基于精益生产的汽车玻璃生产线平衡优化研究毕业论文 精品Word文件下载.docx

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针对福耀玻璃汽车配件有限公司平弯钢化厂生产线不平衡及产量不能满足订单需求的情况，本文运用精益生产和工业工程方法和理论，对该厂区生产现状进行数据收集，对生产系统进行现场分析，发现其生产过程中存在的问题并提出改进方案，并对改善后的生产系统进行效果评估。

本文的主要设计内容如下：

（1）生产现状的分析和原始数据的采集，运用IE基础手法对生产线进行系统的分析。

（2）根据收集数据找出生产系统瓶颈工序，计算目前的生产线平衡率。

（3）对生产线进行优化改善。

运用基础IE手法（如MOD法、联合作业分析等）提出改进方案，改善瓶颈工序，建立新的生产线平衡。

（4）评估改善后的生产系统。

通过平衡率和瓶颈工序对改善的方案进行评价。

通过对平弯钢化厂生产线平衡改善，瓶颈工序从原来的25.4s减少到22.4s，生产线的平衡率由原来的70.6%提高至76.8％，一年可多生产加工玻璃104100块。

文章通过对生产系统的分析，为该厂区今后的现场改善活动及实施提供了一定借鉴意义。

关键词：

精益生产；

生产线平衡；

产能提升

ResearchOnLineBalancingOfAutomotiveGlassBasedOnLeanProductionOptimization

Abstract:

Today'

sincreasinglycompetitiveinmanufacturingindustries，howtouseleanmanufacturingtechniquescontinuetoimprovetheproductionsystem,becomeofgreatconcerntobusinessmanagers.AimingatFuyaoAutomotiveglasspingwanganghuafactory，itexiststheimbalanceofproductionlineassemblyandproductioncannotgettothedemandsoftheorders，inthispaper,useLeanProductionandIndustrialEngineeringmethodsandtheories，CollectitsproductionstatusdataandanalysisTheproductionsystem.Foundproblemsintheproductionprocessandsuggestimprovementsprogram,evaluationtheimprovedproductionsystems.Thispaperwasdesignedinfourparts:

（1）AnalysisProductionstatusandCollectionrawdata,itusesthebasicmethodofIEforproductionsystemsanalysis.

（2）Basedonthecollecteddatatofindthebottleneckprocess,calculatetheLinebalancingrate.（3）Optimizationoftheproductionline.useofindustrialengineeringrelatedanalyticaltechniques（MODAPTS,JointOperationsAnalysis）proposedimprovementprogram,improvementbottleneckprocessandestablishmentofnewproductionlinebalancing.（4）Evaluateproductionsystemsofimproved.EvaluationoftheimprovementprogramfromBalancerateandThebottleneckprocess.AfterTheLineBalancingimprovedbypingwanganghuafactory,Cycletimefromtheoriginal25.4sdownto22.4s,Linebalancefrom70.6%Promotedto76.8%,FactorycanproductionofautomotiveglassMorethan104100ayear.Thearticleanalysisofproductionsystems,itprovideSignificanceofsiteimprovementsinthefuture.

Keyword:

