某企业生产线布局与物流优化研究毕业论文.doc
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1、某企业生产线布局与物流优化研究 摘要本文主要选取某企业的主机装配生产现场为观察分析点,研究整个企业的运作,并重点从生产流水线平衡分析、生产线的瓶颈环节分析及产能提升研究和机箱外壳生产车间设施设备布局分析及现场管理改善进行现场描述分析等三个方面对生产现场进行分析论述和改善。通过对组装线的观察和对车间生产现场的分析,提出了主机装配生产现场的改善方案和对机箱外壳生产物流过程的优化策略,以达到平衡生产流水线,提高工作效率、产品质量,同时改善车间布局,降低生产成本以及设备负荷强度,延长设备使用寿命,提高员工素质的目的。关键词;现场管理;生产线优化;产能提升;物流优化;现场改善Research and I
2、mprovement for Production Field and logistics of A Manufacturing EnterpriseABSTRACTIn this paper, I took the product of desk-top computer as its observation and analysis point, many improvements are analyzed and discussed on Production Field from three aspects which consist of analysis on Production
3、 Line Balancing and Production Line Bottlenecks, research on how to enhance the capacity,analysis on layout of workshop facilities and equipment,description and analysis on improvement for site management in order to study the operation of the entire enterprise.Both improvement plan for Large number
4、 of Desk-tops and optimization strategy for the process of the production logistics are proposed on purpose of balancing the production line, improving the efficiency and the product quality, optimizing the workshop layout, reducing the production costs and the equipment load intensity, extending th
5、e equipment life and making the staff higher quality.Key words: site management;optimization on Production Line, enhancement on capacity;improvement in production field目录摘要IABSTRACTII第一章 绪论1第二章 生产现场布局概述22.1 生产现场布局的含义22.2 生产现场布局的意义及重要性82.3 生产物流概述82.4 影响生产物流的因素82.5 组织管理生产物流应注意的问题8第三章 CMMSG/ASM目前状况和存在的
6、问题103.1现场问题描述103.2现状分析12第四章 ASM改善暨优化方案的实施134.1 现状分析144.2 改善历程154.3.改善方案的实施18第五章 总结21谢 辞22参考文献23附录A 外文翻译原文部分24附录B 外文翻译译文部分30第一章 绪论在全球竞争激烈的当今,对制造业而言,每个企业都面临着持续多变、不可预测的全球化市场竞争,为了在日益激烈的市场竞争中保持优势,企业不得不顺应市场的变化而做出相应的产品结构调整,这就牵涉到制造资源的安排和管理,以及生产方式的转变。在我国,大部分企业的设施布局和管理结构都是计划经济时期遗留下来的,存在许多问题,严重阻碍了我国经济的发展。生产物流是
