汽車密封條PU工位工序動作平衡與仿真

摘要本文利用基礎(chǔ)工業(yè)工程相關(guān)理論知識，結(jié)合某汽車密封條生產(chǎn)單位的PU工位的具體生產(chǎn)過程，開展了生產(chǎn)線優(yōu)化研究，為能夠解決工廠實際問題提供可行性方案。通過對該公司的生產(chǎn)流程、工藝流程進行分析和研究后，著重運用MOD法對該汽車密封條生產(chǎn)單位PU工位的員工進行動作分析，基于模特法動作分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，了解該工位的生產(chǎn)現(xiàn)狀，從中找到部分工序環(huán)節(jié)存在的問題，并運用相關(guān)知識提出相應(yīng)的具體的解決方法，以達到生產(chǎn)線優(yōu)化的目的。同時介紹了flexsim仿真軟件的功能及應(yīng)用基礎(chǔ)等，并運用該軟件對公司PU工位動進行仿真，從而使改善結(jié)果更加的清晰體現(xiàn)，進而證實改善的可行性。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)平衡率動作分析MOD法flexsim仿真AbstractThispaperanalyzedtheoptimizationoftheassemblylineusingtherelevanttheoreticalknowledgeofbasicindustrialengineering,combinedwiththespecificproductiveprocessofthePUstationofoneproductiveestablishmentproducingcarsealingstrips.Andthenputforwardsomefeasiblestrategiestosolverealproblemsinthefactories.ThispaperfirstanalyzedtheworkflowandprocessflowofthiscompanyandthenmadethemotionanalysisofthePUstationstaffofthecarsealingstripsproductiveestablishmentbytheMODMethod.Thispaperalsoanalyzedtheproductionstatusonthebasisoftheresultsofthemodelmethodmotionanalysis.Andthensomeproblemsexistinginsomeprocesslinkswerefound.Finally,thispaperputforwardsomestrategiestocopewiththeproblems,combinedwithsomerelevantknowledge,andthenthegoalofoptimizingtheassemblylinecouldbereached.Meanwhile,thefunctionofthesimulationsoftware“flexsim”andtheapplicationbasiswereintroduced.AndthesimulationofthePUstationstaffinthecompanywasdonebythissoftware,whichmadetheoptimizingresultsmoreexplicitandverifiedthefeasibilityofoptimizing.Keywords:ProductiveBalanceRate,MotionAnalysis,MODMethod,Flexsimsimulation

目錄TOC\o"1-2"\h\u1緒論 ⑷S（Simple），即簡化。經(jīng)過取消、合并和重排都等工作，可考慮采用簡單、快捷的方法來完成。如工裝的夾具、增加附件、采用自動化或者機械化等設(shè)施，簡化工作，從而使新的工作方法更加有效[10]。改善時一般遵循對目的進行取消，對地點、時間、人員進行合并或重排，對方法進行簡化的原則，具體運用情況如下：原則目標實例取消（Eliminate）是否可以不做如果不做將會怎么樣省略檢查通過變換布局省略搬運合并（Combine）2個及以上的工序內(nèi)容是否可以合并起來同時進行2個級以上的加工作業(yè)同時進行加工和檢查作業(yè)重排（Rearrange）是否可以調(diào)換順序更換加工順序提高作業(yè)效率簡化（Simple）是否可以跟簡單是否流程優(yōu)化實現(xiàn)機械化或自動化3.2針對PU工位每個工序進行分析改進3.2.1針對PU工位設(shè)備分析在PU工位中其中有五個工位中，硫化對撞工位公司引用了磨具機械設(shè)備，在車窗的硫化工位中，公司引用的是301大壓機進行生產(chǎn)硫化，而在修剪工序中人員參與主要完成工作，設(shè)備無法參與。