IE设计实践 自行车组装流水线

浙江工业大学 设计实践报告 课程名称    IE设计实践    专    业：      工业工程 班    级：  工业工程1011班 学生姓名：          指导教师：        2013-2014学年短学期 1. 绪 论 1.1. 研究背景与意义 自行车，从西方国家传入中国，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。现在自行车遍及世界各地，进入家家户户，是人们最常见的交通工具。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。英文bicycle或bike的bi意指二，而cycle意指轮。在日本称为“自転（转）车”；在中国大陆、香港、澳门、台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在港澳则通常称其为“单车”。是最早德国的一个看林人德莱斯（1785-1851）发明的。有单人自行车，还有双人或多人自行车。 本文以普通自行车为研究对象，通过对其装配过程的分析，设计出自行车装配线，并采用生产线平衡技术进行工作地划分，选出最优工作地分配方案并进行主生产 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的制定以及MRP展开，这是一个综合知识的应用过程。通过该研究，旨在通过学过的专业知识设计出一条较好的自行车装配生产线，以提高运用各种相关专业知识的能力。 1.2. 自行车的基本结构 1.1.1. 自行车的产品结构图 自行车一般由车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件组成，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统,，其产品结构图如图1.1所示。 　1．导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。 　2．驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。 　3．制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停使、确保行车安全。   此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。   从组装的角度考虑，本文中把自行车系统分为五个系统，分别为车架系统，车轮系统，车把系统，刹车系统，脚蹬系统五个系统。 图 11自行车结构 1.1.2. 自行车的产品结构树及物料表   产品分解是制造业的基础工作,是企业产品管理主要工作之一。产品管理中,产品对零件的需求量计算,即产品分解计算广泛用于产品生产计划编制、物资采购计划编制和新产品开发中。企业生产多种系列产品,产品结构很复杂,编制生产作业计划时,产品分解是非常耗时的计算。若产品对零件独立需求,可用产品零件汇总表方式表示;若产品需求是相关需求,一般采用产品零件结构树来表示。产品零件结构树是由产品装配系统图、产品零部件明细表(包括通用件、标准件、自制件、外购件、外协件、原材料)产生。产品结构树以树状方式描述,树中各结点分别表示部件或组件,叶结点表示零件。图1-2至图1-21为自行车的产品结构树，表1-1为自行车的物料表。 图 12 图 13 图 14           图 15 图 16     图 17 图 18   图 19 图 110   图 111 图 112   图 113 图 114       图 115 图 116 图 117 图 118 图 119 图 120     图 121 表格 11 物料表 物料编号 零件号缩排 计量单位 装配数量 ATX 自行车 辆 1 A 车架系统 套 1 A01 车架 个 1 A02 车后座 个 1 A02-1 车后座 个 1 A02-2 螺母 个 2 A02-3 螺钉 个 2 A02-4 垫圈 个 2 A03 鞍座 个 1 A03-1 鞍座 个 1 A03-2 鞍管 个 1 A03-3 鞍管螺母 个 1 A03-4 夹紧螺母 个 1 A04 前叉 个 1 A04-1 前叉 个 1 A04-2 上档 个 1 A04-3 下档 个 1 A04-4 上叉碗 个 1 A04-5 下叉碗 个 1 A04-6 车篮架 个 1 A04-7 锁母 个 1 A05 支架 个 1 A06 前挡泥板 个 1 A06-1 螺母 个 1 A06-2 螺杆 个 1 A07 后挡泥板 个 1 A07-1 螺母 个 1 A07-2 螺杆 个 1 B 车把系统 套 1 B01 车把 个 1 B02 车把立管 个 1 B03 把心丝杆 个 1 B04 把心螺母 个 1 C 车轮系统 套 1 C01 前轮 个 1 C01-1 车圈 个 1 C01-2 内胎 个 1 C01-3 外胎 个 1 C01-4 花鼓 个 1 C01-5 辐条 个 32 C01-6 垫圈 个 32 C01-7 螺母 个 32 C03 后轮 个 1 C03-1 车圈 个 1 C03-2 内胎 个 1 C03-3 外胎 个 1 C03-4 花鼓 个 1 C03-5 辐条 个 40 C03-6 垫圈 个 20 C03-7 螺母 个 40 C03-8 飞轮 个 1 C03 前轴 个 1 C03-1 前轴棍 个 1 C03-2 轴挡 个 2 C03-3 防尘盖 个 2 C03-4 锁母 个 2 C03-5 气门栓 个 1 C03-6 垫圈 个 4 C03-7 螺母 个 2 C04 后轴 个 1 C04-1 前轴棍 个 1 C04-2 轴挡 个 2 C04-3 防尘盖 个 2 C04-4 锁母 个 2 C04-5 气门栓 个 1 C04-6 垫圈 个 4 D 脚蹬系统 套 1 D01 中轴 个 1 D01-1 中轴棍 个 1 D01-2 中接头 个 1 D01-3 左轴碗 个 1 D01-4 锁母 个 1 D02 链轮 个 1 D03 曲柄 个 2 D03-1 曲柄 个 1 D03-2 曲柄销 个 1 D03-3 垫圈 个 1 D03-4 螺母 个 1 D04 脚蹬 个 2 D04-1 左脚蹬 个 1 D04-2 右脚蹬 个 1 D05 链罩 个 1 D05-1 螺钉 个 2 D05-2 螺母 个 2 D05-3 垫圈 个 2 D05-4 螺母 个 2 E 刹车系统 套 1 E01 手刹 个 2 E02 刹车线 个 2 E03 前刹 个 1 E03-1 螺钉 个 1 E03-2 螺母 个 1 E04 后刹 个 1 1.3. 自行车装配基本数据 1.1.3. 自行车装配工艺流程分析 通过实地对自行车的装配工艺流程进行观测和记录，经过分析与整理，可得到自行车装配工艺流程图，如图1-22所示。 图 122 自行车装配工艺流程图 1.1.4. 自行车装配工时 根据以上各工序测得的实际加工时间，再对其加上10%宽放率和1.1的评比率，可得到如下所示各工序的标准工时。 表格 12各工序标准时间表 序号 名称 时间（S） 标准工时（S） 序号 名称 时间（S） 标准工时（S） 1 安装前叉部件 54 65 9 初装前手刹 55 67 2 初装鞍管、车后座 25 30 10 装链条 45 54 3 初装车把 40 48 11 装前后车轮、支架并检查 114 138 4 装前后挡泥板 21 25 12 装后刹 50 61 5 装中轴棍 59 71 13 检验车把、刹车安装 98 119 6    初装链罩    46 56 14 装鞍座 25 30 7 装链轮曲柄 35 42 15 整车校正 62 75 8 装脚蹬 27 33 2. 