7、指在企业经营范围内由生产或活动所形成的加工、检验、搬运、储存、包装、装卸等物流活动。物流在其流动过程中不直接产生价值,但却直接关系到成本。在制造业中,供需之间、车间之间、工厂之间物流是生产过程中不可缺少的环节。制造企业在激烈的市场竟争中如何有效地重新配置和利用企业资源、增加生产系统的柔性、降低制造成本,提高效益;如何缩短生产周期加速资金周转、降低在制品等物料占用,实现物流合理化等己成为企业生存与发展所必须解决的关键问题。国内外的资料表明,在工厂的生产活动中,从原材料进厂到成品出厂,物料真正处于加工检验的实践只占生产周期的5%10%,而90%95%的时间都处于停滞和搬运,这严重地影响了企业的经济
8、效益的提高。随着现代市场竞争的加剧,企业之间的竞争开始向基于时间和客户需求的方向发展。在满足客户个性化需要的同时,保持较低的生产成本和较短的交货期更是企业在竟争中取胜的关键法宝。我们相信,利润=成本-浪费,所以本论文旨在如何针对制造型企业的生产活动中优化必要生产环节,去除其不必要环节,从而提高效率,减少浪费,最终达到提高企业生产效率与经济效益。第二章 生产现场布局概述2.1 生产现场布局的含义生产现场布局是决定制造企业长期运营效率的重要内容,它是将生产系统各个部门、工作中心和设备按照系统中物料移动的情况来进行配置。车间布局设计简单地说就是系统中单元的选择及单元的排列组合。在完成设备选择后就要结
9、合车间场地、空间结构特点及工艺约束对设备进行合理布局。要充分的考虑设备之间在空间位置上的协调性,以确保生产系统物流畅通及设备的充分使用,加工设备的合理布局对加工系统中物流的合理性起到关键性作用。不但对新设施需要进行设施布置,对原有设施也要进行改造。企业经营总会面临内部条件和外部市场的各种变化,从而会出现当初不知设计是考虑不到的问题,例如作业能力不够,新安全要求,产品或服务设计的改变,新产品、新技术和新工艺的采用,环境和法律要求等等,都可能会要求重新布置生产系统。加工设备布局原则1. 工艺原则。要求生产工艺过程合理并连续,生产个环节加工能力相匹配。2. 经济原则。系统的配置和布局确保产品制造陈哥
10、帮你的最低化和经济效益的最大化。3. 柔性原则。在多变的市场中,要是加工系统体现最大的灵活性和柔性,以适应产品及产能的变动,为今后的可持续发展留出空间。4. 安全原则。设备布置要严格遵循“安全第一”的原则,切实保证工人的操作安全,为职工提供方便、舒适、安全、符合职业卫生的工作环境。5. 空间利用原则。无论是生产区域或储存区域的空间安排,都应力求充分有效地利用空间。基本布置类型 图2-1 基本布置类型产品原则布置(Product layout)一、产品原则布置的概念以加工产品(零件、部件)为对象划分生产单位二、产品原则布置的特点不同类型的设备、不同工种的工人、不同加工方法的加工、完成产品全部或大
11、部分工 艺过程、专用设备、专用工装、生产线或自动线三、 产品原则布置的方式图2-2 产品布置图四、产品原则布置优缺点比较优点:1、由于布置符合工艺过程,物流 畅通2、由于上下工序衔接,存放量少3、物料搬运工作量少4、可做到作业专业化,对工人技能要求不高,易于培训5、生产计划简单,易于控制6、可使用专用设备和机械化、自动化搬运方法缺点:1、设备发生故障时引起整个生产线中断2、产品设计变化将引起布置的重大调整3、生产线速度取决于最慢的机器4、生产线有的机器负荷不满,造成相对投资较大5、生产线重复作业,工人易产生厌倦6、维修和保养费用高工艺原则布置(Process layout)一、工艺原则布置的概
12、念按加工工艺的特点划分生产单位二、工艺原则布置的特点同类型的设备、同工种的工人、同一加工方法、完成产品某一工艺过程加工、通用设备、通用工装、机群式布置三、适用范围适合多品种小批量生产的产品布置原则四、工艺原则布置的方式图2-3 工艺布置图五、 工艺原则布置优缺点比较 优点:1、机器利用率高,可减少设备数量2、设备和人员柔性程度高,更改产品和数量方便3、操作人员作业多样化, 有利于提高工作兴趣和职业满足感缺点:1、由于流程较长,搬运路线不确定,运费高2、生产计划与控制较复杂,要求员工素质的提高3、库存量相对较大成组技术布置(Layout based on group technology)一、