在剪切的工序中，該公司沒有引用機械設(shè)備，主要是由兩個人完成，這樣在工作生產(chǎn)中不光多用了一個人，在完成時間等方面還需要改進，所以在該剪切工序中我主要是添加了一臺沖壓機，對原材料進行剪切，這樣雖然在短期中增加了公司的生產(chǎn)成本，但是卻省去了一個操作人員，并且在一定程度上縮短了加工時間。改善后具體人員MOD值分析如表3.2.1：表3.2.1剪品區(qū)NO.左手動作右手動作符號標記次數(shù)MOD值1拿起膠條一端B17M2托住膠條M4G3B17M21202走到另一端W5HW5*31153對準標準槽B17P5A4對準標準槽B17P5A4B17P5A41264按下開關(guān)M3P1BDM3P1145BD拿起剪斷的膠條M3G1M3G1146放置放置M3P5M3P5187走回一端W5走回一端W5W5*3115總計MOD時間9292*0.129=11.868s在有效時間方面由于引入了沖壓機，所以有效時間減少即：總時間=11.868+0.5=12.3s3.2.2針對PU工位工作研究分析該工位現(xiàn)狀為五道工序，分別為剪切、對撞硫化、10450檢驗、301大壓機硫化、39.8368檢驗，每個工位加工時間如圖3.2.1：圖3.2.1首先對每個工位人員的動作進行規(guī)范分析：1.硫化區(qū)：（1）員工在取膠的過程中在現(xiàn)在的情況下需要走到擺放膠的桌子前，所以在這里考慮到時間浪費的問題，將桌子放在該員工的手邊這樣省掉了22步和24步，省掉10MOD；（2）在25和26步中由于在每個步驟中一只手在空閑故將其合成一步，省掉24MOD 。改進后的MOD值=290-34=256MOD時間值=256*0.129=33s，有效時間不變?yōu)?s，故總時間=33/2+2=18.5s2.在301大壓機硫化工序中，操作員在工作中，發(fā)現(xiàn)其彎腰動作過多故將第4步和第9步中的彎腰取鉤子進行改進，省去34MOD故改進=126-34=92MOD;時間值=92*0.129+153=163.9s加工時間=163.9/2=82s有效時間2s不變，總時間=82+2=84s。其余工序的動作基本合理經(jīng)過初步改進的各工序時間值如表3.2.2：表3.2.2工位名稱剪品區(qū)硫化10450檢驗301大壓機硫化39.8368檢驗總加工時間總時間12.3s18.5s46.8s84s70.3s229.9s對生產(chǎn)總體進行分析：1.301大壓機時間過長，從而導(dǎo)致整體工位的節(jié)拍過長，制約了生產(chǎn)平衡率。而對于301大壓機工序來說員工基本上沒有空閑時間，所以我考慮到了加一個機器以及一個工作人員，從而減低該工序的生產(chǎn)時間。具體加工時間減半84/2=42s2.39.8368檢驗工序的加工時間是70.3s，存在著與301大壓機硫化工序同樣的問題，而該工序的主要操作的是人員，所以我將本工序加一個人員，從而將其加工時間減半，具體加工時間70.3/2=35.15s3.對于PU工位的剪品區(qū)以及硫化兩個工序中加工時間分別為15s，24.9s這兩個時間過短，根據(jù)ECRS中的合并原則，對其進行工序合并。合并后的工作時間為12.3+18.5=30.8s具體分析結(jié)果如表3.2.3：表3.2.3工序名稱合并后工序10450檢驗工序301大壓機硫化39.8368檢驗加工時間30.8s46.8s42s35.15s直方圖如3.2.4：圖3.2.4通過對該直方圖的分析得到該工位的節(jié)拍為50s總加工時間=（30.8+46.8+42+35.15）*（1+16.6%）=180.4s根據(jù)：生產(chǎn)平衡率=（各工序時間總和/（工序數(shù)*CT））*100%生產(chǎn)平衡率=180.4/4*50=90.2%3.3PU工位改善后各數(shù)據(jù)匯總節(jié)拍，加工時間，生產(chǎn)平衡率改善前后如表3.3.1：表3.3.1節(jié)拍加工時間生產(chǎn)平衡率改善前87243.265.80%改善后50180.490.20%直方圖如圖3.3.2：3.4本章小結(jié)本章主要闡述了運用工作研究相關(guān)理論知識“5W1H”“ECRS”等原則對公司PU工位進行改進，并生成圖表對改進前后的數(shù)據(jù)進行了對比！