企业生产线布置设计及生产线平衡技术 2.1. 生产线布置的基本方式 2.1.1. 生产线布置的几种方式 对于生产、贮运部门来说，物料一般沿通道流动，而设备一般也是沿通道两侧布置的，通道的型式决定了物流、人员的流动模式。选择车间内部流动模式的一个重要因素是车间入口和出口的位置。常常用于外部运输条件或原有布置的限制，需要按照给定的入、出口位置来规划流动模式。此外，流动模式还受生产工艺流程、生产线长度、场地、建筑物外形、物料搬运方式与设备、贮存要求等方面的影响。 进行流水线的平面布置设计时，应遵循这样一些原则：有利于工人操作方便；在制品运输路线最短；有利于流水线之间的自然衔接；有利于生产面积的充分利用。这些原则同流水线的形状、流水线内工作地的排列 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 、流水线的位置以及他们之间的衔接形式有密切关系。 基本的流水线形状一般有直线形、L形、U形、环形、S形，如图2-1所示。 U形：适用于入口与出口在建筑物同一侧面的情况，生产线长度基本上相当于建筑物长度的两倍，一般建筑物为两跨，外形近似于正方形。 L形：适用于现有设施或建筑物不允许直线流动的情况，设备布置与直线形相似，入口与出口分别处于建筑物两相邻侧面。 环形：适用于要求物料返回到起点的情况。 S形：在一固定面积上，可以安排较长的生产线。         直线形                    L形                      U形               S形                                      S形 图2-1 基本的流水线模式 2.1.2. 直线形布置的特点及适用范围 直线形布置的适用范围：直线形是最简单的一种流动模式，入口与出口位置相对，建筑物只有一跨，外形为长方形，设备沿通道两侧布置。直线型生产线布置是最常见的一种生产线布置方式，又分为单列直线型和双列直线型。单列直线型流水线，多在工序数少、毎道工序的工作地也少的条件下采用。当工序与工作地的数量较多而空间的长度不够大时，可采用双列直线排列。如图2-2、图2-3所示（圆形为人员配置，方形为设备布置。直线型布置有如下特征： 　1）便于物料搬运； 　2）便于信息流的畅通无阻；　   3）生产线为一条线，产品从原材料到成品可以实现一个流，避免了不必要的搬运； 　4）管理相对简单； 　5）生产线柔性差，产品设计的局部改动将引起生产线的重大调整。 图 21单列直线型生产线 图 22双列直线型生产线 2.1.3. U型布置的特点及适用范围 U型生产线布置是柔性生产和精益生产中经常采用的一种生产线布置方式。U型生产线布置让生产线拐个弯，将生产线上的物品投入口和输出口放在一个地点。相对于将物品投入口和输出口分开的直线型生产线布置，它有如下优点：       •为生产线的平衡提供更多的可能性；      •随生产线流动的产品托板、工夹具等流回到起点，减少了搬送作业；      •一人进行多项操作时，有利于减少人员走动；      •不用安排不同的人进行投入材料和收集成品的工作；       •物流路线更加顺畅。     有时将U型生产线的首尾连在一起，成为O型生产线，进一步减少产品托板和工夹具等的搬送。U型生产线是有弹性生产线布置，一般能够按需求量变化增减作业人员，单要求员工多能工化；在U型险种，入口（第一道工序）与出口（最后一道工序）由同一个作业员来操作，便于控制生产线节奏，控制生产线的标准数量；便于相互协作，易于提高整条生产线的效率；U型生产线适用于复杂的工序中，为了平衡节拍，节省人员，做到更好的生产线平衡。U型生产线便于具有柔性生产能力，有利于单件流，便于员工沟通，节约场地。 U型生产线生产方式可分为单人方式、分工方式和巡回方式（追兔方式）三种。 图 23 U型生产线布置 2.2. 生产线平衡技术 2.2.1. 生产线平衡的基本概念 生产线平衡，就是对作业的内容和方法进行详细的分析和研究，综合应用工业工程的改善手法、启发式算法以及计算机仿真技术，寻找瓶颈，降低工序作业时间，提高工序作业效率，并调整各工序优先顺序，使工序间的作业时间差距最小，以提高生产线的效率，解决企业资源优化配置。生产线平衡包括选择分配到各个工作站的恰当工作任务组合，这样工作可以一个合理的次序进行，而且每个工作站执行工作的时间也相当。这样做可以使完成既定产出所需的劳动输入和工厂投资最小化。 这个目标可以通过以下两个方法实现： （1）达到给定工作周期（既预期的生产能力）所需的工作站（工人人员）的数量最小化； （2）将工作站完成预期工作所需的周期时间最小化（最大化产出率）。 2.1.4自行车装配的组织形式     自行车装配的主要组织形式有二：固定式和移动式。 固定式装配：产品在一个工作地全部装配完毕．所需零部件均进入该工作地。各工作地配有相应的工模、央具。在自行车装配中一般部件装配采用这种形式 例如．车座、支架、衣架、曲柄链轮、脚蹬等的装配。这种装配形式可分工多人装配，也可不分工．平行装配．但此种形式需占用较多的面积、较多的熟练工人和辅助设备。 产品移动的流水线装配：产品上装配输送线，由一个工位移向另一个工位，规定每个工位完成一定的工序。工位上各操作点根据需要也配有专用设备或工具．工人在一个固定的工位上完成某一同样装配工序。此种装配形式适用于大批量生产。在自行车行业的组装．装箱和整车装配生产中被广泛采用。该种装配形式还可配置高效自动化设备或专业机械手实现自动化装配，是一种较为完善的装配形式 2.3. 工序同期化方案A（直线型） 2.3.1. 工序同期化设计过程　 由前面的自行车装配工时表可知，自行车的装配有15个基本工序，若采用直线型布置生产流水线，则可将其绘制成简单的工序流程图如下图2.1所示。每一个基本操作用一圆圈表示，圆圈内的数字即基本操作编号，圆圈上的数字即该操作所需的时间(单位：分钟)。设给定的周期时间为Ct＝150s。 图 24直线型流水生产线工序图 本流水线一共有15个基本操作，所以最多需要15个工作地。 基本操作时间总和为65+30+48+25+71+56+42+33+67+54+138+61+119+30+75=914s 故最少需要工作地数= [914／150]=7个。 以节拍为150s，对15个工序进行工作地划分，对所有组合进行列举，由于工序顺序的约束，实际可得15个工序最少需要8个工作地，其图形如下图2.2所示。对其进行直线型布置，每个工作地分配一个操作人员。结合图2.2，绘制出反映工位平衡性的直方图如图2.3所示。 图 25直线型生产线工作地划分 因此，工序同期化直线布置方案A下表所示。 表格 21工作地划分结果 工作地号 工序号 工序单件时间 工作地时间 工作地1 1,2,3 65，30,48 95 工作地2 4,5 25,71 144 工作地3 6,7,8 56,42,33 131 工作地4 9,10 67,54 121 工作地5 11 138 138 工作地6 12 61 61 工作地7 13 119 119 工作地8 14,15 30,75 105 3.4.2. 方案A生产线平衡情况 画出方案A各工作地的工作节拍与给定节拍150S相比较，如图2.3所示。 