基于连续流的A产线工艺布局的系统改善设计与应用.docx

北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计 基于连续流的A产线工艺布局的系统改善设计与应用学 院： 工业自动化学院专 业：姓 名：指导老师：工业工程杨沁瑜学 号：职 称：160408101679赖丽娟高级工程师中国·珠海二一九年 五 月诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计基于连续流的A产线工艺布局的系统改善设计与应用是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名： 日期： 年 月 日基于连续流的A产线工艺布局的系统改善设计与应用摘 要继电器是电子控制的基础元件，在电控制系统中广泛应用。如今，由于国家现代化的不断发展以及传统产业对其越来越大的需求使得继电器的产业发展空间不断扩展，因此行业对生产能力有了更高的要求。在经济高速发展、竞争不断加剧的今天，用低成本、短周期完成高质量的产出已成为现在制造业的趋势所在，合理地运用精益生产及工业工程的知识可以较好的助力企业，使其能更好的应对接下来的机遇及挑战。在本设计中，首先对A产品进行了解，确定所研究的种类，接着通过现场观察及分析确定A产线的现状并记录发现的问题点，运用工业工程及精益生产的知识进行分析和改善。首先确认A产品的工艺流程，运用ECRS四原则、“5WIH”进行程序分析及作业分析并改善，使得流程得到优化，工时有所减少；接下来结合连续流的观点，根据改善后的工艺流程来规划新的生产布局，新的生产布局带来了空间及人员流动路径的改善；接着对生产线进行运输批量设定及5S等精益设计，有利于促进生产流动及现场管理；最后对本设计进行改善效果的评价。本设计结合精益生产及工业工程的知识对A产线的工艺流程、生产布局、作业空间等方面进行系统的改善及设计，形成一个整体的改善设计方案，目的是使生产线脱离较为混乱的状态，达到合理的流动，并运用精益及IE方法减少生产中存在的浪费，使得生产线的生产更平衡、过程更流畅。关键词： 流程改善；布局优化；连续流；精益设计A Systematic Improvement Design of Production Line ABased on Continuous FlowAbstractRelay is the basic component of electronic control, which is widely used in electric control system. However, with the continued development of the new country and the increased follow-up of the local industry, the industry is continuing to increase its growth rate so that the industry needs more production capacity. Nowadays, with the rapid economic development and increasing competition, it has become the trend of manufacturing industry to yield a high-quality product with low cost and short cycle. The rational application of lean production and industrial engineering can better help enterprises, so that the enterprises can better cope with the opportunities and challenges in the future.In this design, first of all, understand the product