4運用Flexsim對PU工位進行仿真4.1Flexsim軟件簡介4.1.1Flexsim軟件特點Flexsim是一個通用工具，是一個通用的離散的仿真軟件，被用來對若干不同行業(yè)中的不同系統(tǒng)進行建模。Flexsim軟件已經(jīng)被世界上許多不同領(lǐng)域上的企業(yè)成功地運用。世界500強企業(yè)中的一半為Flexsim的用戶，包括可口可樂、通用汽車、波音公司、IBM、三星、富士康等企業(yè)[11]。Flexsim是一套系統(tǒng)仿真模型設(shè)計、制造與分析工具軟件。是一套集計算機三維圖像處理技術(shù)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)為一體，然后專門面向制造、物流服務(wù)的軟件。用Flexsim軟件進行仿真的時候，可以在計算機內(nèi)建立要間就對象的三維系統(tǒng)模型，然后對模型進行各種系統(tǒng)分析和工程驗證，最終獲得所要的優(yōu)化設(shè)計或者改善方案。Flexsim是新一代離散仿真系統(tǒng)的有效工具。使得面向?qū)ο蟮慕＿^程更為便捷，僅僅需要通過圖形的拖動和必要的附加程序就可以實現(xiàn)快速建立系統(tǒng)的模型。軟件提供了許多的物理單元，像處理器、吸收器、操作員、輸送機、貨架、暫存區(qū)等，用戶可以根據(jù)仿真對象的構(gòu)成選取其中的物理單元，方便快捷的建立系統(tǒng)的物理模型。同時物理模型也可以用三維動畫表示出來。三維動畫模型形象、生動、逼真地表現(xiàn)出整個物流系統(tǒng)，為物流的規(guī)劃設(shè)計及改造提供了有效可視化手段。Flexsim研究的對象多是復(fù)雜的系統(tǒng)。將眾多的目標的不同參數(shù)組合的運行結(jié)果輸出后提供給分析者比較，從而采取較優(yōu)的參數(shù)組合。由于該軟件提供了十分形象的圖形動畫顯示、完整的運作績效報告，并通過模型運行給分析者提供了各種方案的相關(guān)的許多反饋信息，所以分析者可以在短時間內(nèi)對各種方案的優(yōu)劣進行比較，對各種預(yù)選方案進行評估。4.1.2Flexsim的功能及可達到的效果1.服務(wù)問題：客戶至上是當今商家最為重要的準則[12]，但是企業(yè)運作還必須要考慮生產(chǎn)成本，為了尋求最佳的解決方案，可以考慮運用系統(tǒng)仿真軟件技術(shù)，通過建模后分析輸出結(jié)果等方法從中找到最佳的方案。2.制造問題：在制造過程中最為關(guān)注的是，要在恰當?shù)臅r間制造出合適的產(chǎn)品，同時又要力求成本最低。這三個目標之間同樣是相互矛盾的，所謂為了解決這個問題，通過建立制造系統(tǒng)的模型，運行不同參數(shù)下的各種系統(tǒng)方案，進行比較。3.物流問題：現(xiàn)代物流問題要求在恰當?shù)臅r間把產(chǎn)品送到恰當?shù)牡胤?，同時也要盡可能的降低運送成本。這中復(fù)雜目標的系統(tǒng)問題，也需要通過系統(tǒng)仿真分析來解決[13]。4.其他問題：在其他案例中有如高速公路仿真、醫(yī)院仿真、城市突發(fā)時間仿真、機場通關(guān)仿真等。這些仿真說明，系統(tǒng)仿真不僅可以解決制造領(lǐng)域或者物流領(lǐng)域的傳統(tǒng)仿真分析，同時也可以解決除此以外的其他系統(tǒng)問題[14]。通過Flexsim仿真軟件我們可以達到以下的效果：提高資源（人力資源、設(shè)備資源、資金資源）的利用率；減少等待時間以及排隊的長度；能夠有效的分配資源；消除缺貨等問題；把故障的不好的方面的影響減少到最低；把廢棄物的你好的方面的影響減少到最低；研究可以代替的投資概念；決定零件的經(jīng)過時間；研究分析降低成本計劃方法；建立最優(yōu)的批量以及工件排序；解決物料發(fā)送的問題；研究設(shè)備的改換工具的影響以及預(yù)置時間；優(yōu)化貨物以及服務(wù)的分派邏輯和優(yōu)先次序；在系統(tǒng)全部行為和相關(guān)作業(yè)中訓(xùn)練操作人員；展示新的工具設(shè)計和功能；管理日常運作決策；從歷史運行中得到經(jīng)驗和教訓(xùn)[15]：4.2運用Flexsim對公司PU工位進行仿真4.2.1對PU工位改善前的仿真首先運用仿真軟件對PU工位改善進行布局仿真，其中在剪切工序中用合成器，10450硫化、10450檢驗39.8368硫化、39.8368檢驗用處理器仿真，分配器分配人員的工作，暫存區(qū)為原材料、半成品以及成品的存放地。具體布局狀況如圖4.2.1：圖4.2.1具體布局后進行連接分配器，在連接過程中分配器與暫存區(qū)的連接運用“s”連接，其他的連接用“a”。通過這樣的連接確定工序之間的作業(yè)順序以及人員的工作路線。具體連接如圖4.2.2：圖4.2.2通過對PU工位的初級建模后然后對每個工位設(shè)備進行參數(shù)設(shè)置，具體參數(shù)設(shè)置為剪切工序加工是使用操作人員，人數(shù)為兩人，加工時間為15s，10450硫化工序使用操作人員，人數(shù)為1人，加工時間為24.9s。