生产运作与管理实验后.docx
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1、 5 混流装配实验实验报告 5.1产品的结构分析及装配工艺规划1)产品的选取此次实验选取游戏手柄进行装配生产。选取产品的类型及数量见表17所示。表17 手柄生产种类及数量产品编号产品类别数目1黑色常规手柄222黑色变种手柄173银色常规手柄1选取的依据:(1) 产品功能及实用性:游戏手柄可以给同学们提供娱乐消遣的工具,让同学在繁重的学业中得到放松;深受广大同学的喜爱。(2) 产品后期处理:游戏手柄在完成此次装配实验后可以送给同学当娱乐工具,也可以以更低的价格卖回给中关村的小商贩们,还可以留给学弟学妹们当作装配拆卸对象。(3) 结构及零件:见图31所示,该手柄有26个零件,5种零件(按键,软垫,
2、壳体,电路板,螺丝钉)。零件数目合适,并且大小适宜,不怕摔不怕碰,男生女生都可以方便拿放。内部结构清晰明了,以电路板为核心,垫片按键为功能外沿,壳体为最外层保护,方便拆卸,方便操作。而且按键装卡设计得很合理且人因,放置方向由零件设计就可以确定。(4) 生产线考虑:游戏手柄是单线生产,由一条生产线就可以完成;装配中以壳体为承载进行流水线生产传递。(5) 变异性:手柄变异体现在壳体颜色不同,细节按键不同,但整体结构一致,所以改变不会影响到装配线设计。(6) 个体装配参数:平均装配时间在3到4分钟之间。(7) 检查机制:游戏手柄可以使用联机的方法进行检验,在电脑上看是否可用就可以判断产品是否合格,可
3、行而且方便。图31 游戏手柄零部件2)产品装配注意事项游戏手柄主要用于娱乐消遣,是游戏玩家的工具。产品具体功能是左右两边均可以控制方向,有最基本的开始和停止按钮。 装配注意事项有:(1) 数字键顺序为“6点、3点、12点、9点“,注意卡槽大小要配合好;(2) 方向键由于没有顺序问题可以一次性抓四个,节约时间;(3) 电路板放好后要缠线到位,把电线引出孔;(4) 放置1键时注意方向;(5) 放置上壳体2键时同样注意方向;(6) 合盖动作要倾斜,周围要对整齐;(7) 检验过程要保证产品硬性过关,各键方向正确,而且能够有弹性的按下弹起;(8) 全过程手柄部分朝向外(9) 螺钉拧紧过程要先后退半步再拧
4、进3)产品功能结构树与装配结构树、BOM表(1)产品功能结构树图32 游戏手柄功能结构树产品功能结构树见图32所示。紧固壳体保护内部元件核心组件,实现手柄功能90壳体螺丝钉电路板垫片按键用户输入设备按键与电源板间接触缓冲 (2)产品装配结构树图33 游戏手柄装配结构图产品装配结构树见图33所示。上壳体螺丝钉下壳体数字,方向键1,2按键电路板垫片(3)BOM表常规游戏手柄的BOM表见表18所示。表18游戏手柄BOM表层次零件名称数量1上壳体11下壳体12数字按键42方向按键421号按键222号按键23数字键垫片13方向键垫片13开始及选择垫片14电路板15螺丝钉84)产品组装工艺程序分析和流程分
5、析经过实际装配和录像分析,我们把对手柄的装配过程分解为11个步骤,依次为安装数字键、安装方向键、安装垫片、安装电路板、安装1号键、安装2号键、组合上下壳体、检验按键工作、放入螺丝、锁紧螺丝、最终检验。其中每个步骤又可以分解为更多的小步骤,具体的操作过程和完成标准见表19所示。表19 产品组装流程工序细分具体操作完成标准11.1左手持上壳体,正面向下,手柄向外四个数字键全部安装到相应位置1.2右手依次取数字键(1,2,3,4),分辨按键上宽窄两突起位置。1.3按照6- 3- 12- 9点的顺序,依次按卡槽位置调整按键角度,装入数字键。22.1右手从料盒中取四个方向键,置于装配台上备用。四个方向键