A and identify the research object of product A, then through on-site observation and analysis to determine the status of production line A and record the problems, using the knowledge of industrial engineering and lean production for analysis and improvement. Firstly, confirm the working process of product A, using “ECRS” and “5W1H” to analyze and improve the process and operation, so as to optimize the process and reduce the takt time ; secondly, from the viewpoint of continuous flow, planning the new production layout according to the improved working process, and the new production layout brings the improvement of space and personnel flow path; then carry out the production line transportation batch setting and 5S lean design are conducive to promoting flow and site management. Finally, evaluate the improvement effect of the design.This design systematically improve the working process, production layout, working space and other aspects of production line A, forming an overall improvement design scheme, so as to make the production line out of a chaotic state, form a reasonable flow, and use lean and IE methods to reduce the waste, so as to make the production process more balanced and smooth.Keywords: Process improvement；layout optimization；continuous flow；Lean Design目录1绪论11.1研究背景与意义11.1.1研究背景11.1.2研究意义21.2国内外研究现状31.2.1国外研究现状31.2.2国内研究现状41.3本课题的研究目标51.4本课题的研究内容与思路方法51.4.1研究内容51.4.2研究的思路及方法52相关理论综述62.1精益生产62.1.1精益生产的提出62.1.2精益生产的定义72.1.3精益生产的内涵72.2连续流72.2.1连续流的提出72.2.2连续流的概念72.2.3连续流的特点82.2.4连续流生产的优点82.2.5实现连续流的前提条件3082.2.6实施连续流的原则3082.3工业工程技术理论92.3.1工业工程的定义92.3.2工业工程的内涵92.3.3程序分析92.3.4作业分析92.3.5动作分析102.3.6总结103 A产线现状与问题分析103.1 