制造企业装配生产作业的动作分析及效率提升研究.docx

西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）制造企业装配生产作业的动作分析及效率提升研究One Research of Motion AnalysisEfficiency Promotion For an Assembly Line of Manufacturing Industry 年 级:20111级 学 号:20114444 姓 名:刘 安 专 业:机械设计制造及其自动化 指导老师:张 强2015 年 6 月 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第I页 院 系 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2011级 姓 名 刘 安 题 目 制造企业装配生产作业的动作分析及效率提升研究 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第II页毕业设计（论文）任务书班 级 机械五班 学生姓名 刘 安 学 号 20116644 发题日期： 15 年 3月 1日 完成日期： 6 月10日题 目 制造企业装配生产作业的动作分析及效率提升研究 1、本论文的目的、意义 当前工业化及大规模生产的非常普及，装配生产作业是制造企业中非常普遍性的作业，动作分析与时间研究是工业工程研究基础性内容之一，具有重要的实际应用价值。本项目以达宝易软件为工具，对装配生产作业过程进行分析，进行相关改善和提高作业效率。对某企业生产线进行实地调研，并进行相关资料收集和摄像，运用达宝易软件进行相关分析，找出影响流水线生产能力的瓶颈工位；运用“5W1H”提问技术分析流水线存在的问题；根据ECRS(取消、合并、重排、简化)原则及流水线平整理论设计流水线平整方案；并分析新方案的实施使产线平衡率的提高和生产能力提升情况。通过本次毕业设计，使学生了解到目前达宝易软件在工作研究中的广泛应用，掌握计算机辅助工作研究及其应注意的相关细节。并熟悉目前相关工业工程软件的应用，并将工作研究在某企业进行实践，培养学生的实际动手能力和创新能力，为今后学生从事工业工程相关工作打下基础，更好的快速适应和融入企业工作中。 2、学生应完成的任务 掌握达宝易软件的使用，以及运用工作研究方法。以某企业生产线为研究对象，进行相关调研和摄像，运用达宝易软件进行相关分析，找出影响流水线生产能力的瓶颈工位；运用“5W1H”提问技术分析流水线存在的问题；根据ECRS(取消、合并、重排、简化)原则及流水线平整理论设计流水线平整方案。并新方案的实施使产线平衡率的提高和生产能力提升情况。 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第III页3、论文各部分内容及时间分配：（共 12 周）第一部分 论文研究背景和文献综述 ( 2周) 第二部分动作分析与时间研究 (2 周) 第三部分使用达宝易软件分析存在的问题 (4 周)第四部分改善方案设计及实施 ( 2周) 第五部分全文总结 (1 周)评阅及答辩 准备答辩+评阅+答辩 ( 1周)备 注 指导教师： 年 月 日审 批 人： 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VII页 摘 要 古往今来中国能工巧匠者数不胜数，古建筑、古工艺珍品也是层出不穷，这是中华上下五千年智慧以及勤劳的结晶，但是自上世纪工业革命开始，在国内百年动荡的历史环境下，我国民族工业一直饱受摧残，没有能得到正规化专业化的发展，直到1914年，民族资本家穆藕初从美国学成归来，通过对美国工业生产知识的学习研究并结合«科学管理原理»，才开始把工业工程的相关知识在其开办的“德大”纱厂实践。中国的工业工程发展道路也就是才从那时候开始发展的。 随着中国加入WTO，中国与世界的距离越来越近，我国的工业发展也在我国人民积极响应下一路凯歌，创下了一个又一个骄人战绩。反观世界，现代工业对于效率化的研究也越来越深刻了，那种劳动力密集生产成本高的老工业化模式也在逐步被淘汰。 随着信息化时代的到来，我们也不得不对IE从新定义，现代IE已成为一个由系统科学、信息技术、计算机科学以及人类工效学所构成的边缘学科林立的庞大领域。基于此，本文从理论和实践出发，通过对装配行业装配生产作业的动作分析研究，以期对类似生产作业的效率提高产生一定的帮助。主要研究的内容如下：1、明确研究对象，找到目前正常运作的装配生产企业，通过计算机算法分析，对该企业的现当下的生产作业情况做出预估，然后通过实地考察，找到效率提高问题的关键点，对其进行动作分析。2、文章将采用达宝易软件，通过对效率提高关键点的采集到视屏进行相应的分析。