13、成组单元原则布置的概念 识别和利用产品零部件的相似性,将零件分类。一系列相似工艺要求的零件组成零件族,针对一个零件族的设备要求所形成的一系列机器,称做机器组,这些机器组即制造单元。二、成组单元原则布置的特点 成组单元布置综合了工艺原则布置和产品原则布置的优点。加工时间短,物流效率高,在制品数量低,准备时间短,具有生产原则布置的高生产率,又具有工艺原则布置的柔性特点,能适应产品设计和产量的不断变化。三、适用范围 介于机群式布置与工艺原则布置之间,适用于中小批量生产。 四、 成组单元原则布置的方式图2-4 成组布置图定位式布置是以原材料或主要部件固定在一定位置的布置形式。适用于大型的不易移动的产品
14、,如飞机装配、船舶制造等。(固定工位式布置)图2-5 定位式布置图生产线:是指加工对象按照一定的工艺路线、有规律地从前道工序流到后道工序加工,并按照一定的生产速度连续完成工序作业的生产过程。生产线的布置 任何一个工作单元的设计,都要考虑物料、信息、人员流动的模式。选择流动模式的一个重要考虑因素是入口和出口的位置。基本的流动模式有5种,实际的流动模式是5种基本流动模式的组合。图2-6 5种流动模式影响流动模式的因素1、入口和出口的位置2、运输方式、机械化程度、储存的要求、发展的需要基本的流动模式的特点:直线型:出入口在相对位置,生产过程短、简单L形:适于現有设施或建筑物不允许直线U形:出入口在同
15、一相对位置,或生产线比实际可安排的距离长的情況环形:要求物料返回到起点的情況S形:生产线比实际可安排的的距离长,在一个经济的面积内安排较长的生产线考虑出入口位置的流动模式:图2-7 出入口不同的流动模式图表示流程的流动模式图2-8 流程流动模式图布置对物流路径的影响图2-9 流程流动模式图有效的流动要遵守以下的原则:1) 有向流的路径最大化原则。有向流路径是从起点到终点、连续不断的流动路径。这里不中断是指不与其他路径交叉。从起点到重点的有向流路径还应当是没有回退的路径。2) 最小流量原则。就是工作简化原则在无聊流动中的应用,它包括以下内容:1、消除不必要的流动,2、多次流动最小化。通过规划使得
16、两个连贯实用点之间的流动尽可能少,最好是一次。3、尽可能合并流动和作业。3) 流动成本最小化原则。则要综合考虑人工搬运和机器搬运甚至全自动搬运的方式和成本,平衡工人的生产时间和搬运时间。2.2 生产现场布局的意义及重要性 有效编排设备与工作区域的整合,使制程是直线流动,生产一贯化。 使物料运搬的距离最短,避免有交叉重复现象发生。 维持生产作业与制程编排的弹性化,以利必要性之改善调整。 使原物料在制程中能快速流动,避免堆积存放,造成资金积压。 以合理有效的制程规划,减少对设备投资之重复。 建筑空间的有效利用规划。 人、设备、物流、放置方式考量原则,并充分提升人力绩效。 设施布置合理与否对生产系统
17、极为重要,据推算,工厂生产总运营成本中的20%-50%是与物料搬运和布置有关的成本。采用有效的布置方法,可以使这些成本降低30%甚至更多。2.3 生产物流概述 生产物流是指:原材料、燃料、外购件投人生产后,经过下料、发料,运送到各加工点和存储点,以在制品的形态,从一个生产单位(仓库)流入另一个生产单位,按照规定的工艺过程进行加工、储存,借助一定的运输装置,在某个点内流转,又从某个点内流出,始终体现着物料实物形态的流转过程。2.4 影响生产物流的因素 由于生产物流的多样性和复杂性,以及生产工艺和设备的不断更新,如何更好地组织生产物流,是物流研究者和管理者始终追求的目标。只有合理组织生产物流过程,
