毕业论文
题目：生产线平衡方法的研究与应用
英文并列题目Practice and Research on Line
Balancing
学院：机电工程学院专业：工业工程
摘要
生产线平衡是企业实现“一个流”的生产前提，实现生产线平衡不仅有效地减少在制品数，降低企业成本还能提高企业生产效率，保证产品质量与稳定性。
首先，对前人所研究的生产线平衡问题的解决方法进行归纳分类；接着在了解某鞋业厂所面临的困境后，选择其中两条生产线（一条针车线、一条成型线）进行线平衡研究。在启发式思想的指导下，应用工业工程管理方法中的工艺流程分析和作业测定技术获取现时平衡情况及瓶颈工位，并对瓶颈工位进行“ECRS”分析，对工位进行分解重组，从而减少生产线节拍时间、提高生产线平衡率。
最后，为了保证线平衡改善效果、实现持续改善活动，还从品质、物料搬运、干部职责等角度出发，在“6S”管理、相似原理、精益生产的思想指导下对鞋业的生产车间进行了重新布置。
关键词：生产线平衡鞋业生产线工业工程“ECRS”
Abstract
Production line balancing is the premise of enterprise realizing “One Piece Flow”. Production line balancing not only can reduce the number of “work in process”, reduce the private costs , but also raise the production efficiency, assure the the quality and reliability of production.
Firstly, summarize and classify the research and solution on production line balance questions. Secondly, after understanding the diffcult position which x shoe industry factory faces, choice two production line(one is needle line,the other is moulding line) to research the balance. With the help of heuristec method, the process analysis and the work study are used to determine the balance situation of production line and the bottleneck location. Analysing the bottleneck location with the “ECRS” theory, analyzing and combining it in order to reduce the production cycle time and raise the production balance ratios.
Finally, to assure the improvement effect, and unfold going on improvement activities, arranged the production workshop with the help of “6S” management, principal of similitude, lean production and so on at the angle of production quality, material transporting, cadre responsibility. Keywords: Production Line Balancing Shoe Industry Production Line Industrial Engineering “ECRS”
目录
摘要 .......................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................... II 目录............................................................................................................................. I II 第一章绪言 . (1)
1.1 课题研究背景 (1)
1.2 写作意义 (1)
1.3 生产线平衡研究现状 (2)
1.4 课题的基本思路 (2)
第二章生产线平衡问题的概述 (3)
2.1 生产线平衡的相关理论 (3)
2.1.1 生产线与流水线及单件流 (3)
2.1.2 生产线平衡参数 (4)
2.2 生产线平衡方法的相关理论介绍 (5)
2.2.1 优先约束关系 (5)
2.2.2 理论最小作业要素、工位作业时间 (6)
2.2.3 生产线平衡问题的分类 (6)
2.3 生产线平衡法的介绍 (7)
2.3.1 数学分析方法 (7)
2.3.2 启发式方法 (8)
2.3.3 工业工程管理方法 (10)
第三章某鞋业生产线平衡研究 (17)
3.1鞋业及公司简介 (17)
3.1.1鞋业简述 (17)
3.1.2公司简述 (17)
3.1.3 鞋子生产流程简述 (18)
3.2 针车线平衡问题研究 (19)
3.2.1 针车线现状 (21)
3.2.2 针车线改善方案 (23)
3.3 成型线平衡问题研究 (27)
3.3.1 成型线现状 (27)
3.3.2 成型线改善方案 (30)
3.4 鞋业车间布局改善方案 (31)
3.4.1 改善背景 (31)
3.4.2改善方案及评价 (31)
第四章总结与展望 (35)
4．1 总结 (35)
4．2 展望 (35)
致谢 (37)
参考文献 (39)
附件 (41)
外文翻译 (41)
英文 (41)
中文 (52)
第一章绪言
1.1 课题研究背景
制造业是所有与制造有关的企业生产机构的总称。或者说，它是对原材料加工或再加工以及对零部件装配工业的总称。
尽管我国已成为制造大国，但还不是制造强国，我国制造业与发达国家有阶段性的差距，据相关调查结果显示，我国制造业总体规模不到世界的5%，仅相当于美国的1/5，日本1/4。[2]