达宝易软件是用于工时、动作分析的有效方式， 通过现场录像然后转换乘客共计算机识别的文件格式，在计算机上即可完成我们所需要的动作分析，统计与分析标准作业动作类型，然后生成Excel格式的工业工程分析报表，以及可供工业生产标准化进行数据参考的饼图和棒图。3、研究了标准化生产作业的动作类型以及不同类型在标准化生产流程中所占比例之后，我们将开始对标准化生产作业中的不合理现象进行处理，其中包括对停滞、无效动作的取消；对次序不合理动作的重排；对不均衡动作的合并以及对浪费动作的简化等措施。最后使标准化生产作业中的有效动作的比例大大上升，以期提高整个生产作业效率。4、通过对改善方案实施情况的跟踪了解，掌握在改善方案实施之后，标准化装配生产线上的效率提高实践情况，然后与改善之前的数据进行比较，确认改善方案的实施情况是否达到了预想的目标。在工业化实际生产中，生产现场不单对效率有要求，对产品品质、成本高低、是否能够按时交货、安全性以及员工精神面貌都有相应的需要。因此对方案实施后的现场情况再勘察尤为重要，最后通过对方案实施前、方案实施后的比较得出更加适合该企业标准化生产作业的项目改善方案。关键词：动作改善、工作研究、达宝易、生产效率Abstract Through the ages in China are countless skillful craftsman, ancient buildings, ancient craft treasures is also emerge in endlessly, this is the crystallization of the wisdom and diligence of the up and down five thousand, but since the industrial revolution began, in one hundred domestic turbulent history environment, China's national industry has been damaged, can not be regularized the development of specialization, until 1914, national capitalists Mr mu was well back from the United States, through the study of U.S. industrial production knowledge research issue and combined with principles of scientific management, to the knowledge of industrial engineering in its practice of the "result" of cotton.China's road of industrial engineering development is a development from then on.industrial development in our country, also under the people's positive response to the song all the way, another impressive set a record.In contrast, the world, for the efficiency of the modern industry research is becoming more and more deep, the sort of labor intensive production cost is high in old pattern of industrialization is also gradually be eliminated.With the coming of information age, we also have to redefine IE, IE has become a modern by system science, information technology, computer science, and human ergonomics of edge discipline of large areas.Based on this, this article embarks from the theory and practice, through analysis and study the motion of the assembly industry assembly production operation, in order to similar