生产系统改善与优化.docx
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生产系统改善与优化
本科3+1实践课程报告
捷普生产系统改善与优化
学 院 机电工程学院
专 业 工业工程
年级班别 2011级
（2）班
学 号 3111000649
学生姓名 彭元元
指导教师 傅惠
2015年1月
实践课程名称：
生产系统改善与优化 （总学分数9分 ）
实践课程模块2：
□管理信息系统课程设计A （3学分）
□现场管理实践课程设计 （2学分）
□生产工艺流程课程设计 （2学分）
□人机工程学应用与实践课程设计 （2学分）
摘 要
本文运用工业工程的多种改善手法,如流程程序分析、工艺程序、双手作业分析,从四个方面,即现场管理、生产工艺流程、员工培训、人机工程学,对捷普电子广州（有限）公司的生产系统进行了系统化的分析,然后提出了相应的改善方案,旨在降低成本,提高产品质量,提高企业的综合竞争能力。
关键词：
现场管理、人机工程学、5S、双手作业分析
注：
本实践课程题目来源于（企业名称）捷普电子（广州）有限公司
Abstract
Multipleuseofindustrialengineeringinthispaperistoimprovethetechnique,suchasjobanalysisprocessprogramanalysis,process,hands,fromfouraspects,namely,fieldmanagement,productionprocess,stafftraining,man-machineengineering,tojabilguangzhou（limited）ofthecompany'sproductionsystemhascarriedonthesystematicanalysis,andthenputsforwardthecorrespondingimprovementscheme,designedtoreducecosts,improveproductquality,improvethecomprehensivecompetitionabilityofenterprises.
Keywords:
sitemanagement,ergonomics,5s,handsoperationanalysis
目 录
1绪论 1
1.1报告背景与目的 1
1.2报告构成与内容 1
1.3课题说明 1
2现场管理实践课程设计 3
2.1 现场管理概述 3
2.1.1 现场管理的定义 3
2.1.2 现场管理的目标 3
2.1.3 现场管理的意义 3
2.2课题内容 4
2.3现场调查 4
2.3.1现场概况 4
2.4 现场问题点的分析与改善 7
2.4.1 异常问题的分类 7
2.4.2 异常问题分析与改善 8
2.4.3异常问题的预防 12
2.55S管理 14
2.6定置管理 15
2.7消除七大浪费 17
2.6课题小结 18
3生产工艺流程课程设计 19
3.1课题概述 19
3.1.1课题定义 19
3.1.2研究背景 19
3.1.3课题内容的研究方法 19
3.2工艺流程分析与改善 20
3.2.1现场调查 20
3.2.2现行工艺流程分析 20
3.3.2瓶颈工序 24
3.3.3 双手作业分析 24
3.3.3 SOP制定 26
3.4 课题小结 28
4 管理信息系统课程设计A 29
4.1课题概述 29
4.2调查分析 29
4.2.1公司培训概况 29
4.2.2组织结构调查 30
4.3设计可行性分析 30
4.3.1系统可行性分析 30
4.3.2技术可行性分析 31
4.3.3经济可行性分析 31
4.4需求分析 31
4.4.1运行环境 32
4.4.2开发工具及平台 32
4.4.3数据需求 32
4.4.4功能需求 33
4.5数据库设计 33
4.5.1数据流程图 34
4.5.2概念结构设计 34
4.5.3物理设计 35
4.6设计总结 40