A产线及产品的主要情况介绍103.2生产模式113.2.1现状描述113.2.2问题分析123.3工艺流程123.3.1现状描述123.3.2问题分析123.4生产布局123.4.1现状描述123.4.2问题分析123.5人员流动路径133.5.1现状描述133.5.2问题分析133.6作业空间163.6.1现状描述163.6.2问题分析163.7批量设定163.7.1现状描述163.7.2问题分析163.8现场5S164 A产线整体优化改善及精益设计174.1确定节拍时间174.2工艺流程分析174.2.1工艺流程改善过程174.2.2改善结果总结224.3规划布局及作业空间224.3.1生产布局224.3.2作业空间234.3.3改善总结244.4确定作业人数及作业内容244.4.1改善过程244.4.2改善总结274.5确定批量的设定274.6 5S275可行性分析286 A产线改善效果评价287总结与展望29参考文献31致 谢33附 录341绪论1.1研究背景与意义1.1.1研究背景本次的设计所在的A公司生产的产品为继电器。继电器是电子控制系统基础的重要组成部分，在军备设施、工业控制、机械、自动化、电子、家用设备以及电控制相关的仪器工具等都有广泛应用。目前在我国约有1000家继电器相关企业，民营企业约九百五十家，其中品牌企业有两百多家，其中有20%的企业年营业额超过一个亿，50%的企业年营业额超过一千万，中外合资企业占25%，总从业人数35000人左右1。如今，随着现代化的发展，继电器在传统产业的需求增大，继电器产业的发展空间继而会扩充；与国家现今出台的扩大内需的计划及政策相结合，继电器行业生产及发展将得到明显推动。随着智能化工业和“中国制造2025”的提出，一些新兴工业、环保工业及高新机械等产业应运而生，基于上述产业的深化落实及发展，继电器的应用领域及需求将继续拓展。在发展契机增长的同时，随之而来的是发展带来的挑战，在国外方面，一些国际企业着手强化其竞争力，对其资源进行整合，以达到好的竞争效果，这对我国企业而言是一个巨大的挑战。不管面对的是机遇还是挑战，在生产制造方面，我国企业必须往提高生产效率、降低成本、改善产品质量和提高产品质量档次、提高其规模生产能力及快速应变能力的方向走，全面提高生产水平，增强企业的竞争力。曾经我国制造业主要一度以粗放型生产方式为主，生产中重视数量而不太重视效率、质量等，生产过程中存在许多浪费，并且效率较低，企业用大的投入去得到利用率较低的产出，尽管如此，还是采用了大量产出的方式，同时堆积许多库存2。目前国内大多数的企业，尤其是中小型企业在其生产过程中仍旧沿袭着过去的落后的生产模式，其中不合理的车间设施布局、陈旧的生产管理方式、不经规划的人员分配，最终严重影响到企业自身的经营。随着消费者生活水平提高，人们对产品多样化与精细化的要求也越高，企业不得不从传统大批量生产方式转变成为多品种小批量的柔性化生产方式3。虽然大批量的生产方式有靠着数量维持生产稳定的优点，但大量的库存和堆积带来的负面影响仍不可忽视，在市场趋势方面，生产周期长、存在质量隐患、产品切换速度较慢等问题已经逐渐不再被接受，因此改变生产方式已是大势所趋4。改变生产方式需要企业重新对生产情况进行了解、评估，进而对生产线重新设计，选择合适的方案以带动生产，最终满足市场需求。在这个过程中，精益方法是有力的工具，精益生产可以适用在全过程寻找和消除改善，以达到最大程度的相应改善5。这一生产方式可以有效的节约成本、提高生产效率，能快速地对市场需求变化进行响应，以达到用最少投入获得最高收益的目的。在此研究背景下，本设计以生产继电器的A产线为研究对象，对A产线的工艺流程、布局等进行系统的精益优化设计。1.1.2研究意义随着产业结构化的深入，企业面临的竞争也愈加激烈，现如今，标准化是满足基本需求的准绳，但在此基础上出现多元化的需求，企业在满足客户需求的同时也要考虑自身的实际，在这个过程中，企业需要改革现有模式，通过革新来完成客户需求和自身情况双赢。对应于生产方面，多品种小批量的模式、个性化定制已成为市场的潮流，企业在顺应潮流的基础上，应善用精益工具来完成转变，从整体的角度对管理工作以及生产流程进行优化，在低成本的同时实现高效率运作。对A公司而言，其主要负责生产继电器，生产工作在A公司为重中之重，在此复杂且市场具有更高要求的背景下，采取一定的措施对A公司生产过程进行设计及改进是必要的。