图 26一次直线型布置生产线平衡情况 由上图可以看出，当生产节拍定为150s时，所有工位都达到生产节拍，但除了第二个工位，其它工位均有充足的剩余，因此有不少的等待浪费时间。 由公式 得此时的生产线平衡率为914/（8×150）=76.2%。所以A方案各工作地生产线平衡率不高。 3.5. LOB探寻式方案B 3.5.1. LOB探寻式法设计方案 在定速装配线中，应当把任务安排到工站，以保证每个工站有几乎相同的工作量。这样可以更有效地使用劳动力，以及避免当一个工站的工作比另一个辛苦得多时产生的公平问题。假设在产线上运行的每个工件都有n个任务需要执行，第i个任务所花费的时间为ti。这些任务被分配到k个工站且k≤n。 由于任务会花费随机的时间，我们需要承认变动性的存在。我们定义作为被分配 任务所花费时间的上限。在很多处理LOB    问题的文章中，c    被称作周期时间。但是，由于我们使用这种形式代指通过整个流程的时间，我们把c当做传送带时间。    由前面自行车的直线型装配流程图可以得到15个有优先顺序的任务，LOB中的优先序如图2-24所示。这些任务的工作时间和后继任务的编号在表2-2中给出，其中任务11有最大的平均运行时间，为138S。因此。还要注意总运行时间为914S。 因为必须满足，且=138，=914，所以，为了达到零空闲时间，比率必须是个整数，所以c=914或者c=457。当c=914时，K=1；当c=457时，K=2。由于K=1,2不符合实际情况，所以考虑到优先序约束可能妨碍工位所需的任务安排，因此这里设c=183S,则工位数K=4.99≈5。 图 27LOB中的优先序 表格 22各工序后续任务表 自行车任务号 平均作业时间 后续任务号 任务号 平均作业时间 后续任务号 1 65 14 9 67 6 2 30 13 10 54 5 3 48 12 11 138 4 4 25 11 12 61 3 5 71 10 13 119 2 6 56 9 14 30 1 7 42 8 15 75 0 8 33 7 然后按照探寻式方法的算法步骤，对此条件安排计算，最终可得如下结果（N为现有工位的数量，T为分配到当前工位的任务组合，A为当前工位的有效时间）。 N=1  A=183  S= {1}    T=Φ 组合S只包括任务1，因为它没有前继操作的任务,所以我们首先将它分配给工站1。 N = 1 A =118   S = {2}   T = {1} 由于此优先序中每一个工位都只有一个后继任务，所以同理可得： N = 1 A = 88   S = {3}   T = {1，2} N = 1 A = 40   S = {4}   T = {1，2，3} N = 1 A = 15   S = Φ   T = {1，2，3，4} 此时工作站1已经安排完成，剩余时间为15S。 接下来同理可安排工作站2，结果如下： N=2  A=183  S= {5}    T=Φ N=2  A=112  S= {6}    T={5} N=2  A=56    S= {7}    T={5，6} N=2  A=14    S= Φ     T={5，6，7} 此时工作站2安排完成，剩余时间为14S。 同理安排工作站3： N=3  A=183  S= {8}    T=Φ N=3  A=150    S= {9}    T={8} N=3  A=83    S= {10}  T={8，9} N=3  A=29    S= Φ    T={8，9,10} 此时工作站3安排完成，剩余时间为29S。 同理安排工作站4： N=4  A=183    S= {11}    T=Φ N=4  A=45      S= Φ    T={11} 此时工作站4安排完成，剩余时间为45S。 同理安排工作站5： N=5  A=183    S= {12}    T=Φ N=5  A=122    S= {13}    T={12} N=5  A=3      S= Φ    T={12，13} 此时工作站5安排完成，剩余时间为3S。 由于任务14和15还没有分配，所以为任务14和15设立一个工作站6。 N=6  A=75      S= Φ    T={14，15} 此时工作站6已经安排完成，剩余时间为75秒。 总剩余时间=15+14+29+45+3+78=184S 3.5.2. LOB探寻式方案结果分析 故综上可得，运用LOB探寻法求的工位安排地如下所示： 图 28工作地方案分支图 表格 23工作地划分结果 工作地号 工序号 工序单件时间 工作地时间 工作地1 1,2,3,4 65,30,48,25 168 工作地2 5,6,7 71,56,42 169 工作地3 8,9,10 33,67,54 154 工作地4 11 138 138 工作地5 12,13 61,119 180 工作地6 14,15 30,75 105 图 29探寻式生产线布置工作地平衡情况 由上图可以看出，当生产节拍定为183s时，所有工位都达到生产节拍，但除了第五个工位，其它工位均有一定的剩余，因此有一定的等待浪费时间。 由公式 得此时的生产线平衡率为914/（6×183）=83.24%。所以C方案各工作地生产线平衡率高于A方案。 而大多产线平衡算法的目标是为了使空闲时间最小，用数学表示为 ，其等效量度是平衡延迟。即 3.6. 其他方案C（U型） 若采用U型布置生产流水线，则依照逆时针方向按照加工顺序来排列生产线,如下图2.4所示。因U型线的入口处和出口处应由一个员工完成，因此，第一个工序、第十四工序和第十五工序划为第一个工作地，令给定的周期时间为Ct＝170s。 图 210 U型流水生产线工序图 第一步：先分析最多最少需要的工作地数。  本流水线一共有15个基本操作，所以最多需要15个工作地。 基本操作时间总和为：  65+30+48+25+71+56+42+33+67+54+138+61+119+30+75=914s 故最少需要工作地数= [914／170]=6个 第二步：第一工作地先承担基本操作，以此类推得出整个分枝图，最后得出工作地划分如下所示。 图 211工作地方案分支图 表格 24工作地划分结果 工作地号 工序号 工序单件时间 工作地时间 工作地1 1,15,14 65,75,30 170 工作地2 2,13 30,119 149 工作地3 3,4,12 48,25,61 134 工作地4 11 138 138 工作地5 5,6,7 71,56,42 169 工作地6 8,9,10 33,67,54 154 图 212一次U型布置生产线平衡情况   由上图可以看出，当生产节拍定为170s时，所有工位都达到生产节拍，但除了第二个和第五个工位，其它工位均有充足的剩余，因此有一定的等待浪费时间。   由公式   得此时的生产线平衡率为914/（6×170）=89.6%。所以C方案各工作地生产线平衡率高于A方案和方案B。 3.7. 方案的生产线平衡性分析   假设该厂一天工作8小时，时间有效利用系数为0.9，则该厂一天的有效工作时间为25920秒。基于此，对方案A、B、C进行相关方面的比较。表2-5为各项评价指标的汇总表。图2.7是利用工序同期化和利用LOB探寻式算法求得的最优方案的平衡性指标对比柱状图。 表格 25各方案平衡性指标比较 项目 A方案 B方案 C方案 总产量 172 141 152 人均产量 21.5 23.5 25.3 生产线负荷率/% 76.2 83.24 89.6 图 213各方案平衡性指标对比图 通过以上图表可以看出 总产量：方案A>方案B>方案C 人均产量：方案B>方案C>方案A 生产线负荷率：方案B>方案C>方案A 3.7. 