5 人机工程学应用与实验课程设计 41
5.1课题概述 41
5.1.1课题背景 41
5.1.2课题目标 41
5.1.3理论背景 42
5.2现场人机分析 43
5.2.1作业环境分析 43
5.2.2工人工作分析 47
5.3人机改善方案 48
5.3.1光环境对生产率的影响 48
5.3.2设计的基本原则 49
5.3.3采光设计 50
5.3.4照明设计 51
5.3.5环境色彩选择 52
5.4方案评估 53
5.5课题小结 53
总结 54
参考文献 55
致谢 56
附录 57
1绪论
1.1报告背景与目的
生产系统改善与优化是工业工程学生实践训练的经典内容与核心课程。
主要面向生产制造现场的维持与改善、优化与设计，它既具有高度的专业理论综合性，又具有很强的实用操作性，是一门研究生产现场实际工作问题和规律，应用基础工业工程、人机工程、质量工程、管理学、信息化技术及生产计划与控制相关学科的知识和方法，提高制造现场的运作效率和效益，是现代工业工程的重要应用。
本报告运用工业工程的知识，对捷普电子（广州）有限公司制造系统进行改善和优化。
从系统工程的角度运用流程程序分析、工艺程序分析等研究方法，从车间现场现状入手，对企业生产系统中各种因素，做了详细调查和分析，总结并归纳出目前存在的问题，在实践中探索如何利用工业工程的方法减少制造过程中的浪费，提高效率，提高产品质量，提升企业整体效益。
本报告一共包括4各模块，即现场管理实践课程设计、生产工艺流程课程设计、人机工程学应用与实验课程设计，管理信息系统课程设计。
1.2报告构成与内容
本报告一共包括4各模块，即现场管理实践课程设计、生产工艺流程课程设计、人机工程学应用与实验课程设计，管理信息系统课程设计。
1.3课题说明
管理信息系统课程设计：
目的在于理解企业管理决策与管理信息系统之间的依存互动关系，掌握从事管理信息系统开发、维护和管理工作所必需的调查、获取、分析、表达信息的基本技能，提高系统分析、系统设计以及程序设计能力，初步具备开发与管理管理信息系统的基本能力，初步形成在计算机网络平台上，运用现代管理理论与方法，解决管理决策中的实际问题的基本素质。
现场管理实践课程设计：
定位于了解现场管理的任务、地位和作用，熟悉现场管理的基本概念和基本思想；重点掌握现场管理与改善的主要观念；掌握现场处理问题的一般思路和方法，并能在实践中灵活运用和推行；初步具有从事现场实际工作的能力，以及分析问题和解决问题的能力。
生产工艺流程课程设计：
要求学生针对实习工厂实际情况，选定某一主导产品进行工艺流程设计，设备设计与选用，工站设计及SOP制定以及生产线平衡等。
其目的是①能正确运用程序分析手法进行产品工艺设计或改善；②熟练掌握作业分析方法；③能进行生产线平衡分析及改善；④能完成标准作业指导书的编写；⑤通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。
人机工程学应用与实践课程设计：
要求应用人机工程学的原理和工具，对企业某生产线或者整个车间的环境、工人的工作负荷、能量消耗、肌肉作用力、疲劳、人体尺寸和累积性损伤原理等进行研究，总结所研究项目中的风险和不符合人机工程的因素，提出改善方案，从而使人、机、环境能良好的协调，创造安全、健康、高效和舒适的作业环境，最后对改善方案进行评估。
2 现场管理实践课程设计
2.1 现场管理概述
2.1.1 现场管理的定义
现场管理就是指用科学的标准和方法对生产现场各生产要素进行管理，包括人（工人和管理人员）、机（设备、工具、工位器具）、料（原材料）、法（加工、检测方法）、环（环境）、信（信息）等。
现场管理是生产第一线的综合管理，是生产管理的重要内容，也是生产系统合理布置的补充和深入。
2.1.2 现场管理的目标
全面完成生产计划规定的任务，包括产品品种、质量、产量、产值、资金、成本、利润和安全等经济技术指标；
节省成本，消除生产现场的浪费现象，科学地组织生产，采用新工艺、新技术，开展技术革新和合理化建议活动，实现生产的高效率和高效益；