依照以往的大批量生产模式进行生产容易出现弊端，如大量堆积在制品、生产周期长、在制品的存放及搬运出现混乱、容易出现质量隐患、对不良品难以快速响应等6。在这种模式下，许多浪费容易被掩盖，实际上企业的生产能力有进一步的提升空间。对于生产过程中出现的问题，可以采用工业工程及精益的方法进行改善，如程序分析、作业分析、拉动生产的工具等7；但在生产过程以外的角度，可以改变其生产模式，对生产线进行精益设计，由大批量生产转为连续流生产，让生产过程（包括人流、物流、信息流等都）得以流动起来，生产线流动并畅通为生产管理的控制增加了可靠性 8。精益生产是一种帮助企业优化生产管理的方法理论，精益生产在根本上要求消除浪费，进而降低成本、提高效率。精益生产与以往大批量生产的区别在于在制品及堆积品的流动形式不同；对库存的理解及管理方式不同；对市场需求及风险管理的理解不同等等。精益生产注重拉动式生产，仅根据客户需求来规划生产，这样能减少库存及相应成本，增加企业效益9。连续流有着很强的灵活性，能对生产过程进行快速的调整切换，并有快速更换生产不同的产品的能力，与多品种小批量的生产有很好的适配性，对市场而言，不同于批量生产，连续流生产便于柔性设计（如混流生产等），能较好的适应客户需求的变化，便于快速响应。其次，基于连续流的流动性，材料周转率、库存周转率等得以提高，可以有效降低材料和库存的成本；由于流动变快，部分被材料库存及在制品占用的空间被节省出来，空间成本也得以降低。除此之外，连续流生产还有助于提升产品品质。在连续流生产的过程中，在制品必须按节奏流动起来，其中隐藏的质量隐患能较快的暴露，并且减少在制品的堆积能降低因堆积带来的质量风险，因此连续流生产有利于防止产品成批缺陷的产生。再者，由于连续流建立了平稳流动的生产过程，有利于品质的稳定。总而言之，连续流生产方式可作为提高产品质量的一个有效的手段10。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状精益生产方式在最开始源于日本丰田企业，原为丰田生产方式（TPS）。丰田生产方式能通过低成本进行高质量的产出，在这之中也兼顾效率的提升，并且能对市场需求做快速响应。当年丰田生产方式的提出无疑对制造业产生了巨大的影响，吸引了不少人对丰田公司进行了解学习，有不少专家学者潜心对TPS进行研究，并对其进行了一定的总结，最终在1985年由MIT等单位的专家提出了精益生产这个名词11。而后，经过几年的对精益的探索，有关于记载精益内容的精益思想出版，这本书里有对TPS的关键原则的讲述，并且还延伸到不同行业及领域，以便于不同行业领域的人都能使用精益思想进行指导和行动，至此，精益的理论体系被进一步完善12。但精益的理论及体系并不是一成不变的，随着越来越多不同的发展需求，精益的理论也随之有所变化，体系有一定的扩充，例如新加入的5S、Cell line、TMP等。一些国外的大型企业在应用精益生产的同时，也对TPS的内涵进行深入研究，将精益与企业的自身情况相结合，如同丰田企业与TPS的紧密性与适应性，务求探索出一套适合自身的理论体系。在精益生产的浪潮下，许多企业纷纷对精益生产及其管理模式进行了探索研究，在起初主要对TPS对应的管理方式进行了分析研究13，其中较为有代表性的人物有日本的大野耐一等人。大野耐一编写了丰田生产方式一书，在其中提出了精益的概念，大野耐一还将精益生产与减少浪费两个概念相结合。大野耐一先生是提出精益理念的第一人，对后来的学者对精益进行理解分析带来了一定的影响14。除大野耐一先生外，门田安弘等人对TPS的分析也具有一定的代表性。除日本的学者对精益生产进行研究外，美国的学者也对精益生产有一定的研究成果，如改变世界的机器和精益思想，这两本书的面世也为后来的人们学习精益生产多提供了一些参考。在两本著作中，作者除了分析并总结了精益生产相关的最新理论成果和实践经验外，还将精益理论体系从原来的汽车行业拓展到其他各个行业，甚至于第三产业的服务业。精益思想不仅提供了理论相关的描述，还提供了在生产中的实际案例以供参考，除了对原先理论及案例的阐述，作者也提出了关于精益管理的思考，如精益管理与实现精益价值流的关系，在此基础上，产生了“精益企业”这一概念。