方案选择 3.7.1. 用AHP确定优选方案 现用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP)对三个方案进行评价。 AHP是美国运筹学家、匹兹堡大学T. L. Saaty教授在20世纪70年代初期提出的， AHP是对定性问题进行定量分析的一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法。它的特点是把复杂问题中的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化，根据对一定客观现实的主观判断结构（主要是两两比较）把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将一层次元素两两比较的重要性进行定量描述。而后，利用数学方法计算反映每一层次元素的相对重要性次序的权值，通过所有层次之间的总排序计算所有元素的相对权重并进行排序。该方法自1982年被介绍到我国以来，以其定性分析与定量分析相结合地处理各种决策因素的特点，以及其系统灵活简洁的优点，迅速地在我国社会经济各个领域内，如能源系统分析、城市规划、经济管理、科研评价等，得到了广泛的重视和应用。 评价的具体步骤如下： （1） 先确定各个评价准则，并分好层次，得出评价结构模型，如下图所示： 图 214 评价结构模型 （2） 分析后得出各个判断矩阵 Table 1 Q P1 P2 P3 W W0 λ P1 1    1/2 1/2 0.6300 0.2000 3.0000 P2 2    1    1    1.2599 0.4000 3.0000 P3 2    1    1    1.2599 0.4000 3.0000 Table 2 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 Table 3 P1 L1 L2 L3 W W0 λ L1 1    2    1/2 1.0000 0.2970 3.0092 L2 1/2 1    1/3 0.5503 0.1634 3.0092 L3 2    3    1    1.8171 0.5396 3.0092 Table 4 λ C.I. C.R. 3.0092 0.0046 0.0088 Table 5 P2 L3 L4 L5 W W0 λ L3 1    2    1/2 1.0000 0.2970 3.0092 L4 1/2 1    1/3 0.5503 0.1634 3.0092 L5 2    3    1    1.8171 0.5396 3.0092 Table 6 λ C.I. C.R. 3.0092 0.0046 0.0088 Table 7 P3 L6 L7 L8 L9 W W0 λ L6 1    1/3 1/3 2    0.6866 0.1556 4.2517 L7 3    1    1    2    1.5651 0.3548 4.0759 L8 3    1    1    2    1.5651 0.3548 4.0759 L9 1/2 1/2 1/2 1    0.5946 0.1348 4.2095 Table 8 λ C.I. C.R. 4.1533 0.0511 0.0574 Table 9 L1 A B C W W0 λ A 1    1    1/2 0.7937 0.2500 3.0000 B 1    1    1/2 0.7937 0.2500 3.0000 C 2    2    1    1.5874 0.5000 3.0000 Table 10 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 Table 11 L2 A B C W W0 λ A 1    1    1/3 0.6934 0.2000 3.0000 B 1    1    1/3 0.6934 0.2000 3.0000 C 3    3    1    2.0801 0.6000 3.0000 Table 12 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 Table 13 L3 A B C W W0 λ A 1    1    1/3 0.6934 0.2000 3.0000 B 1    1    1/3 0.6934 0.2000 3.0000 C 3    3    1    2.0801 0.6000 3.0000 Table 14 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 Table 15 L4 A B C W W0 λ A 1    1    1    1.0000 0.3333 3.0000 B 1    1    1    1.0000 0.3333 3.0000 C 1    1    1    1.0000 0.3333 3.0000 Table 16 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 Table 17 L5 A B C W W0 λ A 1    1/3 1/4 0.4368 0.1220 3.0183 B 3    1    1/2 1.1447 0.3196 3.0183 C 4    2    1    2.0000 0.5584 3.0183 Table 18 λ C.I. C.R. 3.0183 0.0091 0.0176 Table 19 L6 A B C W W0 λ A 1    1    1/2 0.7937 0.2500 3.0000 B 1    1    1/2 0.7937 0.2500 3.0000 C 2    2    1    1.5874 0.5000 3.0000 Table 20 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 Table 21 L7 A B C W W0 λ A 1    3    2    1.8171 0.5396 3.0092 B 1/3 1    1/2 0.5503 0.1634 3.0092 C 1/2 2    1    1.0000 0.2970 3.0092 Table 22 λ C.I. C.R. 3.0092 0.0046 0.0088 Table 23 L8 A B C W W0 λ A 1    1/2 1/3 0.5503 0.1634 3.0092 B 2    1    1/2 1.0000 0.2970 3.0092 C 3    2    1    1.8171 0.5396 3.0092 Table 24 λ C.I. C.R. 3.0092 0.0046 0.0088 Table 25 L9 A B C W W0 λ A 1    1    1/3 0.6934 0.2000 3.0000 B 1    1    1/3 0.6934 0.2000 3.0000 C 3    3    1    2.0801 0.6000 3.0000 Table 26 λ C.I. C.R. 3.0000 0.0000 0.0000 由以上判断矩阵可知，所有一致性比例C.R.