汽車密封條PU工位工序動(dòng)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(shí)，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(guò)程，開(kāi)展了生產(chǎn)線優(yōu)化研究，為能夠解決工廠實(shí)際問(wèn)題提供可行性方案。通過(guò)對(duì)該公司的生產(chǎn)流程、工藝流程進(jìn)行分析和研究后，著重運(yùn)用MOD法對(duì)該汽車密封條生產(chǎn)單位PU工位的員工進(jìn)行動(dòng)作分析，基于模特法動(dòng)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(wèn)題，并運(yùn)用相關(guān)知識(shí)提出相應(yīng)的具體的解決方法，以達(dá)到生產(chǎn)線優(yōu)化的目的。同時(shí)介紹了flexsim仿真軟件的功能及應(yīng)用基礎(chǔ)等，并運(yùn)用該軟件對(duì)公司PU工位動(dòng)進(jìn)行仿真，從而使改善結(jié)果更加的清晰體現(xiàn)，進(jìn)而證實(shí)改善的可行性。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)平衡率動(dòng)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(jiǎn)化。經(jīng)過(guò)取消、合并和重排都等工作，可考慮采用簡(jiǎn)單、快捷的方法來(lái)完成。如工裝的夾具、增加附件、采用自動(dòng)化或者機(jī)械化等設(shè)施，簡(jiǎn)化工作，從而使新的工作方法更加有效[10]。改善時(shí)一般遵循對(duì)目的進(jìn)行取消，對(duì)地點(diǎn)、時(shí)間、人員進(jìn)行合并或重排，對(duì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)化的原則，具體運(yùn)用情況如下：原則目標(biāo)實(shí)例取消（Eliminate）是否可以不做如果不做將會(huì)怎么樣省略檢查通過(guò)變換布局省略搬運(yùn)合并（Combine）2個(gè)及以上的工序內(nèi)容是否可以合并起來(lái)同時(shí)進(jìn)行2個(gè)級(jí)以上的加工作業(yè)同時(shí)進(jìn)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(jiǎn)化（Simple）是否可以跟簡(jiǎn)單是否流程優(yōu)化實(shí)現(xiàn)機(jī)械化或自動(dòng)化3.2針對(duì)PU工位每個(gè)工序進(jìn)行分析改進(jìn)3.2.1針對(duì)PU工位設(shè)備分析在PU工位中其中有五個(gè)工位中，硫化對(duì)撞工位公司引用了磨具機(jī)械設(shè)備，在車窗的硫化工位中，公司引用的是301大壓機(jī)進(jìn)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(wú)法參與。在剪切的工序中，該公司沒(méi)有引用機(jī)械設(shè)備，主要是由兩個(gè)人完成，這樣在工作生產(chǎn)中不光多用了一個(gè)人，在完成時(shí)間等方面還需要改進(jìn)，所以在該剪切工序中我主要是添加了一臺(tái)沖壓機(jī)，對(duì)原材料進(jìn)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(gè)操作人員，并且在一定程度上縮短了加工時(shí)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(dòng)作右手動(dòng)作符號(hào)標(biāo)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(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)槽B17P5A4對(duì)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)槽B17P5A4B17P5A41264按下開(kāi)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(jì)MOD時(shí)間9292*0.129=11.868s在有效時(shí)間方面由于引入了沖壓機(jī)，所以有效時(shí)間減少即：總時(shí)間=11.868+0.5=12.3s3.2.2針對(duì)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(duì)撞硫化、10450檢驗(yàn)、301大壓機(jī)硫化、39.8368檢驗(yàn)，每個(gè)工位加工時(shí)間如圖3.2.1：圖3.2.1首先對(duì)每個(gè)工位人員的動(dòng)作進(jìn)行規(guī)范分析：1.硫化區(qū)：（1）員工在取膠的過(guò)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(shí)間浪費(fèi)的問(wèn)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(gè)步驟中一只手在空閑故將其合成一步，省掉24MOD 。改進(jìn)后的MOD值=290-34=256MOD時(shí)間值=256*0.129=33s，有效時(shí)間不變?yōu)?s，故總時(shí)間=33/2+2=18.5s2.在301大壓機(jī)硫化工序中，操作員在工作中，發(fā)現(xiàn)其彎腰動(dòng)作過(guò)多故將第4步和第9步中的彎腰取鉤子進(jìn)行改進(jìn)，省去34MOD故改進(jìn)=126-34=92MOD;時(shí)間值=92*0.129+153=163.9s加工時(shí)間=163.9/2=82s有效時(shí)間2s不變，總時(shí)間=82+2=84s。其余工序的動(dòng)作基本合理經(jīng)過(guò)初步改進(jìn)的各工序時(shí)間值如表3.2.2：表3.2.2工位名稱剪品區(qū)硫化10450檢驗(yàn)301大壓機(jī)硫化39.8368檢驗(yàn)總加工時(shí)間總時(shí)間12.3s18.5s46.8s84s70.3s229.9s對(duì)生產(chǎn)總體進(jìn)行分析：1.301大壓機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而導(dǎo)致整體工位的節(jié)拍過(guò)長(zhǎng)，制約了生產(chǎn)平衡率。而對(duì)于301大壓機(jī)工序來(lái)說(shuō)員工基本上沒(méi)有空閑時(shí)間，所以我考慮到了加一個(gè)機(jī)器以及一個(gè)工作人員，從而減低該工序的生產(chǎn)時(shí)間。