这里陈述的精益企业指的是所涉及的所有企业群体并非单独的某企业。这里涉及到企业价值流的概念，精益企业要求所有企业都完成精益化的工作，流动在一系列精益企业中进行，不同企业间存在配合15。除了精益企业的概念外还有涉及供应链方面的精益，就与链端合适的人建立精益关系，在往后推动精益价值流或价值链方面也提出了相关观点。有其他的学者在分享实践成果的同时也为后来人的精益实践提供了个别行动要领16。有学者对精益的战略方面的问题也进行了深入的了解及分析17。与此同时还有许多学者对精益生产显示出浓厚的兴趣并进行了研究分析。实际上，精益生产在国外的发展已趋于成熟，有许多有借鉴意义的案例可供我国企业进行分析借鉴，以形成一套适合企业自身的精益内容及相关体系。1.2.2国内研究现状我国制造业接触精益生产概念的时间较晚，但也取得了一定的理论成果，如齐二石教授编写的精益生产方式拉动生产系统设计程序的研究、我们所了解的丰田生产方式及冯万里编写的精益生产方式等，除了不同的学者对精益的理论进行研究，还有机构对企业展开精益顾问等，这类活动对精益理念在公司管理层中传播有重要作用18。虽然推广精益有了一定的成果，但不可忽视的是由于对精益认识不足、不深导致出现的各种因不符合自身实况使用精益工具达不到预定效果的情况。有的公司只是单纯的注重精益，使用精益的工具，但并不明白精益实际的内涵，照搬概念只是有了形式，但并没有对精益有个全面的了解，在精益改善的时候只是针对个别地方而忽略了整体的改善，只有局部而忽视全局，若不然只是运用了工具在某个问题点，对精益没有深入细致的了解，对精益改善浅尝辄止。若要真正取得成效，必须对精益进行深入研究，而精益改善必须结合自身的情况落在实处。有了精益意识并不意味着问题的解决，长久以来我国的制造业的进程仍落后于西方国家，在工业方面的资源及经验的积累并不及西方国家，这也导致了一系列的问题，如没有掌握一些较好的技术、既很懂技术又能熟练操作的人才较少、注重实干而忽视计划等等，因此在这样的背景下，企业的生产容易出现只靠实干，不重视有组织的生产，对生产过程无具体管控，造成了人力、资源等的大量浪费。如若要改变当前状况，继续投身竞争，每个企业都需要思考如何利用好精益生产方式，贯通精益思想，消除浪费，增强企业的发展空间。由于西方及日本企业已经有较为成功的案例及实际经验，这给我国企业在精益道路上提供了参考经验，从而避免了走弯路。在如今的市场经济的浪潮中前行，适应市场变化是企业需要具备的能力，如何识别趋势，增强应变力是企业需要做到的要点。精益生产本身根据客户的需求出发，在这方面有其独特优势，能帮助企业最大限度的占领市场，这一特性正是企业当即所需要的。但向外面学习不能照葫芦画瓢，而是应该结合自身企业的实际情况来形成自己的一套体系。国外的精益案例及经验为我国企业带来经验的参考及借鉴，但由于文化背景和管理理念等的差异，很多企业实施精益生产时并没达到预先的效果，不仅没有节约生产成本、提高生产效率、缩短交货周期，甚至企业还背上了更大的债务19。目前，我国许多企业通过一系列的管理提升工作，解决了许多发展定位及组织运营性问题，但随着一系列政策的改动，我国企业面对的竞争也日益激烈。在不断发展的形势下，对制造业而言，生产水平不高、效率低下、库存品堆积、交货周期长甚至延期，产品质量不稳定等生产现象已亟待解决。通过现今对精益生产的了解，许多企业已经引入精益生产模式对生产过程进行管理管控，以达到生产过程的稳定，随着精益的逐步渗入企业各方面，最终能提高企业的反应能力和竞争力。精益发展至今，其体系内容不断扩充和丰富化，在应用领域方面也得到扩展和延伸。1.3本课题的研究目标本次研究的目标是改变现有的不合理的生产状况，用精益生产及连续流的思路对生产的工艺流程及布局等方面进行系统的规划，使得生产过程更流畅。希望最终达到的结果大致为以下几点：1改变生产线布局，使布局面积减少且减少操作员迂回的路径。 2提高其生产效率5%以上。3提高产量或减少一人。1.4本课题的研究内容与思路方法1.4.1研究内容通过现场调查、分析找出A产线存在的问题，利用精益生产的思路及基础工业工程的手法（动作分析、程序分析等）对A产线的生产流程、布局、面积等进行改善，以减少各方面的浪费，使得生产线的生产更加平衡，最终达到提高产量、效率或少人化的目的。