6、全部正确安装到相应位置。2.2将四个方向键依次装入上壳体的相应位置。33.1右手取垫片(开始及选择键),装入上壳体的相应位置。三个垫片全部正确安装到相应位置。3.2右手取垫片(数字键用),装入上壳体的相应位置,注意对齐中间横线开口的位置。3.3右手取垫片(方向键用),装入上壳体的相应位置,注意边缘要对齐。44.1右手抓取电路板,有两条引线侧向上,引出的两块小电路板面向装配者。USB引线对正相应空隙,其余各部分安装牢固。4.2将上壳体置于桌上,双手将电路板主体装入壳体相应位置。4.3将两块小电路板插入相应插槽。4.4将USB连线按照绕在固定突起上,从空隙中伸出。55.1取两个1号键,置于装配台上
7、备用。两个1号键装入相应位置,安装牢固,取起下壳体。5.2调整1号键方向(数字倒立,面向装配者)。5.3依次将两个1号键装入相应位置。5.4将上壳体置于桌上,左手取下壳体,有电路板支撑住的一面向上,手柄向外。66.1取两个2号键,置于装配台上备用。两个2号键装入相应位置,翻转下壳体。6.2调整2号键方向(数字正立,面向装配者)。6.3将两个2号键依次从下壳体内部伸出,装入相应位置。6.4将下壳体翻转,按键仍面向装配者,有螺丝口面向上。77.1将上下壳体对齐,按键面向装配者,有按键一侧向下倾斜。上下壳体对齐,配合牢固,USB引线正确伸出。7.2调整上下壳体相应位置,按合上下壳体,尤其注意1号键不
8、要掉落,USB连线要正确的从空隙中穿出。7.3拧紧上下壳体,检查时候组合牢固,如果有较大缝隙,需继续调整。88.1将手柄整体翻转,按正常玩家方式握手柄。检查个按键,确保可以正常按下和弹起。8.2按数字键,开始键,选择键,方向键,1号键,2号键顺序依次检查各按键是否可以正常按下和弹起。99.1翻转手柄,有螺丝口面朝上,手柄末端向装配者,左手持手柄。8个螺丝全部落入合适的位置。9.2右手从料盒中取8个螺丝,置于装配台上备用。9.3将8个螺丝依次放置在手柄上的相应位置,可轻轻摇动,使螺丝落入合适的位置。1010.1右手取改锥,依次锁紧各个位置的螺丝,注意用力要合适,放置滑丝。8个螺丝全部锁紧,完成装
9、配。10.2装配完成,放回装配台。1111.1检查手柄外观,各配件是否安装配合正常。11.2将手柄连接到计算机上,依次检查各按键是否工作正常。完成检验。5)装配作业任务及操作时间 由于三种产品的外观和功能差异不是很大,唯一比较明显的区别是方向控制按钮的组成和手感有所不同。根据产品确定了基本作业要素,根据实际测试数据(共记录6人时间数据),确定每个作业要素的时间和紧前关系,见表20所示。根据排序位置权重法,计算每个作业要素的位置权重,见表20所示。产品的紧前关系图,见图34所示,其中从上至下,下方操作为其上操作的紧前工序。表20 装配作业任务时间及紧前关系作业序号作业要素紧前工序时间(S)位置权
10、重1顺序安装四个数字键到上壳体上NA23.8239.02安装四个方向键到上壳体上NA22.5237.73安装三枚垫片到上壳体上1,221.2215.24安装两个1号键到上壳体上(方向问题)316.6141.55安装电路板到上壳体上330.6155.56安装2号键到下壳体上(方向问题)321.9146.87将两壳体合盖4,5,647.7124.98检查按键是否全部可用(初步检查)711.077.18将八个螺丝放入孔中830.766.210拧紧螺丝935.535.5方向键数字键三垫片1号键2号键电路板合盖检验拧螺丝放螺丝图34 紧前关系图5.2 装配线平衡 将装配任务配置给8个工位,节拍时间为47