具體加工時(shí)間減半84/2=42s2.39.8368檢驗(yàn)工序的加工時(shí)間是70.3s，存在著與301大壓機(jī)硫化工序同樣的問(wèn)題，而該工序的主要操作的是人員，所以我將本工序加一個(gè)人員，從而將其加工時(shí)間減半，具體加工時(shí)間70.3/2=35.15s3.對(duì)于PU工位的剪品區(qū)以及硫化兩個(gè)工序中加工時(shí)間分別為15s，24.9s這兩個(gè)時(shí)間過(guò)短，根據(jù)ECRS中的合并原則，對(duì)其進(jìn)行工序合并。合并后的工作時(shí)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(yàn)工序301大壓機(jī)硫化39.8368檢驗(yàn)加工時(shí)間30.8s46.8s42s35.15s直方圖如3.2.4：圖3.2.4通過(guò)對(duì)該直方圖的分析得到該工位的節(jié)拍為50s總加工時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(yùn)用工作研究相關(guān)理論知識(shí)“5W1H”“ECRS”等原則對(duì)公司PU工位進(jìn)行改進(jìn)，并生成圖表對(duì)改進(jìn)前后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比！

4運(yùn)用Flexsim對(duì)PU工位進(jìn)行仿真4.1Flexsim軟件簡(jiǎn)介4.1.1Flexsim軟件特點(diǎn)Flexsim是一個(gè)通用工具，是一個(gè)通用的離散的仿真軟件，被用來(lái)對(duì)若干不同行業(yè)中的不同系統(tǒng)進(jìn)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(yùn)用。世界500強(qiáng)企業(yè)中的一半為Flexsim的用戶，包括可口可樂(lè)、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(jì)、制造與分析工具軟件。是一套集計(jì)算機(jī)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(jìn)行仿真的時(shí)候，可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)建立要間就對(duì)象的三維系統(tǒng)模型，然后對(duì)模型進(jìn)行各種系統(tǒng)分析和工程驗(yàn)證，最終獲得所要的優(yōu)化設(shè)計(jì)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＿^(guò)程更為便捷，僅僅需要通過(guò)圖形的拖動(dòng)和必要的附加程序就可以實(shí)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(jī)、貨架、暫存區(qū)等，用戶可以根據(jù)仿真對(duì)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(shí)物理模型也可以用三維動(dòng)畫表示出來(lái)。三維動(dòng)畫模型形象、生動(dòng)、逼真地表現(xiàn)出整個(gè)物流系統(tǒng)，為物流的規(guī)劃設(shè)計(jì)及改造提供了有效可視化手段。Flexsim研究的對(duì)象多是復(fù)雜的系統(tǒng)。將眾多的目標(biāo)的不同參數(shù)組合的運(yùn)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(dòng)畫顯示、完整的運(yùn)作績(jī)效報(bào)告，并通過(guò)模型運(yùn)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(shí)間內(nèi)對(duì)各種方案的優(yōu)劣進(jìn)行比較，對(duì)各種預(yù)選方案進(jìn)行評(píng)估。4.1.2Flexsim的功能及可達(dá)到的效果1.服務(wù)問(wèn)題：客戶至上是當(dāng)今商家最為重要的準(zhǔn)則[12]，但是企業(yè)運(yùn)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(yùn)用系統(tǒng)仿真軟件技術(shù)，通過(guò)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(wèn)題：在制造過(guò)程中最為關(guān)注的是，要在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間制造出合適的產(chǎn)品，同時(shí)又要力求成本最低。這三個(gè)目標(biāo)之間同樣是相互矛盾的，所謂為了解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)建立制造系統(tǒng)的模型，運(yùn)行不同參數(shù)下的各種系統(tǒng)方案，進(jìn)行比較。3.物流問(wèn)題：現(xiàn)代物流問(wèn)題要求在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間把產(chǎn)品送到恰當(dāng)?shù)牡胤剑瑫r(shí)也要盡可能的降低運(yùn)送成本。這中復(fù)雜目標(biāo)的系統(tǒng)問(wèn)題，也需要通過(guò)系統(tǒng)仿真分析來(lái)解決[13]。4.其他問(wèn)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(shí)間仿真、機(jī)場(chǎng)通關(guān)仿真等。這些仿真說(shuō)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(shí)也可以解決除此以外的其他系統(tǒng)問(wèn)題[14]。通過(guò)Flexsim仿真軟件我們可以達(dá)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(shí)間以及排隊(duì)的長(zhǎng)度；能夠有效的分配資源；消除缺貨等問(wèn)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(guò)時(shí)間；研究分析降低成本計(jì)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(wèn)題；研究設(shè)備的改換工具的影響以及預(yù)置時(shí)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(jì)和功能；管理日常運(yùn)作決策；從歷史運(yùn)行中得到經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)[15]：4.2運(yùn)用Flexsim對(duì)公司PU工位進(jìn)行仿真4.2.1對(duì)PU工位改善前的仿真首先運(yùn)用仿真軟件對(duì)PU工位改善進(jìn)行布局仿真，其中在剪切工序中用合成器，10450硫化、10450檢驗(yàn)39.8368硫化、39.8368檢驗(yàn)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(jìn)行連接分配器，在連接過(guò)程中分配器與暫存區(qū)的連接運(yùn)用“s”連接，其他的連接用“a”。