同时也对生产线的现场进行精益化的设计，如5S等。1.4.2研究的思路及方法根据精益生产及连续流的思想对A产线进行整体的布局规划（主要集中在生产模式、生产布局、生产流程三方面），使其脱离现在较为混乱的状态以达到合理的流动，生产线能较为平衡的状态，最终能得到效率及产量上的改善。1首先根据客户需求来确定节拍时间，测定周期时间并设定生产节奏。2在现场进行观察，并对员工的操作动作进行记录。目的是要了解工序的细节。接下来对工序进行“分解”以确定其工作要素，将工作要素一一列出，可以帮助找出浪费并设法将它们消除。将要素记录下来后进行程序分析、动作分析等（采用5W1H、ECRS四原则、动作经济原则等分析方法），接着再对消除浪费后的操作进行工时测定，对瓶颈工序进行改善。3对场地布局进行规划。先假设只有一位操作员进行作业，设计一位操作员作业时的流程时，自然不存在上述这么多的浪费，这样作业更有效。这样的单元布置可以提高效率并不断创造价值。因此可以根据上述思路及收集到的数据对场地布局先确定一个大致的规划。4通过各工序总生产周期时间及节拍时间确定操作员的人数。而后根据工时信息及已知的几种分配方式进行分析，给操作员合理分配操作内容。最后根据需求、工时、操作员人数等信息，再结合生产线实际情况确定生产线的布局。5确定每次的流动批量，以防大量的在制品堆积，使其按预定好的小批量进行运输流动。6整合所有信息及数据，形成一个有系统性的方案。2相关理论综述122.1精益生产2.1.1精益生产的提出上世纪出现的石油危机使得大批量生产方式的缺陷暴露出来，而此时日本丰田公司经过20多年的发展已形成了较为稳定的丰田生产方式，相较于其他企业，丰田公司的业绩并未受到同等程度的冲击，反而开始逐步上升，这也使得丰田方式在当时为日本企业及社会所熟知。日本丰田模式的成功引起了西方国家业界的关注。以美国为首的许多专家对此展开了考察和研究，先是对众多欧美企业进行考察，而后将西方的盛行的大批量生产方式与丰田生产方式做了对比论证20。精益生产的概念在20世纪90年代被MIT等相关单位根据对TPS研究后提出。精益生产理念中要求拉动式生产，消除过程中的浪费，最终的理想目标是达到零缺陷和零库存，是一套较有指导意义的生产经营管理理论21。精益生产方式的出现掀起了一股国内外汽车企业对精益生产进行学习研究和推广的热潮。慢慢的，精益生产的内涵及应用领域也被逐步扩大。2.1.2精益生产的定义APICS认为精益是一种消除全过程、全活动、全资源的不必要的消耗，并使所有消耗最小化的哲学，精益生产要求消除在全流程的各个方面的非增值行为。精益生产强调及时制造，消除存在的故障，消除存在的一切浪费，以达到零缺陷和零库存，精益生产要求按确定的节拍生产，是一种先进生产方式22。精益生产一开始就从客户需求出发，在生产过程中注重从设计到生产交付全流程的角度进行设计，利用拉动的方式，消除一切不必要的浪费、减少在制品和库存，将损耗降到最低。同时，精益生产拒绝过早、过量的投入，力求消除所有消耗资源而无增值活动的浪费，在整个精益过程中提倡全员参与、持续改进22。2.1.3精益生产的内涵精益生产注重全面改善，以谋求企业的利润达到最大，是一种现代化的生产方式。企业在其生产过程中利用持续改善、自动化生产及准时化生产等手段，力求实现零浪费、零库存、零缺陷的目标23。消除浪费为精益生产中的重要一环，丰田企业的大田野一先生归纳总结了生产中的七类浪费：（1）需要额外纠正的错误（2）没有需求的产品仍生产（3）以上原因导致的库存（4）存在不必要的工序（5）员工在生产过程中的盲目走动（6）货物的盲目搬运（7）下道工序对上游工序的等待。精益生产追求用少的资源达到大的效益，在这个过程中尽力控制流程涉及的所有成本；精益生产追求拉动式生产，根据需求来进行生产；精益生产要求消除一切浪费以及不增值的活动；对比大批量生产，精益生产与多品种小批量的生产更为适配；精益生产追求尽善尽美、精益求精并在此基础上持续改善；零库存、零缺陷、零浪费和高柔性为精益生产的子目标24。