<0.1，因此符合要求。根据判断矩阵的结果得出第一准则层的总重要度如下表所示： Table 27 P1 L1 L2 L3 0.297 0.1634 0.5396 A 0.25 0.2 0.2 0.2149 B 0.25 0.2 0.2 0.2149 C 0.5 0.6 0.6 0.5703 Table 28 P2 L3 L4 L5 0.2970 0.1634 0.5396 A 0.2000 0.3333 0.122 0.1797 B 0.2000 0.3333 0.3196 0.2863 C 0.6000 0.3333 0.5584 0.5340 Table 29 P3 L6 L7 L8 L9 0.1556 0.3548 0.3548 0.1348 A 0.2500 0.5396 0.1634 0.2000 0.3153 B 0.2500 0.1634 0.2970 0.2000 0.1724 C 0.5000 0.2970 0.5396 0.6000 0.4243 得出总重要度如下表所示： Table 30 Q P1 P2 P3 0.2000 0.4000 0.4000 A 0.2149 0.1797 0.3153 0.2410 B 0.2149 0.2863 0.1724 0.2265 C 0.5703 0.5340 0.4243 0.4974 由上表可知，总重要度比较结果为：方案C>方案A>方案B。 所以方案C为最优方案。 3.7.2. 方案的装配线布置图 除了流水线上6个工位需配备必要的工具台和零件台外，在U型布置的出入口还需添加成品的缓存区和物料的暂存区。在这里使用看板来实现物料的搬运和指令的传达。安排一名员工作为协调辅助生产。 他的具体职能为： （1）负责定期收集物料领取看板放入总的看板回收箱中， （2）把成品自行车从成品暂存区搬到周转箱区中。 （3）对配送来的放在物料暂存区内的物料配送到具体的每个工序。 因此方案B的装配线布置图如下图所示。 图 215方案C的装配线布置图 3.7.3. 方案的排位图 由上图方案B的装配线布置图可得其排位图，如图2.12所示。 图 216方案C的人员排位图 3.7.4. 方案的工作地任务分配表 由于此为U型生产线，所以工位上的实际人员可以根据需求量的变化而变化。当需求量增加时，可以增加每个工作站的人数，当需求减少时，可以重新分配工作站。因此，此工作分配具有一定的弹性。考虑到在一般情况下，需求是稳定的。因此在一般需求下，方案C的工作地任务分配表如表2-7所示。 表格 27最优方案B的工作地任务分配表 工作地号 工序号 工位定员 工作地单件时间 工作地1 1,15,14 1 170 工作地2 2,13 1 149 工作地3 3,4,12 1 134 工作地4 11 1 138 工作地5 5,6,7 1 169 工作地6 8,9,10 1 154 合计 6 914 3.8. 工位设计 3.8.1. 工序分析 方案B的各工位的工艺流程图如下所示。 图 217工位1 工艺流程图 图 218工序2 工艺流程图 图 219工位3 工艺流程图 图 220工位4 工艺流程图 图 221工位5 工艺流程图 图 222工位6 工艺流程图 3.9.2. 工位设计 由于此采用的是U型生产线，所以人员是走动式作业方式，即在工作台上无座椅。并且采用输送带的形式移动自行车车架。在此基础上，工位设计要达到满足良好的人机关系并且尽可能提高装配效率。 在这里主要考虑基础IE里的动作经济原则。其中作业配置原则如下： .（1）材料、工装的3定。3定是指5s整顿中的物品摆放的基本事项，包括定点、定容、定量三原则。 （2）材料、工装预置在小臂的工作范围内。这样人可以以比较低级的动作即小臂、手及手指拿取物品及工具完成工作。 （3）简化材料、工装取放。对产品及材料按下工序的取拿原则进行放置，另外对一些细小的、不便取放的零件，如小薄垫征、针型物等以小容器及弹性毯垫等方法使之容易取拿 （4）物品的移动以水平移动最佳。物品的移动应尽量避免垂直向上的移动，这种较高等级的动作使人易间生疲劳及工时的增加。另外较重的物品，用水平滚轴的方式进行水平移动。 （5）利用物品自重进行工序间传递和移动.。物品的取放，废脚料的收集等作业都可以利用物品重力，在斜导槽、导轨平面及圆筒等辅助下进行传递与移动。 （6）作业高度适度以便于操作.。 （7）满足作业要求的照明。工作场所之光线应适度，通风应良好，温度应适度。 结合作业配置原则及其他动作经济原则，选取工序一和第六个工作地进行工位设计。 首先设计传送带的高度与宽度。由于操作人员的绝大部分工作都在皮带上进行，且该作业属于中强度型作业，为了使操作人员不至于过度疲劳，设计皮带高度为100cm，传送带的总宽度至少是自行车的横向宽度的1.5倍，这里设为100cm，其中人与传送带之间需保持20cm的空间距离，以便于临时放置小部件和工具。 对于物料箱和工具台的布置，通常根据人们操作习惯，将物料放置于左边边，工具放置于右手边。两者的高度都应当与操作人员工作高度相适应，姑且定位120cm。零件台面积根据具体零件大小和多少而定。物料箱的数量依零件种类而定，若零件较小，且品种较多，则可以选择分格式布置在零件台上；若零件中等，且品种较少，则可选择分层布置在零件台上。若零件较大，上面放置常用工具如活动扳手，梅花扳手，手钳，螺丝刀，手锤，木锤。如若要与相邻工位共用一个工具台，则应当准备两套，并分上下两层，以便选择区分。 （1）工位1 设计 工位1为装配前叉部件工序。工位布置俯视图如图2-20所示。在此，利用夹具把车架固定住，物料配送采用成套配置，分别放在1、2、3、4四个物料箱中。 由于所需的工具体积和重量都较小，因此可以直接挂在身上。 图 223工序一工位设计俯视图 表格 28工序一物料箱耳和工具箱组成部件表 工具箱 物料箱 工具名称 数量 零部件名称 数量（有一定的批量） 前叉衬管 1 锁母 20 锤子 1 上挡 20 钳子 1 下挡 20 上叉碗 20 下叉碗 20 下挡 20 （2）工位3设计   工位3为初装车把。这个工位的工作台设计与工位1的工位设计大同小异。不同的是作业者的作业区域集中在车架前端。所以把物料箱合并放置在作业者右部。同样地，物料箱放置在由精益管拼接成的可移动架子上，便于作业者可轻易拉动，提高装配效率。工具同样挂在作业者身上。 物料具体如图2-22所示，工具和零部件数量如表2-9所示。 表格 29工序一物料箱耳和工具箱组成部件表 工具箱 物料箱 工具名称 数量 零部件名称 数量(有一定批量) 扳手 1 把心丝杆 15 锥心把心螺母 20 车把 15 图 224工序三工位设计俯视图 3.10. 注意事项 （1）在本案例中，采用工序同期化的U型生产线（方案C）为最优方案。但是在不同的案例中，结果显然不一样。一般情况下，无论是采用工序同期化，LOB探寻式算法还是其他工作地划分方法，采用直线型的生产线的方案都是不可用的。因为它使得员工走动距离增加，无法有效地控制生产节拍，所以满足不了多品种，少批量的多变市场需求。U型生产线作为精益生产方式的一个显著特点，越来越能适应市场的需求。 （2）具体方案的优劣顺序与企业侧重点，选用的方案评价方法有关。不同的方案评价方法会导致不同的结果。因此合理地选用方案评价方法至关重要。一般的方案评价方法有加权因素法，优缺点比较法，德尔菲模型法，层次分析法。 （3）很多方案的评价因素都是相互矛盾的且在不断变化的。因此，要时时关注生产线动态，对方案进行实时评价。确保生产线的流畅和方案的最优化。 （4）工位设计要考虑很多因素。既要便于操作，提高装配效率，又要符合人的生理要求，尽量使作业者作业更加舒适。影响这个目标的因素往往都是互相矛盾的，所以要加以权衡。不要盲目为了提高装配效率而使作业者过累，也不能让作业者过于安逸而造成瓶颈工位的出现。 4. 生产线优化 4.1. 生产线平衡性分析 通过以上对最优方案U型布置的流水线布置设计和两个工位的工作台设计，生产线的总体平衡性都已得到稳定的支持与保障。当生产节拍保持为120S时，除了第3，4工位的空闲时间比较多之外，其他的都比较平衡，生产线的总体负荷率为914/（6×170）=89.6%，在需求量变化不大的情况下，该流水线已趋于完善。但若想要再度提高流水线生产效率并提高平衡率，以及时应对剧烈变动的市场需求，则除了对整体上的现场管理进行改善外，应当尽量压缩瓶颈工位的加工时间。这里的瓶颈工位为工位1和工位5。 4.2. 生产线工位改善 4.2.1. 工位一改善 工位1主要包括三个工序，分别为装前叉部件，装鞍座、把套和整车检查。通过运用ECRS对其工艺流程图的观察分析，发现可以改善的地方如下： （1）检查车架是否损坏这个步骤应该是仓库入库时就应该确认的。 （2）在叉碗内插入钢球这个步骤可以提前完成。 改善后的工艺流程图3.1如下所示。在此基础上，运用动作分析，对工位一的装前叉部件工序进行动作改善。改进前表3-1所示。从表3-1中可以发现，有较多的持住现象，所以采用夹具，减少持住动作，进而更好地利用左右手。因此，改善后的双手分析如表3—2所示。 图 31工位一改善后工艺流程图 表3-1工序一改善前的双手分析 左            手 序号 右            手 动作要素 时间（s） 符  号 符  号 时间（S） 动作要素 　 　 　 　 　 　 　 　 　 拿起前叉立管 2 1 2 拿起下挡 握住前叉立管 3 2 3 把下挡放入前叉立管 握住前叉立管 5 3 5 拿压紧衬管 握住前叉立管 3 4 3 放压紧衬管于前叉立管 翻转前叉立管 3 5 3 翻转前叉立管 敲击前叉立管 3 6 3 敲击前叉立管 翻转前叉立管 3 7 3 翻转前叉立管 放前叉立管 3 8 3 放前叉立管 拿起车架 3 9 3 拿起上叉碗 持住车架 4 10 4 放入车架前管 持住车架 2 11 2 拿其锤子 持住车架 4 12 4 把上叉碗敲入车架前管 持住车架 2 13 2 拿起下叉碗 持住车架 4 14 4 放入车架前管 持住车架 2 15 2 拿其锤子 持住车架 4 16 4 把下叉碗敲入车架前管 持住车架 3 17 3 拿起黄油 持住车架 5 18 5 抹在上下叉碗内 拿前叉立管 4 19 4 拿前叉立管 将它插入车架 2 20 2 将它插入车架 持住前叉立管 2 21 2 拿起上挡 持住前叉立管 2 22 2 放入前叉立管顶部 持住前叉立管 8 23 8 拧紧上挡 拿车篮架 2 24 2 拿车篮架 放入车架 4 25 4 放入车架 拿起锁母 2 26 2 拿起扳手 放入前叉立管顶部 15 27 15 拧紧锁母 表3-2工序一改善后的双手分析 左            手 序号 右            手 动作要素 时间（s） 符  号 符  号 时间（S） 动作要素 　 　 　 　 　 　 　 　 　 拿起前叉立管 2 1 2 拿起下挡 握住前叉立管 3 2 3 把下挡放入前叉立管 握住前叉立管 5 3 5 拿压紧衬管 握住前叉立管 3 4 3 放压紧衬管于前叉立管 翻转前叉立管 3 5 3 翻转前叉立管 敲击前叉立管 3 6 3 敲击前叉立管 翻转前叉立管 3 7 3 翻转前叉立管 放前叉立管 3 8 3 放前叉立管 拿起上叉碗 2 9 2 拿其锤子 放入车架前管 2 10 2 移动锤子 拿起下叉碗 3 11 3 把上叉碗敲入车架前管 放入车架前管 4 12 4 拿其锤子 拿起黄油 3 13 3 把下叉碗敲入车架前管 抹在上下叉碗内 5 14 5 放锤子 拿前叉立管 4 15 4 拿前叉立管 将它插入车架 4 16 4 将它插入车架 持住前叉立管 2 17 2 拿起上挡 持住前叉立管 2 18 2 放入前叉立管顶部 持住前叉立管 8 19 8 拧紧上挡 拿车篮架 2 20 2 拿车篮架 放入车架 4 21 4 放入车架 拿起锁母 2 22 2 拿起扳手 放入前叉立管顶部 15 23 15 拧紧锁母 采用ECRS原则和充分利用双手操作原则，对工序一的工艺流程进行改善以及对装前叉部件工序进行双手分析改善。通过对比改善前后，可以发现，通过工艺流程的改善，减少了10S，通过双手分析，工序一由原来的99S变为87S。所以一共节省时间22S。所以改善后工位一的时间为170-22=148S。 4.2.2. 工位五改善 考虑到工作地四的工作时间为138S，远远小于工作地5的工作时间。所以把工位5的一部分工作分配给工位4。经过分析，工位5中的装左右脚蹬工序一共需28S。因此，把装左脚蹬的工作分配给工位四。那么工位四的新工作时间为138+14=152S，工位五的时间则为169-14=155S。为了更好地平衡生产线并降低工位五的节拍，则把拆下链条接头这一工作事先做好。则工位五的最终节拍为155-5=150S。改善后的工序流程图如下所示。由于现在的节拍已符合要求，因此不必进行双手分析。 图 32工位五改善后工艺流程图 4.3. 改善后的平衡性分析 由上述两个工位改善，整理归纳可得改善前后各工作节拍情况，具体如表3-3和图3.3。 表格 31方案B改善前后各工作节拍对比表 工作地 1 2 3 4 5 6 给定节拍/S 改善前节拍/S 170 149 134 138 169 154 170 改善后节拍/S 148 149 134 138 150 154 154 改善方法 工艺流程改善、双手分析 把一部分工作分给前工位，工艺流程改善 图 33方案B改善前后各工作节拍情况 重新计算改善后的生产线平衡率=873/(154*6)=94.59%。与改善前进行对比，可得下表。 表格 32各方案平衡性指标比较 项目 改善前 改善后 总产量 152 168.3 人均产量 25.3 28 生产线负荷率/% 89.6 94.59 因此，改善后生产线平衡率大大提高，总产量和人均产量也跟着上升。 5. 总装车间计划系统的制定 5.1. 总装车间月生产能力相关指标确定     通过具体分析，假设其他生产数据如下： （1）假设库存为0，并假定最大生产能力为订单量，一周为一个计划期，计划期内安排的产量为订单量的1/4，一个月为一个计划周期。 （2）一个月按四周计算，四周的工作时间为20天，每周工作5天，每天工作8小时。 （3）制定总装车间的8月份的MRP计划。 （4）根据MRP计划及自己生产或采购类型，确定部件采购计划或生产计划。 （5）根据BOM表，自行车有4个系统，20个零件，其中序号1-10部件为自己生产，序号11-20部件为直接采购。每个系统的构成见产品结构表，各部件相关信息见下表4-1 表格 41产品部件加工及采购信息 编号 部件名称 单件工时（分/件） 平均等待时间（分/件） 平均搬运时间（分/件） 批量 1 车架 4 0.1 0.05 直接批量 2 车后座 2 0.1 0.02 直接批量 3 鞍座 2 0.05 0.01 直接批量 4 前叉 1 0.05 0.01 直接批量 5 支架 2 0.05 0.02 直接批量 6 前挡泥板 2 0.1 0.02 直接批量 7 后挡泥板 2 0.1 0.02 直接批量 8 车把 1 0.05 0.01 直接批量 9 前轮 3 0.1 0.02 直接批量 10 后轮 3 0.1 0.02 直接批量 序号 部件名称 采购周期（周） 采购批量（件） 11 前轴 2 2000 12 后轴 2 2000 13 中轴 3 2000 14 链轮 3 3000 15 曲柄 2 2000 16 脚蹬 3 3000 17 链罩 2 2000 18 刹车线 3 3000 19 前刹 2 2000 20 后刹 2 2000 通过前面计算节拍时间得月产量为台，考虑到市场预测的不准确性和顾客需求的波动情况，设定生产该种自行车的年产量为36000台。 