保证质量，捷普文化的第一条就是品质至上原则，保证质量不仅可以赢得客户的信任，还能为公司省下很多成本。
提高工作效率，在保证产品质量的前提下，还要保证生产效率，其中包括OLE（全员劳动效率）和OEE（设备效率）。
2.1.3 现场管理的意义
生产现场是生产过程的主要组成部分，是生产活动的基地。
物质资源在生产现场上消耗，劳动工时在生产现场上发生，工艺过程在生产现场上贯彻，产品质量在生产现场上形成，产品成本和利润在生产现场最终形成。
现场是出产品、出人才、提供服务的地方。
可以说生产力要素集中于生产现场并按照科学的规则运行，从事生产作业活动成为生产力，这一特征决定了生产现场是工业企业赖于生存的基础。
生产现场管理是企业在市场竞争中立于不败之地的保证。
生产现场管理决定着一个企业的产品质量、成本、交货期等，决定着企业的命运。
做好现场管理，树立企业新形象，是立足之本，现场是企业的窗口。
内抓现场，外抓市场，以市场促现场，以现场保市场，已成为大多数企业的共识，认识到抓现场管理是企业生存的需要，是社会不断前进发展的需要。
现实中有企业感受很深，如有的企业明知市场需要什么产品，由于管理不善，就是生产不出合格的产品；有的企业花大气力，不失时机的研究开发出新产品，由于管理出问题，拖得时间很长，等新产品面市时，已错过良机、企业要想适应市场需要，必须强化现场管理，练好内功。
现场能提供大量的信息。
俗话说：
“百闻不如一见”间接的信息不一定都是真实的，要想获得准确的第一手材料，只有到现场去做深入细致的调查了解。
现场是问题萌芽产生的场所。
现场是企业活动的第一线，无论什么问题，都是直接来自现场，出现问题时如不及时采取对应的措施，放任自流而任其发展，向着好的方面发展的概率要比向坏的方向发展的概率要小得多。
现场最能反映出员工的思想动态。
人是有感情、有思维的，一个人所做的不一定是他认为的最理想、最顺心的工作，如果他感到不称心，心理就可能别扭而意气用事。
这有意识或无意识地会反映到他的工作上，都是会直接或间接地影响产品和生产效率。
2.2课题内容
捷普电子（广州）有限公司电路板生产现场现行的管理办法，在一定程度上保证了现场各生产要素投入到正常生产中。
但是还存在一些不合理的地方，本报告就现行的管理方法进行分析，找出其中的不合理原因，运用现场管理的基本方法，提出改善方案。
2.3现场调查
2.3.1现场概况
现场调查的具体内容有：
产品的计划质量、实际产量、产品的内容、质量标准、设备配置、设施布局，工艺流程、原材料消耗等，根据调查内容。
选取该公司主要产品，即惠普打印机的生产现场进行研究，图2.1为惠普打印机的生产流程，从贴标签到打包运输总共包括15到工序，依次是贴标签、印锡浆、贴片、回流炉、自动光学检查、分板、插件、波峰炉、炉后检查、返修、在线测试、功能测试、最终测试、包装、开箱检查和出货。
图2.1 惠普打印机生产流程
在实际生产过程中将这15到工序分成4个工作单元，即SMT（贴片）、MI（手动插件）、Casing（包装）、OBA（开箱检查），如图2.2所示
图2.3 惠普打印机生产单元
贴片区包括5道工序，即贴标签（sticklable）、印浆工位（DEK&MPM）、贴片工位（NXT）、回流炉（reflow），自动光学检查（AOI）。
贴标签和印浆工位共有1名员工，贴片工位（NXT）有两名员工，NXT工位又是SMT工作单位的瓶颈工位，耗时最长，也是最容易出质量问题的工位。
如图2.4，是贴片不良造成原件移位或反向。
（a）原件移位 （b）原件反向
图2.4贴片不良引起原件移位或反向
插件区包括4到工序，即分板、插件（MI）、波峰炉、炉后检查。
插件区不良品主要有原件反向、漏件等，如图2.5，主要是由员工操作不当引起的。
（a）插孔原件反向 （b）漏垫片
图2.5 插件区不良品
保装区包括5道工序，即外观修理、在线测试、功能监测、最终检查、包装。
包装区的不良和插件区相似，主要有连接件反向，少放料等，如图2.6所示。
（a）连结器反向 （b）六颗螺丝未装
图2.6 包装区不良品