具體參數(shù)設(shè)置如圖4.2.3圖4.2.3.其他的工序的具體參數(shù)為：10450檢驗使用操作員，人數(shù)為1人，加工時間為46.8s；301大壓機工序使用操作員，人數(shù)為1人，加工時間為86.2s；39.8368檢驗工序使用操作員，人數(shù)為1人，加工時間為70.3s。 通過對以上參數(shù)的設(shè)置得到每個工序工作狀況直方圖，如圖4.3.3：圖4.3.3（紅色為工序的等待，藍色為加工）4.2.2對PU工位改善后的仿真通過直方圖4.3.3的觀察我們發(fā)現(xiàn)39.8368檢驗的工位的等待時間過超過了加工的百分比，這樣制約了生產(chǎn)效率。通過在3.2的章節(jié)中的改進我們期望能夠使PU工位的每道工序能工在加工時間比上有所提高，從而提高整個工位的生產(chǎn)效率。改善后的布局圖如圖4.3.4圖4.3.4注：圖4.3.4中黃色的為改善前剪切和10450硫化兩道工序合并后的工序善后的每道工序參數(shù)設(shè)置為：合并工序使用加工人員，人數(shù)為2人，加工時間為30.8s；10450檢驗工序使用加工人員，人數(shù)為1人，加工時間為46.8s；301大壓機使用兩臺設(shè)備，兩個人員，加工時間為42s。39.8368檢驗工序為使用操作人員，人數(shù)為兩人，加工時間為35.15s。通過仿真的運行后得到每個工序的作業(yè)直方圖.如圖4.3.5圖4.3.5（紅色為工序等待，藍色為加工）通過對直方圖的觀察我們得知改善后每道的加工時間明顯升高，這樣在加工效率上有所提高。從而驗證了上文我對PU工位的改進！4.2本章小結(jié)本章主要闡述了Flexsim軟件的簡介并對PU工位的每道工序進行了仿真，通過對改善前后的仿真結(jié)果比較對前文的改善方法進行驗證。

5論文總結(jié)本論文以某汽車密封條生產(chǎn)公司PU工位的生產(chǎn)平衡及仿真為工程背景，運用相關(guān)理論知識總結(jié)了現(xiàn)有的研究方法，通過對汽車制造產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域企業(yè)的現(xiàn)狀的分析，總結(jié)了工業(yè)工程的現(xiàn)有的研究方向以及在企業(yè)中的純在的必要性，由此設(shè)立了本文的研究目標；在這其中接著引入了生產(chǎn)平衡率，以員工的動作分析為切入點，運用MOD法對該公司PU工位每道工序進行動作分析后，從而得到該工位現(xiàn)生產(chǎn)平衡率；然后運用工業(yè)工程相關(guān)理論知識對現(xiàn)生產(chǎn)工位的員工動作以及工位的合理性進行改善，提出改善方案后對生產(chǎn)平衡率進行計算，并與之前的該工位的生產(chǎn)平衡率進行比較；最后，通過Flexsim仿真軟件對其進行仿真，證實了改善方案的有效性。論文主要的工作以及其得的主要成果：1.運用工業(yè)工程中的生產(chǎn)平衡相關(guān)知識，運用MOD法對該公司的PU工位進行分析；2.得到現(xiàn)有的生產(chǎn)平衡率后，運用作業(yè)分析改善相關(guān)知識對其進行改善，提高了現(xiàn)生成平衡率，對其生產(chǎn)線進行優(yōu)化；3.運用仿真軟件對改善前后的工序進行仿真，從直觀上觀察改善效果；通過本次論文研究工作，我認識到了生產(chǎn)平衡率在制造企業(yè)的重要性，進而認識到員工的動作對生產(chǎn)線平衡是十分重要的。在制造業(yè)競爭性日益激烈的情況下，工業(yè)工程在車間生產(chǎn)線平衡中扮演著十分重要的角色，在這樣的情況下我們需要運用我們的IE的方法對公司的生產(chǎn)線進行優(yōu)化使得公司在生產(chǎn)成本以及效率上得到顯著的提高，在市場中占有自己的一席之地。

致謝衷心感謝我的導(dǎo)師**老師，在論文之初為不辭辛苦為我聯(lián)系實際單位進行現(xiàn)場實習(xí)，使得我能夠?qū)⒗碚撀?lián)系到實際，并在論文完成過程中的耐心、細致的教導(dǎo)。同時還要感謝***老師在技術(shù)等方面的指導(dǎo)，在此向兩位老師致以最誠摯的感謝和崇高的敬意！兩位老師在工作中認真負責(zé)的態(tài)度以及淵博的知識給了我深刻的鼓舞和啟示是我在學(xué)習(xí)以及以后工作中找到了努力的方向及動力。同時還要感謝我所在的公司的領(lǐng)導(dǎo)以及工人，特別是該公司的工程師董老師，在本論文的撰寫過程中給我許多的無私的幫助，通過老師的講解使得我對現(xiàn)實生產(chǎn)線有了更為形象的了解及認識。在此致以我最誠摯