则月需求=年需求/12=36000/12=3000台。 由单件工时=加工时间+平均等待时间+平均搬运时间   生产时间=单件工时*生产批量/时间利用率。   提前期=生产时间/(每周工作天数) 当不为整数时向上取整。 因此部件1的单件工时=4+ 0.1+ 0.05 = 4.15。               生产时间=天，向上取整为8天；                 提前期=周，向上取整为2周。        以此类推，算出全部部件的提前期，如表4-2所示。 表格 42 产品提前期计算 编号 名称 月需求 单件工时(分钟) 生产时间（天） 提前期（周） A 自行车 3000 2.57 5 1 1 车架 3000 4.15 8 2 2 车后座 3000 2.12 4 1 3 鞍座 3000 2.06 4 1 4 前叉 3000 1.06 2 1 5 支架 3000 2.07 4 1 6 前挡泥板 3000 2.12 8 1 7 后挡泥板 3000 2.12 4 2 8 车把 6000 1.06 2 1 9 前轮 3000 3.12 6 1 10 后轮 3000 3.12 6 2 编号 名称 月需求 批量 提前期（周） 11 前轴 3000 1000 2 12 后轴 3000 1000 2 13 中轴 3000 1000 3 14 链轮 3000 1000 3 15 曲柄 3000 1000 2 16 脚蹬 6000 2000 3 17 链罩 3000 1000 2 18 刹车线 3000 1000 3 19 前刹 3000 1000 2 20   后刹 3000 1000 2 5.2. 总装车间主生产计划的制定 每个计划期需求量=3000/4=750辆，则总装车间主生产计划制定如下： 表格 43自行车的主生产计划 项目 周期 1 2 3 4 1 2 3 4 毛需求 750 750 750 750 在途量 0 0 0 0 预计可用库存量 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 5.3. MRP的制定 5.3.1. 产品A的MRP计划 表格 44 MRP计划表 项  目 周期 6月 7月 8月 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 A 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 1 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 2 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 3 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 5 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 6 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 7 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 8总需求量 1500 1500 1500 1500 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 1500 1500 1500 1500 计划交货量 1500 1500 1500 1500 计划投入量 1500 1500 1500 1500 9 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 10 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 净需求 750 750 750 750 计划交货量 750 750 750 750 计划投入量 750 750 750 750 11 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 0 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 0 12 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 0 13 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 0 14 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 0 15 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 0 16 总需求量 1500 1500 1500 1500 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 500 1000 1500 0 0 净需求 1500 1000 500 0 计划交货量 1500 1000 500 0 计划投入量 2000 2000 2000 17 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 18 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 19 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 20 总需求量 750 750 750 750 可用库存 0 0 0 0 0 0 0 0 250 500 750 0 0 净需求 750 500 250 0 计划交货量 750 500 250 0 计划投入量 1000 1000 1000 5.3.2. 计划汇总 表格 45 8月份物料需求计划 项  目 周期 7 8 1 2 3 4 1 2 3 4 A 计划投入量 　 　 　 750 750 750 750 750 1计划投入量 750 750 750 750 2计划投入量 750 750 750 750 3计划投入量 　 　 750 750 750 750 4计划投入量 　 　 750 750 750 750 　 5计划投入量 750 750 750 750 6计划投入量 750 750 750 750 7计划投入量 1500 1500 1500 1500 8计划投入量 750 750 750 750 9计划投入量 750 750 750 750 10计划投入量 750 750 750 750 表格 46 8月份采购计划 项  目 周期 7 8 1 2 3 4 1 2 3 4 11计划投入量 1000 1000 1000 12计划投入量 1000 1000 1000 13计划投入量 1000 1000 1000 14计划投入量 1000 1000 1000 　 15计划投入量 1000 1000 1000 16计划投入量 2000 2000 2000 17计划投入量 1000 1000 1000 18计划投入量 1000 1000 1000 19计划投入量 1000 1000 1000 20计划投入量 1000 1000 1000 5.4. 