，將工位4、工位5、工位6的作業(yè)合并為新的工位4的基本作業(yè)，從而形成新的工位作業(yè)分配表，如表3所小。表3改善后的作業(yè)分配工位基本作業(yè)作業(yè)說明完成時(shí)間(s)1A安裝墊圈和右端蓋10106B擰緊相應(yīng)的三顆小螺栓962C安裝墊圈和左端蓋21136D扭緊左端蓋對(duì)應(yīng)的三顆小螺栓1153E安裝軸15121F扭緊前端蓋對(duì)應(yīng)的兩顆小螺栓1064G

7、安裝箱蓋4139H扭緊箱蓋對(duì)應(yīng)的四顆大螺栓49I安裝墊圈和后端蓋3J扭緊后端蓋對(duì)應(yīng)的三顆小螺栓5322扭緊前端蓋所剩的一顆小螺栓L扭緊注油塞8合計(jì)5023、第一次優(yōu)化效果經(jīng)過對(duì)各工位作業(yè)進(jìn)行合理的調(diào)整，整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)率已經(jīng)得到明顯的提高，具體表現(xiàn)在：生產(chǎn)成本方面將生產(chǎn)能力明顯過剩的原工位4、5、6合并在一起，從而，取消了原工位5和原工位6,減少兩個(gè)工位，從而減少兩名工人，節(jié)約了人工成本。時(shí)間研究方面對(duì)改善后的各工位再次進(jìn)行秒表時(shí)間研究，測(cè)得各工位的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間如圖5所示。圖5改善后的工位負(fù)載由上圖我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改善后各工位操作時(shí)間漸趨平衡，大部分工位操作時(shí)間相差不大。工位4的操作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，有

8、待進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。生產(chǎn)線平衡方面生產(chǎn)不平衡最大時(shí)間損失：TMa>rTM1in=139-106=33(S)平衡率P二任務(wù)時(shí)間總和（T）m）m節(jié)拍（CT）100%二X100%=90.29%-4x139生產(chǎn)不平衡損失率=1-平衡率=1-90.29%=9.71%由以上計(jì)算可知，經(jīng)過第一次優(yōu)化，生產(chǎn)線不平衡最大時(shí)間損失由106s降低到33s,生產(chǎn)線平衡率由61.52%!高到90.29%,生產(chǎn)節(jié)拍由136s略增至U139s,但減少了兩個(gè)工位，節(jié)省了人工成本?？梢姷谝淮蝺?yōu)化效果相當(dāng)明顯，但是生產(chǎn)不平衡最大時(shí)間損失仍然較大，依然有進(jìn)一步優(yōu)化的空間。四、第二次優(yōu)化經(jīng)過第一次優(yōu)化，整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率得到了

9、顯著的提高，但是部分工位工位4的操作時(shí)間較其他工位明顯較長(zhǎng)，制約了該生產(chǎn)線生產(chǎn)率的提高，成為了新的瓶頸環(huán)節(jié)。因此，我們采用MO國(guó)卜時(shí)法又t工位4進(jìn)行動(dòng)作時(shí)間分析。1、操作分析我們利用工位4的影像資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在扭緊后端蓋對(duì)應(yīng)的3顆小螺栓的操作時(shí)，操作者一直保持一只手操作，另一只手持住箱底的操作狀態(tài)（如圖6所示），明顯不符合動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則的雙手動(dòng)作原則，在操作時(shí)間上存在較大的改善空間。因而我們運(yùn)用MO加卜時(shí)法對(duì)扭緊小螺母的操作進(jìn)行動(dòng)作因素分析，如表4所示。圖6扭緊小螺母操作表4工位4的動(dòng)作因素分析作業(yè)內(nèi)容：擰緊3個(gè)小螺栓工包序號(hào)：4定員：1工作地布置圖操作者：MO0K:213時(shí)間:27.477