LeanProduction,LineBalancing,ProductionIncrease

目　　录

第1章绪论1

1.1研究背景和意义1

1.1.1课题研究的背景1

1.1.2课题研究的意义1

1.2国内外研究现状2

1.3研究思路和论文结构3

1.4本章小结3

第2章平弯钢化厂区生产系统分析5

2.1企业需求分析5

2.1.1厂区基本情况简介5

2.1.2现场改善的必要性8

2.2找出生产系统瓶颈工序10

2.3计算目前生产线平衡率17

2.4本章小结18

第3章改善方案实施20

3.1切大片车间改善方案20

3.2预处理车间改善方案25

3.2.1磨边工序改善25

3.2.2下片工序优化方案29

3.3本章小结31

第4章效益评估32

4.1生产线平衡率及产品制造周期计算32

4.2改善后产品产量分析34

4.3本章小结35

结　论36

致　谢37

参考文献38

第1章绪论

1.1研究背景和意义

1.1.1课题研究的背景

近年来，随着我国经济的快速发展、人民群众消费水平和购买力不断提高，我国的汽车产业也随之有了很大发展。

每年产销量在不断上升，未来中国将成为全球汽车数量最多的国家。

国内各汽车制造商已从原本以大众、丰田、通用等一线大厂为主转为各地制造厂家竞相加入竞争的行列的局面。

在如今市场、产品不断细分的情况下，汽车行业的整体发展带来的相关零部件配套产业链的连锁反应也促使一大批汽车零部件厂商在各地成长起来。

伴随着中国加入WTO和经济全球化的趋势，汽车零部件厂商面对来自国内外的竞争压力不断加剧。

同时企业之间的竞争也不再是单纯的价格竞争，而是在产品的质量、交货时间、售后服务、对客户需求的快速反应、售后服务等综合实力方面的竞争。

依靠传统的大规模生产模式已不能满足目前生产实际的要求，因此，基于多品种、小批量、低成本、高效率的精益生产模式，已成为国内外制造型企业必然的选择[1]。

1.1.2课题研究的意义

生产现场是企业直接创造效益的场所，现场改善是现场管理的深化，是对现场管理中存在的问题的分析解决。

本文研究的汽车玻璃生产系统，旨在运用精益生产方式，对生产线进行优化研究，其价值主要有以下几个方面：

（1）提高生产效率

现场改善对生产过程进行系统优化，去除不必要工序，简化操作过程，在此基础上合理配置作业人员数量，减少半成品的停滞和等待，消除大量人力资源浪费，提高劳动生产率；

减少物料搬运、半成品搬运，使物流更加简单顺畅，提高生产线物流效率；

通过更加合理的人员配置和新的作业方法改进，使同样多的投入得到更高的效益。

（2）降低生产成本

现场改善通过提高生产效率，减少生产过程中的浪费，降低生产成本；

改善产品工艺流程，可以降低原材料库存和半成品、成品库存，从而降低库存成本；

运用管理现场的管理流程和管理方法，是现场更加整洁有序，降低生产现场的管理成本。

（3）提高产品质量

精益生产方式减少了大量工作中心在制品（workingInProduct，WIP）数量，避免了生产过程中因堆积而造成的质量问题；

一个流的生产模式避免了成批缺陷产品的产生，平衡稳定的生产过程又提高了产品质量的稳定性[2]。

1.2国内外研究现状

精益生产是继大批量生产方式后，对人类社会影响巨大的一种生产方式。

20世纪50年代，日本丰田公司的大野耐一通过对美国大量生产方式的分析，结合丰田公司自身面临的需求不足、资金短缺、技术落后等困难，创立了一种全新的多品种、小批量、高效益和低消耗的生产方式，把日本丰田公司交货日期和产品品质提高到世界领先地位。

美国麻省理工学院（MIT）组织一项国际汽车研究项目计划，历时5年之久，对日本的企业进行深入的调查研究，第一次把丰田生产方式定名为LeanProduction，即精益生产方式。

日本学者经过30多年的实践总结，在1986年提出了“5S”管理方法，它是通过对生产现场开展以整理、整顿、清扫、清洁和素养为内容的活动，对各生产要素进行有效管理。

在1996年，沃麦克和琼斯在《改变世界的机器》的基础上又推出了《精益思想》（LeanThinking），详细介绍了精益思维和实施精益制造所要遵循的五个基本原则[3]。

1999年，丹尼尔和他的团队出版了《精益企业》，基于作者在多家企业生产实践的经验[4]，并在深刻理解精益思想的基础上，提出了适合于普遍企业的精益化生产原理，如：

JIT生产、丰田目视化管理等。

近20年来，世界许多知名企业如诺基亚、通用电器、福特等，皆以丰田公司为学习标杆推行精益生产，这种管理模式被全球制造业所瞩目。

改革开放以来，中国经济得到飞速发展，中国企业也越来越重视先进的管理方式在企业中的应用。

自80年代开始，我国就有企业学习和模仿丰田模式。

JIT准时生产方式最早应用在长春一汽，建立精益生产样板线，并结合企业自身情况，制定适合本企业的精益生产管理。

上海大众汽车有限公司在学习精益生产过后根据自身的特点，不断的创新和完善，慢慢的实现精益生产的本土化，从中并获得了相应的利益。

近几年来，随着精益生产理论的应用发展，我国一些实践型书籍也陆续出版。

如孙亚彬著《精益生产实战手册》，肖智军等编著《精益生产方式JIT》，对如何实施均衡生产，如何进行精益质量管理等进行了详细说明。

另外，天津大学管理学院齐二石教授《丰田生产方式及其应用》概括介绍了丰田生产方式理论和方法，分析了我国近年来若干企业推行丰田生产方式存在的问题。

在生产线平衡了优化方面，叶晓素等分析了人因工程与生产线平衡的关系[4]，高广章介绍了基于工效学原理的MOD法在生产线平衡的应用并通过实例对生产工段的应用MOD进行分析利用动作经济原则改善问题。