通過(guò)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(guò)對(duì)PU工位的初級(jí)建模后然后對(duì)每個(gè)工位設(shè)備進(jìn)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(shí)間為15s，10450硫化工序使用操作人員，人數(shù)為1人，加工時(shí)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(yàn)使用操作員，人數(shù)為1人，加工時(shí)間為46.8s；301大壓機(jī)工序使用操作員，人數(shù)為1人，加工時(shí)間為86.2s；39.8368檢驗(yàn)工序使用操作員，人數(shù)為1人，加工時(shí)間為70.3s。 通過(guò)對(duì)以上參數(shù)的設(shè)置得到每個(gè)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(lán)色為加工）4.2.2對(duì)PU工位改善后的仿真通過(guò)直方圖4.3.3的觀察我們發(fā)現(xiàn)39.8368檢驗(yàn)的工位的等待時(shí)間過(guò)超過(guò)了加工的百分比，這樣制約了生產(chǎn)效率。通過(guò)在3.2的章節(jié)中的改進(jìn)我們期望能夠使PU工位的每道工序能工在加工時(shí)間比上有所提高，從而提高整個(gè)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(shí)間為30.8s；10450檢驗(yàn)工序使用加工人員，人數(shù)為1人，加工時(shí)間為46.8s；301大壓機(jī)使用兩臺(tái)設(shè)備，兩個(gè)人員，加工時(shí)間為42s。39.8368檢驗(yàn)工序?yàn)槭褂貌僮魅藛T，人數(shù)為兩人，加工時(shí)間為35.15s。通過(guò)仿真的運(yùn)行后得到每個(gè)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(lán)色為加工）通過(guò)對(duì)直方圖的觀察我們得知改善后每道的加工時(shí)間明顯升高，這樣在加工效率上有所提高。從而驗(yàn)證了上文我對(duì)PU工位的改進(jìn)！4.2本章小結(jié)本章主要闡述了Flexsim軟件的簡(jiǎn)介并對(duì)PU工位的每道工序進(jìn)行了仿真，通過(guò)對(duì)改善前后的仿真結(jié)果比較對(duì)前文的改善方法進(jìn)行驗(yàn)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(yùn)用相關(guān)理論知識(shí)總結(jié)了現(xiàn)有的研究方法，通過(guò)對(duì)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?cè)诘谋匾?，由此設(shè)立了本文的研究目標(biāo)；在這其中接著引入了生產(chǎn)平衡率，以員工的動(dòng)作分析為切入點(diǎn)，運(yùn)用MOD法對(duì)該公司PU工位每道工序進(jìn)行動(dòng)作分析后，從而得到該工位現(xiàn)生產(chǎn)平衡率；然后運(yùn)用工業(yè)工程相關(guān)理論知識(shí)對(duì)現(xiàn)生產(chǎn)工位的員工動(dòng)作以及工位的合理性進(jìn)行改善，提出改善方案后對(duì)生產(chǎn)平衡率進(jìn)行計(jì)算，并與之前的該工位的生產(chǎn)平衡率進(jìn)行比較；最后，通過(guò)Flexsim仿真軟件對(duì)其進(jìn)行仿真，證實(shí)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(yùn)用工業(yè)工程中的生產(chǎn)平衡相關(guān)知識(shí)，運(yùn)用MOD法對(duì)該公司的PU工位進(jìn)行分析；2.得到現(xiàn)有的生產(chǎn)平衡率后，運(yùn)用作業(yè)分析改善相關(guān)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行改善，提高了現(xiàn)生成平衡率，對(duì)其生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化；3.運(yùn)用仿真軟件對(duì)改善前后的工序進(jìn)行仿真，從直觀上觀察改善效果；通過(guò)本次論文研究工作，我認(rèn)識(shí)到了生產(chǎn)平衡率在制造企業(yè)的重要性，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到員工的動(dòng)作對(duì)生產(chǎn)線平衡是十分重要的。在制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(yùn)用我們的IE的方法對(duì)公司的生產(chǎn)線進(jìn)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(chǎng)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(shí)際單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)，使得我能夠?qū)⒗碚撀?lián)系到實(shí)際，并在論文完成過(guò)程中的耐心、細(xì)致的教導(dǎo)。同時(shí)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(chéng)摯的感謝和崇高的敬意！兩位老師在工作中認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度以及淵博的知識(shí)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(dòng)力。同時(shí)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(guò)程中給我許多的無(wú)私的幫助，通過(guò)老師的講解使得我對(duì)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)線有了更為形象的了解及認(rèn)識(shí)。在此致以我最誠(chéng)摯