2.2连续流2.2.1连续流的提出 “连续流”生产是最先在20世纪70年代由日本企业基于准时化生产理念而提出的不同于传统生产模式的理念。连续流生产能有效解决在制品积压，也是准时化生产的核心。2.2.2连续流的概念连续流指在一连串的生产流程中，每次只生产和运输一件或一小批产品；每个步骤只执行下一个步骤所需要完成的工作，使得生产流程尽可能的连贯25。连续流是精益生产的核心理念之一，其要求尽可能的减少在制品库存、缩短生产周期、减少员工走动的浪费以及缩短工序之间的距离;连续流鼓励均衡化生产，是提升生产质量的有效手段26。2.2.3连续流的特点连续流消灭生产过程中“孤岛、独立”等不合理的存在，旨在流程输入与输出间达到平衡，改变原先的孤岛形的生产方式。连续流有以下一些特点：在布置生产线时可以灵活处理；员工可以一个人操作几台机器；对于连续流而言，往往倾向于单一小型的设备，而这类的设备较为稳定；在形成连续流的前期往往经过规划，人员流动及物料流动较为清晰及单一。2.2.4连续流生产的优点1生产周期缩短。整个传递过程较为畅通、不阻滞，代表生产过程中的滞留时间被消除，剩余的时间都基本为实际的员工作业时间，因此生产周期被大大缩短27。2提高生产效率。连续流在前期设定中，生产节拍是设置好的。操作人员按照统一的生产节拍进行加工，可以确保操作人员的生产效率，也因为节奏统一，有利于操作人员集中精力以及形成团结协作的氛围，能更好的带动生产。3节约空间。连续流使得工序间的在制品堆积减少，被在制品占用的空间被腾出。4降低在制品库存。生产过程中的在制品以最小单位进行流动，流动过程尽可能的连续、不阻滞，因此生产过程中的在制品库存堆积可以降低28。5加快产品切换速度。连续流以最小批量（单位）在工序间流动，便于控制产品切换的速度。批量越小，切换速度会越快29。6提高产品质量。连续流的传递环环相扣，上一道工序的加工如果出现问题，下一道工序的员工在操作时能及时发现，且由于批量较小，出现质量问题后能更好的把控，如此一来有利于产品质量的提升。2.2.5实现连续流的前提条件301工艺设置：以产品对象为原则进行布局设计。2转型时间：几乎无转型时间，即使有也只能时间极短。3快速响应：要求各职能部门及相关人员时刻以现场为中心；要求纵向各组人员明确责任、横向各组人员力往一处使；要求信息收集渠道打开，及时传递、处理和反馈所得信息。2.2.6实施连续流的原则301物流同步原则： 所需物料的生产和供应须同步，只按需供应，阻止来料及在制品堆积。 2内部用户原则：不生产、不传递不良品。 3消除浪费原则：连续流强调消除不产生价值的浪费以及前后工序不平衡的浪费。2.3工业工程技术理论2.3.1工业工程的定义关于工业工程（Industrial Engineering，IE）已经发展久远，随着时间推移，IE的体系及内容不断丰富，应用领域也得到扩展，因此在不同时期对IE的定义会随着当时的背景有略微的差异。20世纪50年代AIIE对IE的定义为：“工业工程是一项综合运用数理学、各类社会科学的知识及技术以对人、物、机、能源和信息形成的一体的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术，它能结合工程分析和设计的相关原理与方法，对系统所取得的成果进行确定、预测和评价。”31但此定义存在一定的不足。20世纪50年代后期日本工业工程协会在上述的基础上对IE的定义进行了略微的修改：“IE以科学的方法，有效地利用人、财、物、信息、时间等经营资源，优质、廉价并及时地提供市场所需要的商品和服务，同时探求各种方法给从事这些工作的人们带来满足和幸福。”该定义在原先基础上体现了对人的关怀，这也是工业工程与其他工程类学科有所区别之处31。2.3.2工业工程的内涵1IE所强调的重点是降低成本、提高效率以及提高品质。2IE注重综合应用，具有很强的实践性。3IE强调以人为本。4IE的优化实践具有很强的系统性。5IE十分强调现场管理。2.3.3程序分析程序分析以生产系统为研究对象，对生产过程进行一个系统而全面的分析。对于生产过程而言，程序分析主要分为以下几类：工艺程序分析、流程程序分析、布置和经路分析，程序分析的工具分别有四种：工艺流程图、流程程序图、线路图和线图。