production efficiency of produce certain help.The main research content is as follows:1、clear the object of study, find the current normal operation of assembly production enterprises, through the computer algorithm analysis, now the present production situation of the enterprise to make a forecast, and then through the on-the-spot investigation, find the key point of efficiency problem, analysis on the movement.2、The article will use the Double E software, through the efficiency to the corresponding video collected analysis of key points.Double E software is used for the analysis of the working hours, action effective way, through a video and then convert the passengers were computer identification file format, on the computer can complete the action we need analysis, statistics and analysis of the type, the standard work then generate Excel format of the industrial engineering analysis report, and to provide a reference for the industrial production standardization for data pie chart and bar chart.3、Study the performance of the standardized production operation types and proportion of different types in the standardized production process, we will start the unreasonable phenomenon in standardized production processing, including cancellation of stagnation, invalid action;The improper action order rearrangement;Merger of uneven movements and simplified measures for waste action.Finally make big increases in proportion to the effective action of standardized production, in order to improve the efficiency of the whole production operation.4、through to improve the implementation of the plan and follow, lies in the improvement scheme, improve practice efficiency situation of standardization on the assembly line, and then compared with improvement of data before, In industrialized production, the production in order to meet the need not only to the efficiency of product quality, the cost is high and low, whether can deliver on time, safety and mental outlook has corresponding staff you need.So the site condition and the plan