通过以上关于精益生产理论研究可以看出，国外关于精益生产的理论已经有了比较成熟的理论和框架。

国内对精益生产的生产方式还处在初步研究阶段，理论创新较少，主要集中研究精益生产理论如何在企业应用方面。

1.3研究思路和论文结构

本文在精益生产方式基础上，运用工业工程理论，采用方法研究和作业测定两大技术，分析福耀玻璃配件公司平弯钢化厂区的生产系统，找出制造过程中存在的不足并改善，以提高生产线平衡率。

本文主要研究思路如下：

第1章介绍研究课题的背景和意义，分析目前国内外在精益生产及生产线平衡方面研究现状，以及文章的结构。

第2章对平弯钢化厂区生产现场分析。

首先进行企业需求分析，介绍厂区基本情况以及其生产系统各生产车间概况，说明进行生产线平衡改善的必要性。

分析生产制造系统存在的问题，运用联合作业分析、动作分析、程序分析、模特法、5S管理等方法，深入分析生产系统，现场采集数据，用秒表测量各工序加工生产时间，分析记录所得数据找出生产线瓶颈工序，计算生产线目前的平衡率。

第3章实施改善方案。

对制约生产线产量的各工序运用精益生产方式和工业工

程理论方法实施改善。

首先是切大片车间联合作业操作问题分析，第二是磨边工序操作改善，第三是预处理车间下片工序优化。

第4章对改善后的生产系统效益评估。

改善生产系统瓶颈工序，建立新的生产线平衡，重新计算产品的平衡率以及产品生命周期，评估改善后的取得的经济效益。

1.4本章小结

本章首先简述了研究课题的背景和意义，通过研究改善企业生产现场，可以提高产品生产效率、降低生产成本、提高产品质量等，对企业具有重大意义。

接着分析总结目前国内外在精益生产和生产线平衡方面的研究现状，找出国内外研究方面差距。

最后阐述了论文研究思路及论文结构。

第2章平弯钢化厂区生产系统分析

2.1企业需求分析

2.1.1厂区基本情况简介

福耀玻璃（重庆）配件有限公司是中国最大的汽车玻璃制造商——福耀集团的全资子公司，福耀集团是国内最具规模、技术水平最高、出口量最大的汽车玻璃生产供应商，产品“FY”商标是中国汽车玻璃行业第一个“中国驰名商标”。

公司于2001年6月注册成立,总投资1.3亿元,占地83万平方米。

是一家汽车玻璃专业供应商。

公司于2001年11月通过了GB9656汽车安全玻璃认证,2002年通过了QS9000质量体系认证,2002年12月通过欧洲经济委员会ECER43认证,2002年4月通过了“3C”强制性产品认证,2003年11月通过了ISO14001环境体系认证。

主要为上海通用五菱、长安集团、庆铃集团、西安比亚迪、吉利豪情、东风柳汽等多家汽车制造厂提供配套产品，并拓展了防弹汽车玻璃市场。

由于销售形势较好，公司生产量并未达到订单的需求，因此公司急需增加产品的生产量。

公司生产制造系统分为平弯钢化厂、夹层玻璃厂、垂直钢化厂三个厂区，生产玻璃类型略有差异。

其中平弯钢化厂主要生产产品是轿车、货车侧挡钢化玻璃，在所有厂区里产销量最大，产品种类繁多、人员复杂，生产管理比较混乱，因此本文针对平弯钢化厂区的生产线进行分析和改善。