二战后，市场需求模式发生重大变化，制造模式、制造技术必然随之发生变化。随着市场竞争的日益加剧，顾客个性化追求，大批大量生产方式开始逐步向多品种、中小批量生产方式发生转变。精益生产、JIT、合并工程、敏捷制造、大量定制、成组技术等思想倍受企业家们的关注。
这些思想的宗旨都是如何有效地充分利用企业现有资源，即在不投入或少投入的基础上，使企业产出达到最大，并赢得更多的顾客满意。
生产线平衡方法能很好地响应上述思想，并同时能解决现时制造业存在的制造系统、制造模式、制造技术问题。生产线平衡方法是IE的七大手法之一，它是通过对各工序的作业时间、人员、机器合理地分配，使生产效率大大提高。
东莞巨佑体育用品有限公司是永茂集团特于2006年在广东东莞沙田镇建设的。部下有鞋业事业部、服装事业部、高尔夫球事业部。鞋业事业部的生产方式仍然是按传统大量库存式生产，库存量很高，常常因鞋子部件不配套、品质不过关而停线，严重影响了公司的达成率。同时为了完成订单员工不得不经常加班，员工意见大。公司高层管理人员意识到这一问题的重要性，引进了一批IE师，重视5S、看板管理、生产线平衡等。
1.2 写作意义
在生产实践当中常常遇到两类优化问题：如何运用现有资源（如人力、机器、原材料）安排生产，使产值最大或利润提高，对于给定任务如何统筹安排以便消耗最少资源。这些都是生产管理人员主要的核心工作。生产线平衡方法能很好地解决这些问题。
该集团下的三家鞋业四月份产量报告：南海有三条成型线，四月份产量达17万；湖南有一条成型线，四月份产量达6万；而东莞有四条成型线，但四月份产量只有11万。5月份目标产量订为17万。因此在东莞鞋业生产线进行生产线平衡是当务之急，只有实现生产线平衡，才能保质按量完成任务。因此，进行生产线平衡能充分实现企业产能，能提高公司的达成率。实现生产线平衡还有如下几点意义：
（1）生产线平衡有利于提高企业的生产效率。一个工厂的主要任务是QCD三大项任务。Q指产量，C指成本，D指交货期。也就是说如何用最低的成本及时为
顾客提供满意的产品。通过生产线平衡，制定合理的生产作业标准，就可以缩
短产品的生产周期，从而提高生产效率，即提高单位产量。
（2）实现生产线平衡有利于保证产品质量的稳定性。因为生产线的不平衡会造成不同工位的劳动强度不同，瓶颈工位上的员工为了减少堆积品，会忽略质量。（3）实现生产线平衡是企业实现“一个流”的生产前提。
（4）提高生产线平衡率有利于减少在制品库存，降低企业物流成本。通过对生产线上的各工位进行工序同期化的调整，能很好地减少在制品数量。
（5）提高生产线平衡率有利于调动员工的工作积极性。一来是因为“流”的顺畅（减少员工停工待料），二来是因为员工感受到“公平”对待。
（6）实现生产线平衡有利于提高企业产能,使企业利润增大。
1.3 生产线平衡研究现状
生产线平衡问题是伴随着流水生产线的产生而产生的，至今已有百年历史。但这一问题的正式提出是在1954年美国人B.Bryton在他的硕士论文《连续生产线平衡》中第一次提出生产线平衡的问题并着手解决这一问题，在此之后，许多科研人员都研究了这个方面的问题，并发表了各种各样的求解方法。
目前国内外对这一问题的研究着重于理论上，其基本思路是将一个实际的流水生产线按一定的方式进行简化，然后建立适当的数学模型或图表，之后采取适当的算法进行求解，这些方法可分为两大类，数学分析方法和启发式方法。然而在管理现场的人并不是理论的研究者，而是要求实操性强且易掌握的方法。这种方法就是工业工程管理方法。在国外，工业工程管理方法被广泛用于生产管理当中，国内比较少，现在国企还没有IE 师这个职位，但国内的外资企业，尤其是台资和日资企业比较重视IE。随着IE师引入的成功案例增多，IE师将来定成为中国企业的普及职位。
1.4 课题的基本思路
先介绍课题的研究背景以及意义，再介绍三大生产线平衡方法中的一些方法，着重介绍工业工程管理方法，然后针对东莞巨佑的生产实际，选其两条线：一条为针车线、另一条为成型线作为研究对象，通过对其程序分析、作业测时、机器效能评价来合理地安排各工位作业的内容，使生产线上工序同期化，合理安排人机负荷，使人机效率达到最佳。对鞋业车间进行全新布局，为持续线平衡改善活动提供良好的环境。
第二章 生产线平衡问题的概述
2.1 生产线平衡的相关理论
2.1.1 生产线与流水线及单件流
生产线是一种按照对象专业化原则组织起来的生产组织形式。是制造系统的基层制造系统。流水线是生产线的一种优化形式，生产线工位的排序不一定按照产品的生产工艺顺序排列下去，但流水线一定按加工工艺顺序排列工位，使产品按照一定的速度，连续和有节奏地经过各个工位依次加工，直到生产出成品。它是生产过程中在空间上和时间上的合理组织形式，减少库存与物流，降低企业成本。流水线是生产线平衡问题解决的基础框架。
一般流水线具有以下几点特征：
（1）劳动对象按照既定的工艺程序依次通过各个工作地，并按照统一的生产速度（节奏），连续地、重复地完成各道工序的作业。
（2）流水线上出产相邻两件制品的时间间隔，有着明显的节奏性和统一规定。
（3）工作场所使用具有高度专业功能的专用设备。
（4）各道工序工时定额与其工作地数量比例都等于或小于流水线节拍，以保证生产过程的比例性和平衡性。
（5）工艺过程是封闭的，劳动对象在工序间单向移动。
并不是所有的生产线都能组织成流水线生产，组织流水线生产要具备以下条件：
（1）产品设计和工艺要相对稳定，但要体现现代科技的先进的成果，要有良好的工艺性以符合工艺同步化的要求，零部件要有良好的互换性，以保证加工或装配时间的稳定。
（2）工艺过程要能划分为一些简单的工序，又能根据工序同步化的要求将其适当地加以合并或分解，使各道工序的生产节拍大致相等。
（3）要采用先进而又合理的工艺方法，以充分发挥高效率的专用设备效能。
（4）制品产量要大，以保证各工作地设备的正常负荷，充分发挥生产上的规模效应。
单件流是指以最小的单位流经各生产流程的生产方式。即加工一个，检查一个，传递一个。其目的在于促使流程达到最顺状态，减少在制品库存，使流程中不可隐藏任何问题点，达到及时地发现问题并及时改善的效果。其基本步骤如下： （1）设定节拍时间：根据当日的目标产能和计划工时算出，即节拍时间＝ （2）测试操作时间，用秒表直接测量每位作业员实际加工一个工序所需的时间，再视情况给予5%~10%的宽放率；
（3）公布节拍及操作时间，规范作业人员操作；
（4）进行流程的全面分析；包括人机平面布置图、工艺流程分析图等，并进行流程平目标产能工作时间