开箱检查区只有一道工序，即开箱检查，该工序一般没有不良品，因为这道工序本身就是检查不良品，其实质是捷普公司替客户提前做的验货，可以保证流到客户手中的都是客户满意的产品，从而提高客户满意度。
2.4 现场问题点的分析与改善
2.4.1 异常问题的分类
生产现场的异常问题，按生产五要素来分，可分为人员异常、机器异常、物料异常、方法异常、环境异常，如图2.7所示。
图2.7 生产现场异常问题分类
2.4.2 异常问题分析与改善
1 人员异常
生产过程中人员异常主要指人员过多，人员不足，不服从安排等，如果人员过多，虽然能按时完成生产任务，但是会造成浪费，人员不足又会影响生产进度，延迟交货，延误商机。
因此，在人员过多时，应该考虑人员外借，或者支持瓶颈工序，员工不服从安排要及时沟通，沟通无效要及时向上级汇报。
2 机器异常
机器异常指机器不能正常工作，会导致整个生产线停产。
设备管理是以设备为研究对象，追求设备综合效率，应用一系列理论、方法，通过一系列技术、经济、组织措施，对设备的物质运动和价值运动进行全过程（从规划、设计、选型、购置、安装、验收、使用、保养、维修、改造、更新直至报废）的科学型管理。
在捷普公司中，一条生产线中最重要的设备是贴片机，其价值最昂贵，涉及的工序也最重要，因此做好贴片机的维护和保养就尤为重要。
和贴片机相对应的设备是进料器，进料器相对便宜一点，维护相对简单。
表2.1是进料器一条生产线衣天之中故障次数。
从表中可以得出，进料器一天浪费的总时间达到27339秒，相当于7.6个小时，通过调查发现，该公司目前对于进料器的使用情况缺乏管理，没有进料器维修记录，没有定期保养，只有等到进料器完成不能用的时候才拿去维修，极大的缩短了进料器的使用寿命，浪费了工时。
表2.1 进料器故障统计
故障类型
次数
解决办法
每次造成停机时间/S
浪费总时间/S
进料器卡带
167
疏通卡住的地方
10
1670
抛料
287
一小时达到50个就更换进料器
2
574
进料器标志点无法识别
500
用黑色笔芯画一下
15
7500
进料器速度不对
135
根据料宽，调整速度
5
675
进料器不工作
53
更换进料器
120
6360
其他故障
88
更换进料器
120
10560
汇总
27339
针对目前的设备管理情况，结合表2.1，可以采取以下几条措施：
明确责任人，定期检查进料器的状态是否良好，若不良，就要进行维修。
建立进料器管理信息系统，对进料器的情况进行实时监控，定期维修保养，对达到报废标准的进料器，要及时报废。
在使用过程中，出现问题更换下来的进料器，要单独放置，不可与良好的进料器混放，有问题的进料器要检修以后才能重新使用。
3 物料异常
物料异常包括物料短缺、来料错料、原料品质、加工品质、疑惑物料等。
物料的管理工作主要有仓库管理员，生产线物流员，班组长管理。
物料有供应商发货，仓库管理员验收，生产线物料员领料，班组长确认，然后才能用于生产。
经过调查发现，在惠普打印机的生产现场物料管理存在者一些不合理的地方。
主要体现在三个方面：
A.物料领的过多，堆积在生产现场。
使生产现场非常混乱，物料堆放在生产现场也容易被碰撞而损坏，造成产品不合格。
改善方法：
在生产现场划分物料堆放区域，物料只能放在划分的区域内，多余的物料及时返回仓库。
规定领料时间，在生产前2小时领料，每次只能领一个班次（8小时）的料，超出时间范围则不发料。
B.物料损坏，如图2.8，IC脚翘，通过运用“5why”分析得知，IC脚翘的真正原因是IC脚比较细，稍微一碰就变形了，需要用比较硬的材料来包装固定防止变形。
分析过程如下：
图2.8 IC脚翘
问题分析：
用5W即5个why分析问题的根源，例如分析IC脚翘。
问1：
为什么IC会脚翘？
答：
因为IC在焊接前已经脚翘了。
问2：
为什么IC在焊接前会脚翘？
答：
因为IC来料接收的时候已经损坏了。
问3：
为什么IC在送来的时候已经损坏？
答：
因为在保存的时候保存不当损坏了。
问4：
为什么保存不当？
答：
因为IC脚比较细，稍微一碰就变形了，需要用比较硬的材料来包装固定防止变形。
问5：
为什么不用这种材料来包装呢？