18、才能使生产过程始终处于最佳状态。 生产工艺对生产物流有不同要求和限制 生产类型影响生产物流的构成和比例 生产规模影响物流量大小 专业化和协作化水平影响生产物流的构成与管理2.5 组织管理生产物流应注意的问题物流过程的连续性物料顺畅、最快、最省地走完各个工序,直到成为产品。物流过程的平行性各个支流平行流动物流过程的节奏性生产过程中各阶段都能有节奏、均衡地进行物流过程的比例性考虑各工序内的质量合格率,以及装卸搬运过程中的可能损失零部件数量在各工序间有一定的比例,形成了物流过程的比例性。(考虑回收物流)物流过程的适应性企业生产组织向多品种、少批量发展,要求生产过程具有较强的应变能力,物流过程同时具备
19、相应的应变能力。一个生产物流作业计划依赖于制造过程的构成。根据制造过程、制造的生产工艺、规模、专业化和协作化水平,制定生产过程的物流计划,并进行有效控制,使整个生产物流过程达到连续性、平行性、节奏性、比例性和适应性。生产物流计划的任务就是要保证生产计划的顺利完成,由此,需要研究物料在生产过程中的运动规律,以及在各工艺阶段的运动周期性,以此来安排经过各个工艺阶段的时间和数量。按物流作业计划有节奏地、均衡地组织物流活动。第三章 CMMSG/ASM目前状况和存在的问题 CMMSG公司是一家电子产品制造商,核心客户为惠普(HP),主要生产产品为台式电脑,笔记本电脑以及办公打印机,以其所生产产品质量高,
20、交货期短而获得市场好评。ASM为CMMSG旗下一台式电脑(Desk-Top)生产部门,从电脑的外机箱制造到整个主机箱的装配及外包装,均为ASM的核心业务。近年来由于电子产品技术日新月异,消费者需求的增长,导致原有的产线生产能力已经无法满足现在的市场。伴随着人力成本的上涨,使得制造型企业的利润空间在不断的减小,如何减少成本中的浪费是我们IE工程师的当前任务。ASM布局如下所示:图3-1 车间整体布局图3.1现场问题描述 随着客户订单量的增加,从原有的120万台需增至180万台。如何在原有的人力基础上使得生产产量与效率提高是我们的改善方向。为此我们进行了工时测定来寻找瓶颈工序,针对瓶颈工序的消除来
21、提高日产量以及生产线平衡率。主机装配线主要有 组装 测试 老化 包装四个工作段,通过工时测定我们发现表3-1 车间各工序工时表工站组装测试老化包装时间(s)11.319.612.111.5为了更加的明了,所做柱状图如下图3-3工时柱状图通过柱状图明显发现,瓶颈工站为测试段,根据原有工时,我们可以计算UPH=3600/19.6=190台/小时年产量为190*24*21.75*12=120(万台)线平衡率=(11.3+19.6+12.1+11.5)/(19.6*4) =69.5%生产线平衡损失率=1-生产线平衡率=1-69.5%=30.5%由结果可知,产线平衡率很低,出现了严重的等待现象,导致在制
22、品大量堆积于测试工段,所以改善势在必行!3.2现状分析组装区测试工作台老化区包装区图3-4 测试段布置图 上图为主机装配线的流水线,由于测试单台机须11min,而整条流水线的周期时间为19.6s,则我们在测试段安排了工站数11*60/19.6=34(个)上图可知:现有生产线的生产能力不能达到要求,需要对生产线重新进行布局与规划设计。在组装段,物料在产线流动时间过长,导致在制品过多。在测试段,员工需要旋转180度抱取机箱至测试段进行测试工作,从人因工程角度来看,十分不合理。从仓库至原材料入口处,由于暂存区的设置,导致通道出入口形成堵塞,从而也违反了物流通畅原则。第四章 ASM改善暨优化方案的实施
23、生产线平衡(Line Balancing)即是对生产的全部工序进行平均化,调整各作业负荷,以使各作业时间尽可能相近。是生产流程设计与作业标准化必须考虑的最重要的问题。目的是消除作业间不平衡的效率损失以及生产过剩。(1)生产线平衡的意义:1、提高作业员及设备工装的工作效率;2、单件产品的工时消耗,降低成本(等同于提高人均产量);3、减少工序的在制品,真正实现“一个流”; 4、在平衡的生产线基础上实现单元生产,提高生产应变能力,对应市场变化,实现柔性生产系统; 5、通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划(Layout)分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法,提高全员综合素质。 (2)
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