after implementation of investigation is particularly important, finally through the plan before implementation, after implementation is more suitable for the enterprise standardization production projects to improve the solution.Key Words : action improving; work study; Double E; production efficiency目 录第一章 绪论81.1问题的提出81.2国内外研究现状81.3本文研究的主要内容、目标与方法8结 论95.1主要结论95.2不足之处95.3展望9致 谢10参考文献11附 录12 西南交通大学本科毕业设计(论文) 第1章 绪 论1.1选题背景以及研究意义1.1.1 选题背景 随着现代科学技术的不断进步以及生产力的迅速发展，现代企业之间的竞争也日益加剧，顾客对产品质量的要求也越来越高，加上在全球化形势，经济与社会环境也发生了巨大的变化，使得市场的运营开始了不断地价格竞争以及成本控制的竞争当中，有很多行业出现了整体亏损，例如我国钢铁行业，在成本竞争当中，整个行业的发展都受到了不同的制约，以及全行业的整体亏损。 现代科学的发展越来越快，越来越全面，强调的是多学科深层次的协作，这样为我们大多数企业在经济全球化的大背景下，进行深层次的生产优化奠定了基础。而现代企业的竞争也不仅是产品价格的竞争了，还包括了产品质量，以及产品的售后服务等多方面的竞争，我们的企业想要在现在激烈的竞争情势下取得优势，那么首先做的就是降低产品成本，然后将成本控制下来之后，去完善产品的售后服务以及个性化定制等方面等内容。在成本控制的这个目的下，进行生产改善是非常有必要的，理所当然，我们这里就会提到我们企业对于生产率的整体提高，而在生产率提高的过程中我们常常通过两个方面进行改变，一是生产技术、生产设备的优化改良，但这种方式的改变，往往意味着新旧设备的替换，对于新设备的添置需要一大笔资金，还需要培训员工掌握，聘用新的技术人员等等，这对于一般的企业是很难达到的；二是生产管理技术的改善，利用现在正在运行的生产运营管理机制，在这种运行机制当中，找寻不合理不完善的地方，进行分析，然后通过分新报告，找到改进优化方案。这种方法比较适合更加广泛的工业生产机构。 而工业工程技术就是一个将生产技术以及管理技术融合起来的综合学科，它包罗万象，而它的主要目的就是提高企业的生产效率，降低生产成本，对企业所有的生产资源进行系统科学整合，将所有的生产资源（包括人员资源、设备资源、资金资源、能源资源、技术资源等等）得到最优化的配置。工业工程的高度发展，为企业带来的高生产效益的生产线技术、工厂管理技术，最后是企业得到竞争优势，也是企业中的每一个员工在提高了自身的员工待遇之后，还能改善自身工作的环境以及降低自身劳动负荷。这对于企业与员工来说是一个双赢的局面，员工有了一份安稳满意的工作，比较有幸福感，对于企业来说，有可靠的劳动力保障，企业的增长才有有可靠保障。 中国是制造业大国，现在正成为世界制造业瞩目的焦点，世界各国不论是发达国家还是发展中国家对于中国制造业的发展都相当的重视。在相关数据中，我们可以清晰的意识到中国的高速发展，中国GDP已然超过了美国成为世界上第二大经济体，而其中制造业对国内GDP的贡献量是不可小视的。我国一半的财政收入来自于制造业，制造业占国内生产总值的比重也一直都在百分之四十以上，而且在我们对外出口产品上，制造的出口量也一直都在百分之八十以上。但我们更应该认识到，我国制造业的依然停留在大而全的生产水平线上，还没有完成对于小而精细的科学化生产流程的转化过程。中国只是一个生产制造业大国，不是一个生产制造业强国，中国制造的东西太多，中国创造的东西太少了。不仅是问到底是什么原因造成了这个局面，中国制造的东西不愁卖，因为它价格很低，而当我们转而购买国外好的产品的时候，却发现产品价格确是中国产品的几倍或者几十倍，关键在于我们中国还是没有掌握核心制造技术，没有通过技术革新发展出更多的只属于自己的产品。技术程度高的机械制造业在整个制造行业所占比例也不高，更多地是轻工业的，重工业发展比较缓慢，产业结构不合理。在大多数生产企业当中，员工素质水平低，生产设备落后，以廉价劳动力没有以高生产率来取得的低成本，这种企业注定会被历史发展的洪流所淘汰。1.1.2研究意义 正如摘要中我所提到的，我国接触工业工程相关专业化知识比较晚，正规的工业线生产也很晚才进入我国。我国机械化的发展起源于十九世纪末期到二十世纪的纺织行业的发展，有相关理论知识支持的时候，已经到了二十世纪二十年代，穆藕初通过对«科学管理原理»的翻译，为我国工业工程的发展建立了相关的理论基础。