11、.7秒,见表21所示,而生产线此时明显不平衡,在3号工位甚至出现了55.6%的空间率,需要改进。表21 初步线平衡工位12345678作业要素12345678空余时间23.925.226.517.19.20612.2空闲率50.1%52.8%55.6%35.8%19.3%0.0%12.6%25.6%通过对测量数据的分析,见表22所示,我们发现7号合盖操作,8号检验操作由于数据采集时的疏忽和人员操作差异,计算出来的工作时间变异系数较大,进一步导致第7步操作平均时间偏大成为系统瓶颈。(当然也需要注意到第7步需要较好的技术来完成相对复杂操作的因素。)表22 测量数据分析作业因素平均方差变异系数1 数
12、字键23.82.530.112 方向键22.55.110.233 三垫片21.25.130.244 一号键16.65.470.335 电路板30.611.930.396 二号键21.95.850.277 合盖47.731.950.678 检验11.05.300.489放螺丝30.72.600.0810拧螺丝35.511.690.33总计251.840.270.16在这种情况下,我们认为对第七步和第八步的操作可以考虑重新划分。由于第七步操作涉及比较复杂的调整不易分解。而第八步计较机械简单,所以合并为一步(记为7-8),但是增加一个操作员,即可看做使用两个工位,新的作业要素表见表23所示。表23
13、新的作业要素表作业要素紧前作业时间1 数字键NA23.82 方向键NA22.53 三垫片1,221.24 一号键316.65 电路板330.66 二号键321.97-8 合盖检验4,5,629.49放螺丝7-830.710拧螺丝935.5可以得到新的平衡,见表24所示。优化后的节拍时间为43.7s,比原来47.7s降低了8%左右,最高空闲率也从55.6%降到了45.5%,平均空闲率则从31.5%降到了25%,各个指标均有显著提高。表24 新的线平衡工位12345678作业要素12,356,47,87,8910空余时间19.0013.15.214.314.3138.2空闲率45.5%0.0%30
14、.0%11.9%32.7%32.7%29.7%18.8%5.3 生产运作此生产现场人员分工,见表25所示。表25 人员分工序号角色人数1生产现场经理12调度员13工艺员14仓库及物料管理15送料员26装配操作员77质检包装11)正式运行结果本实验正式运行生产,一共生产36个游戏手柄,混装顺序为:121 122 211 122 121 122 222 112 221 322 112 121 (其中1代表黑色传统游戏手柄,2代表黑色变种手柄,3代表白色传统手柄,其中第16和第29异常下线),实际完成34件,生产节拍时间为35秒。生产的产品数量及合格率见表26所示。表26 生产的产品数量产品种类完成
15、产品数下线产品数合格产品合格率11511066.6%2181633.3%31000合计3421647.1% 正式运行时,各工位根据试运行的情况进行了调整。调整后的工位工作见表27所示。表27 正式运行工位工作工位任务作业要素1安装数字键12安装方向键2 , 33安装电路板54安装1、2号键6 , 45对齐上下盖76安放螺钉97拧紧螺丝108质检8 从产品的最终生产结果可以得到一下结论:(1) 整个流水线的生产过程比较的流畅,根据紧前关系设置的工作流程是合理的。(2) 工序的分配是比较合理的,每一个都能很好的把握每个岗位的工作任务,每个工作岗位生产环节的成功率很高。(3) 产品的合格率很高。导致
16、产品不合格的原因均为6号键错位造成按键失灵,但是其他按键以及功能均能实现。2)停线率分析判断一个线平衡很重要的一个因素是各个工作台的停线率。生产正式运行时,产品1生产总数16个,产品2生产总数19个,产品3生产总数1个,各工位具体的停线率见图35所示。图35 各工位的停线率从生产3种产品的产品情况看,各工位操作时间的数据见表28所示。表28 各工位作业时间工位序号平均时间标准偏差变异系数126.384.390.17227.415.740.21331.817.710.24434.986.960.20525.6714.340.56633.3111.60.35733.3713.560.40根据各工位