物料配送计划 根据每个工位的加工时间和单位产品物料需求量，可以求得各个物料单位时间的需求量。考虑到物料箱的大小以及零部件的大小，这里设定物料配送间隔期为0.5h或1h，再根据不同的物料留有一定的裕度以防止意外情况，计算最终得到的各物料配送计划如下表所示。 表格 47产品A的各物料配送计划 工位 工时/s 物料 需求量/h 配送间隔期 配送量 1 148 车架 20 0.5 10 前叉 20 0.5 10 鞍座 20 0.5 10 2 149 车后座 20 0.5 10 刹车线 20 0.5 15 3 134 车把 40 0.5 15 后挡泥板 20 0.5 10 4 138 中轴 22 1 28 链罩 20 1 24 曲柄 22 1 28 脚蹬 20 1 24 5 150 脚蹬 20 1 24 前刹 23 0.5 15 链条 22 1 24 6 154 前、后轮 20 1 25 支架 20 1 25 前轴 40 0.5 24 后轴 40 0.5 24 6. 生产线优化布置方案对比分析 6.1. 方案对比分析 现行的自行车装配工序以及各个工序的装配工时，人员分配如表5-1所示，经过工序同期化，LOB探寻式算法，工序分析等进行改善后的自行车装配工序以及各个工序的装配工时，人员分配如表5-2所示。 表格 51现行的自行车装配工序方案 工序 名称 工时(S) 工位定员 1 装前叉部件 65 1 2 初装鞍管，车后座 30 1 3 初装车把 48 1 4 装前后挡泥板 25 1 5 装中轴棍 71 1 6 初装链罩 56 1 7 装配链轮、曲柄 42 1 8 装脚蹬 33 1 9 初装前手刹 55 1 10 装链条 45 1 11 装前后轮、后车座、支架并检查 114 1 12 装后刹 50 1 13 检查车把刹车 98 1 14 装鞍座、把套 25 1 15 整车检查 62 1 合计 914 15 表格 52改善后的自行车装配工序方案 工作地号 工序号 工作地单件时间 工位定员 工作地1 1，14,15 1,48 1 工作地2 2，13 149 1 工作地3 3，4，12 134 1 工作地4 5，6，7 138 1 工作地5 8，9，10 150 1 工作地6 11 154 1 合计 　 873 6 我们主要针对改善前后的人员指标，产能指标（生产节拍，日产量，人均日产量）以及生产线平衡率进行方案的对比分析。 6.1.1. 产能指标对比 假设该厂一天工作8小时，时间有效利用系数为0.9，则该厂一天的有效工作时间为25920秒，则根据生产节拍可以计算出该条生产线的日产量，根据生产线配置的工作人员数量可以计算出人均日产量。采用工序同期化后的U型生产线（方案B）的改善前后产能对比如表5-1和图所示。 表格 53改善前后人均产量对比 生产节拍/S 人均产量（8小时）/辆 改善前 130 13 改善后 154 28 差额 24 15 6.1.2. 人员指标对比   采用工序同期化后的U型生产线（方案B）的改善前后人员数量对比如下表所示。 表格 54改善前后人员数量对比 工作地序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 总计 改善前 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 改善后 1 1 1 1 1 1 6 6.1.3. 生产负荷率指标对比 因为改善前生产线平衡率         改善后生产线平衡率 所以改善前后生产线平衡率提高了47.61%。 综上所述，无论在人均产量上，工作定员上还是生产线负荷率上，改善后的方案总是远远优于改善前的方案。 6.2. 方案评价 对于生产线布置方案，由于影响因素很多，而且比较复杂，所以在进行方案决策时，一般应进行综合指标比较评价。综合指标评价应该根据具体情况和方案的特点确定需要评价的指标体系。综合评价的指标体系中，有的是定性指标，有的是定量指标，而且定量指标的计量单位又多不同。因此，在综合指标比较评价时，对定性指标应划分满足程度等级，对定量指标也应划分数量级别，以便专家评审时，按照规定标准，针对不同指标具体打分。同时，由于各种指标对方案的重要程度不完全相同，因此，还应对各指标规定其加权值，以便汇总得到最终结论。在系统规划与设计中，综合指标比较评价的具体做法有优缺点比较法和加权 因素比较法。  加权因素法在前面论述中已经运用过，在这里运用优缺点比较法。具体如表 5-5和表5—6所示。 表格 55改善前后优缺点比较分析表 因素 改善前 改善后 有利的方面 不利的方面 有利的方面 不利的方面 布局 采用直线型，每个工位有专员负责，保证质量 增加走动距离，人员空闲时间多 U型生产线大大减少人员走动，减少物料的搬运，能充分利用空间。 要求员工多能工操作 工作定员 工作定员多，有15个 采用工序同期化合并一些工序变为工作地，减少人员 要求员工熟练操作，不要装错零部件 灵活程度 设备布置固定，一旦减少人员使得一人多工序就会增加人员走动距离，即一人多工序操作实现困难 可以根据需求量的增减来增减人员。当人员减少时，极端情况则由一人来完成整个自行车装配过程，并且保证人员走动距离最少。 要求保证可以增加或抽减生产线的工作人员；并且要保证有能对生产现场进行实时调控的IE工程师。 生产平衡性 较差 通过生产线平衡技术可以实现较好的生产平衡性 及时反应市场能力 由于生产线缺少弹性，故不能及时反应市场能力 由于生产线灵活性很好，故能及时反应市场能力 7. 总结 本文通过观测自行车装配视频，对自行车的装配流程进行分析，并且用秒表测下每个工序的工时，计算出标准工时。在此基础上，运用生产计划与控制知识画出产品结构树和物料表。在完成这些最基本的数据采集后，根据自行车装配的工艺流程设计直线和U型装配生产线。运用工序同期化和LOB探寻式对生产线进行工作地划分，得出方案A、B、C。然后用加权因素法进行方案的比较，选出生产平衡性高又有一定弹性的方案C。 在此基础上，运用基础IE里的方法研究对方案B进行流程分析，双手分析，缩短瓶颈工位的时间，把瓶颈工位的工作一部分分给节拍时间有剩余的其它工位。结果表明，改善后的方案生产线的平衡率由原来的89.6%提升到94.59%。 除此之外，本文还对两个工位进行了工位设计。充分利用人因工程和基础IE知识，设计出效率高又减少作业者负担的工作台及相应的合理布局。 回想来，这将近一周的IE实践将精益生产的U型生产线、生产计划与控制中的生产线平衡，MRP技术、系统工程和设施规划与物流中的方案评价、基础IE的方法研究与动作经济十大原则以及人因工程的人机作业这些专业知识交织在一起。这让我明白并理顺了这些知识之间的联系。从一开始的无从下手到最后写总结，这过程的点点滴滴跳动在我的脑海中。 这次IE实践，使我加深了大三这一学年学的专业知识以及他们之间的联系。也使我更加熟练了EXCEL和Visio以及CAXA软件。更重要的是，在这个过程中，我慢慢地增强了发现问题，解决问题的能力。这次IE实践更加向往了自己的暑期实习。希望自己能在暑期实习中更进一步地运用专业知识。