由于中国百年动荡史，我国工业发展晚，底子十分薄弱，经过长年发展也形成庞大了工业体系，成为了闻名的“世界加工厂”，作为全世界著名的制造大国有排名世界第二的国民GDP，但是工业科技化程度还不是很高，效率提升的研究还不够彻底，工业工程相关知识体系的应用还不够全面普及。当前，在国外工业工程相关知识体系的应用已经较为完善成熟，如准时化、精益生产、6SIGMA、同步工程生产、敏捷化制造、同时集成制造CIM、并行工程生产、柔性化、绿色制造、单元制造等等。 我国很多大型国有企业正处在缓慢的转型期，由以前的大而全的生产模式转化为各个分公司单独精细生产的模式。也在逐渐模仿国外相对先进的生产线方式，例如国内的大型企业华为、一汽大众、格力、富士康等等作为我国知名的工业工程应用企业。这些企业对自己所涉及的生产线不断升级，对生产线上的效率研究不断深入，使得生产效率不断提高。不仅提高了整个公司的生产效益，生产效益的增长也提高了员工主动生产的积极性，形成了一个良性的循环。 但是毕竟这些有代表性的知名企业在我国所占比例还不够高，在我国东北老工业区，西北、西南等工业区的工业工程应用基础还是十分的薄弱，大部分的工业工程革命依然局限在我国沿海地区。更多地工业生产企业依然存在劳动力密集、作业流程繁多、员工知识素质不高的问题。 工业工程发展程度的高低直接反应了一个国家工业化水平的高低，它是工业生产科学化的一个风向标。国内市场对于工业工程的要求也越来越明细全面化，我们甚至可以很直观的感觉到工业工程即将进入一个爆发式发展的阶段。与此同时，我国工业工程却仍然处在发展初期，发展基础弱小，那么如何找到有中国特色的工业工程发展的突破口，这是政府、企业、科研院校都需要考虑的问题。虽然我国幅员辽阔、资源丰富，但人均占有比率不足，我们更加需要利用先进的工业工程知识，使有限的资源供给发挥无限的生产可能。 工业工程的研究主要分为方法研究(M.S)以及时间研究（T.S），在方法研究当中，程序分析、操作分析以及动作分析是方法研究的三把利器，他们构成了方法研究的核心，使得方法研究有章可查也有实际的使用价值。而在这三把利剑当中，动作分析可谓是最锋利的一把，动作分析直接作用工业生产现场，根据现场生产的实际情况，通过科学的分析工具，得到相应可靠的分析结果，从而又反馈给现场生产过程，为实际生产制定科学合理的生产方案。 在本文中，将为大家带来的就是这个最有效的动作分析工具达宝易软件。IE技术一直就是一个学科综合性强融合度高的现代工业技术，而达宝易软件也正是IE与IT结合之后的实际产物，它以工业工程知识体系为指导思想，通过对计算机信息技术的应用，将动作分析可视化，我们可以轻松的在计算机上明明白白的完成对整个工业生产流程的动作分析，这是在之前运筹学时期、定量化时期的IE人无法想象的。它给现代IE人带来方便的同时，也给我们带来了前所未有的挑战，现在IE就需要更加详尽更为精细的IE生产分析报告。与此同时我们也可以用达宝易软件对现在工业生产流程进行不断的改善，经过动作分析得到改善方案之后，将改善方案从新应用到实际生产当中，再由达宝易软件进行动作分析，通过改善之前和改善之后的比较，找到此次改进过程当中不足之处，在进行修改。不断地重复这项改进工作，以期得到臻于完美的生产线改进方案。 我们可以很清楚的认识到IE人虽然不是工业生产的实际参与者，但它作为实际生产的管理监督者来说，比生产作业者有着更加重要的作用。一个正常运营的企业，良好工作素质的一线员工认真的工作，假使可以为该企业提高一倍的产量，但在相同的产量条件下，如果有一个优秀的工业工程技术人员为该公司制定更为科学的生产方案，那么它也许就能节省一半的人工，成本的降低意味着企业效益的提高，企业效益提高的同时员工的各项福利也将得到大大的改善，这也必将促进员工积极性的提高。一个小小的改变，将是整个企业生产效益链条的巨大转变。这也就是现代企业一直苛求工业生产流程科学高效化的根本性原因。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状 美国波音公司在研制投资40多亿美元的波音777喷气客机的过程中，就成功的应用了“并行工程”的思想。并行工程是工业工程研究的一个重要分支，他现在受到了世界上各个研究单位和各大制造企业的重视，是一门综合的自动化制造技术。该思想是在全球性的竞争加剧的情况下产生的，竞争焦点由成本竞争转变成时间、效率的竞争，要求企业在最短的时间内开发出成本低、质量好的新产品。制造业将这些竞争要素提炼成TQCS，即是短时间（time）、高质量（quality)、低成本（cost)以及好的服务（service），CIMS就是在企业实现TQCS的大目标下，为更好的实现市场资源、工程设计、制造、销售等信息的总结整理最后得到最可行的研究的成果的一整套方法。