17、停线率和操作时间不确定两种分析,我们找出了影响线平衡的瓶颈因素:由图35,我们可以看出工位5,6和7停线的比率较高。(1) 工位5的方差很大,而且变异系数很大。主要原因可以从工序上面分析:如果上游传出的工件零件在传输过程中没有松动,合盖的时间很短,但是如果有松动,合盖时间就会拉长。(2) 工位6的实验任务很重,从产品1以及产品2的高停线率可以看出。从产品1产品2工位6停线率增长了3倍。螺丝位置,以及数目是相同的,造成的原因是螺丝孔深度的变化,加大了安放螺丝的任务。(3) 工序7在产品2上的高停线率同样来源于螺丝孔深度变化带来的任务的加重。从实际观察中得到的影响生产的瓶颈因素:(1) 实际操作中
18、,一些同学误认为只有在新的节拍开始启动的时候才能进行生产,而忽略了可以在上一个工作完成而下一个部件没有运送过来的时候进行生产准备,比如说可以将零件按照一定次序摆放。工作台4就是这样一个工作台。(2) 工位1不存在上游来的零件,因此可以不断的进行生产。而下游的生产者必须等待上游的工作部件,因此需要保证工作台1的平稳运行。(3) 时间过于紧凑,影响生产者的情绪,造成了较大的误差。因此在现有的工作台数保持不变的情况下,有以下做法可以提高生产线的效率:(1) 提高合盖的熟练程度,让操作者熟悉整个安装,能够针对零件的轻微松动快速恢复以降低操作时间的方差。(2) 由于产品差异比较大,为了保证节拍时间,可以
19、在这三者之间设立灵活的工作机制,让工位5在产品2的情况下适当分担后续工作任务。(3) 重新调整生产节拍,放松工作者心态,可以减少误差。虽然节拍变长,但是停线的次数可以明显降低。3)工位操作总结(1)1号工位 任务:安装四个主要数字键;安装数字键上的垫片(仅第一种产品)。 节拍调整试运行阶段,我的工位由于处于生产线的源头,各个部件不需要上一个工位提供,所以得到了比较好的联系;在还没有进行生产的时候,我的工位上就进行了实地的反复拆装;在运行的时候,尽管有着初次上线的紧张,我发现我还是能够在较短的时间内装配好我的部分,大约在20秒每件上下。所以在试运行后的讨论中,我比较赞成将节拍时间调整到35秒左右
20、,因为我认为我还是有比较充裕的弹性时间以保证装配质量。最后在正式运行中,也基本证实了我的想法。然而在后面的装配中,由于我总是有足够的时间完成任务,我便渐渐的放慢了我的动作,来让整个装配过程显得轻松。然而可能有比较懈怠的情况,偶尔超出了节拍时间,但这些都是可以避免的。所以说整体节拍调整对我这个工位来说是较合适的。 工位特点由于是开始的工位,所以不需要前一个工位提供原料,可以提前准备下一个零件的装配;另一方面,可以不用建立在前一个零件的装配基础上,所以不会出现要补救前面工位的工作。而直接装配就好,可以保证质量。工作主要是把四个键依次装入外壳中,但是要把键的反面插入壳的反面;如果没有好的方法指导,可
21、能需要的时间会很长,而且要保证不出错非常难;然而如果采用了固定的手握外壳的方式,然后以一定的顺序来把键装入的话,熟练后就会非常的方便。对于两种产品,装配难易度有差异:对于第一种产品,四个键的定位孔都不同,所以需要记住四个定位孔的形状;另外,也需要把垫片安装到孔的上面。对于第二种产品,四个键的定位孔是相同的,而且不需要安装垫片。 需要注意的事项本工位的零件较多:两种外壳,八种按键;如果在装配前,我们能过把零件以较顺序的方式放置在零件格中,就可以比较方便的拿取。大多数按键都可以通过找到定位孔来直接装在外壳中,也就是,如果把按键放在孔中,只要能过把键完全的按入孔中,就可以保证位置的正确的。键的定位就
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