10、s日期：左手動(dòng)作時(shí)問右手動(dòng)作動(dòng)作敘述分析式次數(shù)MOD值次數(shù)分析式動(dòng)作敘述伸手到箱座M3G13123M3G1伸手取小螺栓持住H393M3P0拿到身前持住H3213M2P5插到端蓋留孔位持住H363M1P0M1G0旋轉(zhuǎn)螺栓持住H3483(M1P0M1G0)*8繼續(xù)旋轉(zhuǎn)8次螺栓持住H3123M3G1伸手取扳手持住H393M3P0拿到身前持住H3213M2P5契合螺栓尾部持住H3153M2G1M2P0旋轉(zhuǎn)螺栓持住H3603(M2G1M2P0)*4旋轉(zhuǎn)4次，擰緊螺栓合計(jì)213由表4不難看出，在整個(gè)螺栓的操作中，時(shí)間浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重。左手一直保持持住箱座等待的狀態(tài)，右手一直在重復(fù)取物和安裝動(dòng)作。解決雙手分工極

11、不均衡，節(jié)奏性差的問題是降低整個(gè)工位操作時(shí)間的關(guān)鍵。2、第二次優(yōu)化方案我們采用“5W1H提問方法發(fā)現(xiàn)，之所以左手要一直保持持住箱座的狀態(tài)，是由于箱座沒有固定，必須要左手進(jìn)行人工固定，便于右手在箱座上進(jìn)行安裝操作。所以我們選用一個(gè)支架，來代替左手固定箱座，從而使左手解脫出來幫助右手進(jìn)行組裝操作，改善后的動(dòng)作因素分析見表5。表5改善后的動(dòng)作因素分析作業(yè)內(nèi)容：擰緊3個(gè)小螺栓工包序號(hào)：4定員：1工作地布置圖操作者：MOD：:174時(shí)間：24.768s日期：左手動(dòng)作時(shí)間右手動(dòng)作動(dòng)作敘述分析式次數(shù)MODS次數(shù)分析式動(dòng)作敘述伸手去取箱座M3G11123M3G1伸手取小螺栓放到支架上M3P0193M3P0拿到

12、身前伸手去取扳手M3G11213M2P5插到端蓋留孔位把扳手放在身前M2P0163M1P0M1G0旋轉(zhuǎn)螺栓用扳手契合螺栓尾部M2P53213BD等待旋轉(zhuǎn)螺栓M2G1M2P03153BD等待旋轉(zhuǎn)6次，扭緊螺栓(M2G1M2P0)*63903BD等待合計(jì)174改善后，MODS由213減少為174,操作時(shí)間由27.477s降低到22.446s,減少了5.031So雙手同時(shí)進(jìn)行相同的操作，協(xié)調(diào)性強(qiáng)，操作效率高。工位4的整體操作時(shí)間也從139s減少為133.969s,不再是瓶頸環(huán)節(jié)，任務(wù)時(shí)間總和由502s變?yōu)?96.969s。生產(chǎn)不平衡最大時(shí)間損失：T=TMakTMin=136-106=30平衡率P=任

13、務(wù)時(shí)間總和（T）、心砧/、100%m）m節(jié)拍（CT）496,96947136=9135生產(chǎn)不平衡損失率=1-平衡率=1-91.35%=8.65%經(jīng)過第二次優(yōu)化，生產(chǎn)線不平衡最大時(shí)間損失由33s降低到30s,生產(chǎn)線平衡率由90.29%高到91.35%,生產(chǎn)節(jié)拍由139s降低至I136s。與第一次優(yōu)化相比，生產(chǎn)效率再次得到提高，生產(chǎn)不平衡狀況得到極大改善，日產(chǎn)量也相對(duì)提高。五、優(yōu)化效果對(duì)比運(yùn)用秒表時(shí)間研究法以及MODiF時(shí)法，先后對(duì)原生產(chǎn)線進(jìn)行了兩次優(yōu)化，兩次優(yōu)化效果對(duì)比如表6所示。表6改善前后工藝評(píng)價(jià)比教改善前第一次優(yōu)化第二欣不平衡最大時(shí)間損失（S）1063330生產(chǎn)率平衡（56）61.5290.2991,35生產(chǎn)不平衡孤矢率（幼38.489.71艮65為了更清晰得展現(xiàn)改善效果，我們做出了各工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)的柱狀圖，如圖8所示。改善效果對(duì)比圖8改善效果柱狀圖由以上圖表我們可以清晰的看見，進(jìn)過兩次改善之后，原生產(chǎn)線的不平衡最大時(shí)間損失由106s減少到3