波音公司正是这其中最好的例子，一方面，波音公司在内部将传统的部门组织结构打破，将静态的组织形式转换成动态的有协同作业的产品小组，每个小组都有各个专业的技术人员参加；另一方面，通过网络波音公司与世界上各个优秀的零部件企业进行无缝对接，在网络上建立的全天24个小时的协同设计团队，大大的缩短了新产品的设计时间。不仅如此，波音公司还通过网络，将设计的飞机三维模型放在网上，邀请其他设计者以及顾客，在虚拟仿真模型中实际的感受飞机内部结构以及操作飞机。通过这一系列的过程之后，波音公司才决定实际的生产量。这样波音公司在全球优秀设计团队的帮衬下，不仅降低了设计成本，也使自身的产品更能满足客户的实际需求，与这个世纪个性化的需求打开一个新的篇章。人们常常说，日本是世界上最聪明的学生，他学习世界各地的生产技术，管理知识，然后通过结合自己的生产现状进行改良，不仅将外来知识进行了吸收，往往还产生了自己独特的创新内容。同样的，在工业工程上，我们不得不提到丰田公司的JIT生产模式。在上个世纪五、六十年代，丰田公司进一步的完善了JIT 的生产方式，到九十年代初期，丰田公司的年产销量就已经接近500万辆，超过了美国的汽车大王福特公司，成为了世界第二大汽车公司。“Just in Time”生产方式的提出是在现代生产方式的不断完善，大规模生产不能满足全部客户各种不同的需要的情况下产生的，JIT生产方式解决了生产力过剩库存过多的问题，均衡生产的目的就是为了降低生产的波动，减少设备以及员工的闲置情况。丰田公司通过采用生产计划+看板的方式，实现了企业的小批量适时适量的生产，做到了只在必要的时候对必要的产品进行必要的计划和生产，通过这种生产方式的改进，丰田公司与同一时期的欧美国家汽车公司相比，该公司的整个新产品的开发周期缩短了一半的时间，各个部门的人力资源也同时减少了一半，库存量减少了9/10，工厂有效工件提高了一倍，产品的质量比以往提高了三倍。1.2.2国内研究现状从上世纪80年代至今，计算机集成制造系统（Computer Integrated Manufacturing System,CIMS）的发展，带动了制造自动化系统迅速发展，制造自动化系统被认为是21世纪制造业新模式。我国作为制造业大国，也一直对工业工程与我国制造业的结合在进行不断的探索。北京第一机床厂就是我国首批实施CIMS工程的示范型企业。在此过程中，通过借鉴波音公司的生产实例，该厂牢牢抓住CIMS的基本观点，将企业设计、生产、管理等各项经营活动统一考虑安排，通过对信息的分类管理，充分的发挥了信息集成的综合效益，提高了企业整体的竞争力。在对于缩短产品开发周期的探索中，该厂大胆创新，采用了无纸化办公，将所有的管理信息以及工程设计信息放在同一个数据库中，方便厂中不管是设计人员还是管理人员的查看调阅。这样实施之后，该厂数控龙门铣变型设计的总时间由1990年的6个月缩短至1-3个月。然而我国的大部分企业对于工作研究的实施以及基础数据的制定，依然是靠自己经验估计的初始阶段，像北京第一机床厂企业的管理技术革新毕竟还没有广泛的在我国各个企业中推广开，大部分制造企业的设计、生产以及管理过程依然存在缺乏准确性、及时性以及规范可靠性的问题。在这个大数据时代，依然没有建立起属于自己的数据库，不能与世界各个先进制造企业建立稳固的设计比较联系。这种情况的持续不仅不能满足现代企业的生产需要，而且对于企业谋求工作研究效率以及质量的提高也有很大的影响。所以综上所述，对于工业工程理论知识与我国实际生产的结合已经刻不容缓，对企业生产工作的研究以及不断革新亦必须提上进程。1.3本文研究的主要内容、目标与方法本文主要通过四个部分的内容来向大家阐释工作研究在现代生产制造行业中的运用方法以及实际应用价值。第一部分即是绪论部分，主要为大家介绍了论文研究的实际背景，以及国内外对于工业工程研究的实际应用情况，其中也包括了列举到的美国波音公司、日本丰田以及我国北京第一机床厂对于工业工程应用的实际例子。不管是采用的CIMS还是JIT 的工业工程知识，但是为了使工作研究更加科学化，更能适合自身企业发展贴合世界制造业发展趋势来进行的。第二部分即是相关理论知识以及文献综述部分，该部分主要为读者介绍工业工程的理论知识，包括工作研究的主要内容，主要包括对生产设备、生产人员、任务、技术资源以及管理知识的整合；以及工作研究的主要的研究方法概述，主要包括时间研究和动作研究的基本理论研究方法。第三部分也是本文要就最重要的部分，通过达宝易软件分析某汽车企业在装配发动机的现场工作视频，来进行动作分析，速度评价，工序改善以及时间研究的过程，最后得到改善后的SOP标准作业指导书以及标准工艺流程、操作程序图等分析改善结果，最后再将实际分析结果应用到该企业的实际生产过程中。第四部分是本文的总结以及对未来的展望，第2章 相关理论及文献综述2.1工业工程基本理论 工业工程理论研究可以追溯到19世纪80年代，英国经过了工业革命的洗礼后，工人生产效率得到了大大的提