程序分析涉及的分析方法：“5W1H”法、动作经济原则、“ECRS原则”等。2.3.4作业分析作业分析对人操作工序的过程进行逐步研究，发现人操作工序过程的不合理处，设法改善不合理以及消除其中的浪费，对操作者而言也能减轻其劳动强度，减少工序所涉及的时间。作业分析的类型有：人机作业分析、联合作业分析和双手作业分析，之中涉及的工具有：人机作业分析图、联合作业分析图和双手作业分析图。进行作业分析时可以使用以下一些原则：通过“ECRS四原则”使得工序达到最佳的排列，操作总数尽可能减少；双手作业并使其负荷平衡；零件（材料）定位要与人能很好的配合；为了减少人的操作强度，可以多使用工具；使用自动上料机；合适的作业空间；不合理的空闲时间要消除等。2.3.5动作分析动作分析对操作者的每个细节动作都进行记录及分析，寻找其中的动作浪费并将其消除。观察作业动作的方法有两类：目视动作观察法和影像动作观察法。通常对记录下来的结果，结合动作经济原则进行分析和改进。2.3.6总结工业工程体系中涉及到的工具与方法远不止上述几种，上述所提及的工具是研究生产现状及细节的基础工业工程的三种工具。工业工程这门学科通过各种工具及方法对研究目标进行分析、改进，最终达到综合最佳的改善结果，对企业的发展有所助力。3 A产线现状与问题分析3.1 A产线及产品的主要情况介绍A产线上生产的这款A产品看似小巧玲珑，但内在工艺精细复杂，最复杂的一种工艺里面包含42道工序。根据工艺划分，可以将A产品分为16类，即A产品的产品族有16种产品，其中的工序大多都是相同的。由于常做品只有8种，又因8种常做品中两两工序完全相同且工时只相差1%，因此归类成4种产品作为研究对象，此4种产品的订单需求大致为1：1：1：1，以下为4种产品的种类划分。表3.1 A产品的研究种类划分序号A产品种类1AC开口品2AC闭口品3DC开口品4DC闭口品各类的产品的区别集中如下。1AC品与DC品表3.2 AC品与DC品区别工艺种类 工序名称AC品DC品铁芯与铜环铰合有没有铁芯整形有没有Core&Coil点胶有没有调节接触有没有半成品杂音测试有没有成品杂音测试有没有可动铁片整形工时长工时短调整工时长工时短半成品测试工时长工时短成品测试工时长工时短21P与2P这里的1P与2P指的是端子的数量，1P为一个端子，2P为两个端子。表3.3 1P与2P区别工艺种类 工序名称1P2P入C端子工时短工时长F+C铰合工时短工时长Core&Base点胶工时长工时短3开口与闭口表3.4 开口与闭口区别工艺种类 工序名称开口闭口入指示片有无可动片整形有无入可动片有无入手动卡箍有无角度检查有无A产品的主要区别以上所示，可见区别较多。根据收集的工时可得，4大类产品的工时最多可以相差41%。由于这4类产品都在同一条生产线进行生产，因此本次设计的目标是这4类产品在同一个生产单元生产时都能有规划地、较为平稳、平衡地生产。3.2生产模式3.2.1现状描述根据上述数据可知，A产品主要分为4类，日产量稳定在1K，设备专用化，没有机器的换模时间，适合多品种小批量的生产模式。3.2.2问题分析由于前期没有进行规划，员工为了减少搬运和移动，通常会累计较多在制品后才传到下一工序。有些工位不只要接收上一道工序传来的在制品，本工位做好的在制品也没有及时传输，堆积在工位后继续生产。虽然工位间也有配合，但在整个生产过程中每个员工更像是一座孤岛，存在大量在制品堆积、物料流和信息流不通畅的情况。由于缺乏规划，每个员工的分工不明确，每个人的工位只有大致的划分。有员工忙完自己工位的工作后，若上一道工序没有供应足够多的在制品下来，他们就会到上游供应紧张的工位去帮忙生产，为了减少走动，员工会直到原工位有足够多的在制品才回到自己工位继续生产，而足够多的在制品的数量一般为一天产量的1/3及以上。通过上述可知，工位上在制品堆积严重，员工没有有序的生产节奏，物料流动缓慢。像这样不连续的流动，孤岛似的在自己工位批量生产也会导致很难及时发现不良品。3.3工艺流程3.3.1现状描述工艺流程见附录1 A产品原工艺程序图所示。3.3.2问题分析通过对流程上每个工序进行作业分析及动作分析得，有10个工序存在改善的空间。这10个工序分别是焊接