平弯钢化厂区主要分为五个车间，分别为切大片车间、预处理车间、钢化车间、印刷车间、包装车间。

各个车间负责不同的工序，联合加工生产产品。

厂区实行3个生产班组进行3班倒循环生产。

第1个车间是切大片车间，该车间首先将原片玻璃通过数控切割机，将原片玻璃切成所需毛坯规格，毛坯留边量通常为玻璃厚度的4倍左右，以利于四周的掰边。

然后手工瓣边下片，将多余的边角料去掉把汽车玻璃片放到暂存架上，之后调配员将玻璃搬运到下一车间（预处理车间）继续加工。

图2-1为玻璃切割后瓣边下片操作台以及暂存架。

（a）瓣边下片操作台（b）暂存架

图2-1瓣边下片操作台以及暂存架

第2个车间时预处理车间，主要工作是将预处理车间搬运来的玻璃进行再加工，主要工序有磨边、钻孔、烘干洗涤下片等。

磨边就是对玻璃打磨，将玻璃边缘磨光滑，工人通过磨边机操作完成。

钻孔是根据客户要求，在玻璃指定位置钻孔。

之后玻璃需要经过洗涤消除玻璃表面的灰尘、油污、杂质。

洗涤后的玻璃流入烘干机器烘干准备下片，下片时必须戴上干净的手套，不能用手直接接触洗涤后的玻璃。

图2-2和图2-3为磨边机及下片区暂存架图片。

图2-2磨边机图片

图2-3下片区暂存架

第3个车间是印刷车间，在预处理车间加工完成的玻璃运送至印刷车间进行印刷。

印刷是根据客户需要，在玻璃上按要求印刷膜、商标、安全标志等，并不是所有玻璃都需要进行印刷。

将已调好的银浆、油墨用丝网印刷方法进行印刷，然后流入烘干机对印刷的银浆、油墨进行烘干。

第4个车间时钢化车间，印刷后的玻璃会在这里进行钢化处理。

钢化作用主要有两个：

第一，经过钢化后的玻璃结构更加稳定坚固，不易破碎。

第二，玻璃经过钢化后，其内部结构发生改变，能减小破碎后对人体伤害，这样可以降低驾驶员在出车祸时玻璃破碎所造成的伤害。

图2-4为钢化炉图片。

图2-4钢化炉图片

第5个车间是包装车间，车间按照工艺指导书、检验作业指导书对钢化玻璃成品按要求进行检验、安装附件、装箱，准备进仓。

2.1.2现场改善的必要性

精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，精益生产是美国麻省理工学院国际汽车项目组的研究者JohnKrafoik给日本汽车工业的生产方式起的名字。

精益生产要求不断取消那些不给产品增加价值的作业和工作，因此，我们可以认为精益生产的思想是一种持续减少浪费的哲学[9]。

精益生产方式成功的关键是吧供应链上需求与供应和谐地统一于企业的发展目标，通过满足顾客需求提高企业经营利润，把顾客利益和企业利益统一于企业目标；

和供货商保持密切协作关系，通过适时供货和模块供货的方式是双方利益共同增长。

与大批量生产方式相比，精益生产方式以产品生产工序为线索，组织密切相关的供应链，以整个生产系统为优化目标。

表2-1是三种生产方式对比。

表2-1三种生产方式的比较

手工生产方式

大批量生产方式

精益生产方式

产品名称

完全按顾客要求

标准化、品种单一

品种多样化、系列化

设备工装

通用、灵活、便宜

专用、高效、昂贵

柔性高、效率高

作业内容

粗略、丰富多彩

细分、简单、重复

多技能、内容丰富

操作工人

懂设计制造、操作

技艺高超

不需专门技能

多技能

库存水平

高

低

制造成本

更低

产品品质

更高

市场需求

极少量需求

物资匮乏供不应求

买方市场

汽车玻璃行业严重依附于汽车消费市场，当汽车消费量增加，产量增加，则相应的汽车玻璃销量也会增加，反之亦然。

图2-5是近年汽车产销量统计。

（单位：

万辆）

图2-5我国汽车产销量增长情况

从上表可以看出，目前汽车产销量都保持增长趋势。

但国内汽车玻璃市场各厂商之间同质化现象比较严重，利润较低；

国内汽车工业增速放缓，同行竞争将更加剧烈，公司想要发展国内高份额的市场占有，具有一定的挑战；

通货膨胀压力，致使产品出厂价格提高，增加产品价格竞争压力；

国家进一步宏观调控，货币紧缩，导致资金状况压力加剧；

员工工资涨幅明显，导致成本提高，失去价格优势。

制造业重心由东部向西部转移趋势明显，越来越多的制造企业都选择将制造中心往西部地区转移，期望通过西部地区较低的生产成本提高企业利润。

公司地处重庆，承担着西南地区订单任务，产品订单较多，需求量大，就目前其产量仅能勉强满足需求。

在这种情形下，公司需要以满足客户需求为重点，在保证产品质量、准时交货条件下，同时提高产量。

提高产能方法有以下几种途径:

（1）延长工作时间。

延长工作时间是提高产能的最直接途径。

但对于公司来说，每月计划生产时间大约平均为27天，实行24个小时3班轮换制度，本身的工作时间己经够长，已没有多少延长工作时间的余地。

（2）提高合格率。

提高产品的质量合格率，减少不良废品，也有利于提高产能，但当产品质量相对稳定的情况下，这一途径的效果就显得比较有限。

（3）扩建生产线

增加生产流水线，可以提高产品的产量，目前厂区正在规划生产布局，准备新建流水线。

此方法耗费资源大，成本较高。

（4）缩短生产周期。

通过工艺改善提高生产线平衡率，缩短生产周期。

单位时间产量的增加，能有效地提高生产效率提高产能。

从以上分析可以看出，为了实现企业发展，从基础层次的现场改善作为起点实行精益生产方式，对生产线实施改善。

以提高产量、降低成本、改善服务，逐渐提高企业竞争力，是一种快速且低成本的一种方法[12]。

2.2找出生产系统瓶颈工序

工业工程的发展至今已有一个多世纪，最具权威和今天仍被广泛采用的定义是美国工业工程师协会于1955年正式提出，后经修订定义，表述为:

“工业工程是对人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的工程技术，它综合运用数学、物理学和社会科学的专门知识和技术，综合工程分析和设计的原理和方法，对该系统所取得的成果进行确定、预测和评价。

”该定义表明IE实际是一门方法学，它告诉人们，为把人员、物资、设备、设施等组成有效的系统，需要运用哪些知识，采用什么方法去研究问题以及解决问题[7]。

工业工程是一门实践性很强的学科，核心是降低成本、提高质量和生产率，追求生产系统整体效益。

其本质内涵可以概括为以下四点：

1、IE的核心是降低成本、提高质量和生产率。

2、IE是综合性的应用知识体系。

3、IE应用注重人的因素。

4、IE是系统优化技术。

方法研究在于寻求经济有效的工作方法，主要包括程序分析、作业分析和动作分析等。

方法研究的分析过程具有一定的层次性，一般首先进行程序分析，使工作流程化、优化、标准化，然后进行作业分析，最后再进行动作分析。

其分析过程是从粗到细，从宏观到微观，从整体到局部的过程。

图2-6为方法研究的分析层次。

图2-6方法研究的分析层次

图2-6中的“工序”是指一个工人或一组工人，在一个工作地点对一个劳动对象或一组劳动对象连续进行的操作；

“动素”则是指构成动作的基本单位，如伸手、移物等[8]。

本文所研究的平弯钢化厂区钢化玻璃产品在五个车间加工完成。

1﹟车间为切大片车间，2﹟车间为预处理车间，3﹟车间为印刷车间，4﹟车间为钢化车间，5﹟车间为包装车间。

整个生产系统物流呈“U”型半自动化生产线，其主要工序有数控切割、瓣边下片、磨边、钻孔、洗涤烘干、预处理下片、印刷上片、印刷、印刷下片、钢化上片、平弯钢化、钢化下片、包装，其中由机器自动加工完成的工序有数控切割、洗涤烘干、印刷烘干、平弯钢化四个工序。

其工艺程序图如图2-7所示。

原片玻璃

数控切割印刷上片

瓣边下片印刷烘干

切割样片印刷下片

检查

印刷检查

磨边

不钢化上片

钻

孔

钻孔产平弯钢化

品

洗涤烘干

钢化下片

预处理下片钢化质量

检查

钻孔、磨边尺寸检查

包装入库

程序分析是通过调查分析现行工作流程，改进流程中不经济、不均衡、不合理现象，提高工作效率的一种研究方法。

一般由五种基本活动构成，即加工、检查、搬运、等待和储存。

表2-2为程序分析的常用符号。

表2-2程序分析的常用符号

符号

名称

表示的意义

加工

指原材料、零件库或半成品按照生产目的承受物