当问到第五个为什么的时候已经找到了问题的根源，因为IC脚比较细，稍微一碰就容易变形，需要用比较硬的材料来包装防止碰撞变形。
改善方案：
重新设计IC块的包装，采用硬质材料包装，然后贴上警示标签，“小心轻放，禁止挤压”。
C.物料短缺
例如：
某个W/C有一个急料将要在第二天早班用到，此急料将会在晚上到达捷普，结果第二天早上7:
00上班时发现此料竟然还在收货部，没有到达生产线，需要等待IA（库存分析师）处理，而IA要到8:
30才上班，这将影响一整条生产线几十位员工近2小时没有事做，造成巨大的人力浪费及严重影响产出。
解决办法：
此时应寻求其他懂流程的人员帮忙跟进物料（如物料员或其他W/CIA），尽快的将物料发到拉上，减少损失。
若找不到相关人员帮忙跟进物料，就要立刻调整安排人员，如清理WIP，多技能学习，整理产线5S，支援其他产线。
4 方法异常
方法异常包括人为操作失误、工艺本身异常等。
人为操作失误除了会造成产品不良外，还会对个人的人身安全造成威胁。
例如，2014年11月，该公司一名员工在操作时，违反规定，将手伸入到贴片机模组中，被模组中的机器浆手指切掉。
因此，企业必须要制定标准作业流程书。
图2.10自动光学检查
除了认为操作失误外，机器也会有犯错误的时候。
图2.10是AOI（自动光学检查），目的是检查原件的焊接位置和焊接性能是否良好，但是由于软件程序问题，并不能实现完全自动，还需要人工来确认，而且机器的误报很多，缺焊、少焊，多件都不能检查出来，机器总是处于停机状态，这是一个很明显的浪费。
原因分析：
误报的主要原因是机器参数设置不当，操作员不懂怎样使用机器。
改善方法：
对新员工进行技能培训，让熟练的技术员调整技术参数，如果还是无法识别坏机，可以考虑撤销机器。
5 环境异常
对捷普电子有限公司来说，影响产品质量的环境因素有气温影响、粉尘影响、噪音影响、空气湿度影响等。
试验表明,相对湿度为20%RH时,厂房内静电电压为10000V,相对湿度低到10%时,厂房内极易产生20000V的电压。
为了防止静电，该公司湿度控制在40-60%RH之间，温度控制在24。
C左右，，这这种环境下，除了防静电，还可以防止锡浆变质。
2.4.3异常问题的预防
图2.10 异常问题的预防
利用颜色的差异性，通过感官应用，目视管理来达到预防目的。
例如为了防止坏机和好机弄混，坏机用贴了红色胶布的盒子装，好机用贴了绿色胶布的盒子装，如图2.1.1。
有铅和无铅容易弄混，有铅有橙色的盒子装，无铅用绿色的盒子装，并写上字条，如图2.1.2。
水洗的产品用紫色的胶布标志，免水洗的产品用白色胶布标志。
并且不同类的应该分开存放，
（a）改善前 （b）改善后
图2.1.1 利用颜色管理防呆
图2.1.2 专用坏机盆
从新修改夹具的外观或功能，使夹具的正反面不再相同，利用夹具的不对称性避免错误的发生。
例如:
要把零件插入到一矩形槽内，只需要把小轴的中心设计成与零件的中心不重合，使原件不能转倒，从而达到防呆的目的。
图2.1.3防呆夹具
2.55S管理
客户往往因第一印象改变决定，留给客户第一印象的机会只有一次，这将决定我们是赢得还是失去该项业务。
5S管理就是整理、整顿、清扫、清洁、素养，推行5S能够改善和提高企业形象，提高生产效率，改善零件库存周转率，保障企业安全生产，降低生产成本，改善员工精神面貌，提升员工士气。
捷普电子有限公司5S是一个做的比较好的典范，宿舍有5S评比小组，工厂有5S考核小组，而且将5S的评比结果纳入月底考核，5S的概念深入人心。
但是还是有很多人不遵守5S的规章制度，比如将抛料随便扔掉，作业时不带手线，在宿舍抽烟等等。
图2.14是用5S改善前后的对比，原来的物品柜，改善前找东西总是找不到，图是经过5S改善后的物品柜，改善效果非常明显。
（a）改善前 （b）改善后
图2.14 5S改善前后对比
2.6定置管理
定置管理的核心内容是强调物品的科学合理摆放，依次进入每一道工序，使整个操作流程规范化，使各道工序秩序井然，不致延误、阻碍下一道工序的操作，图2.15是车间定置图。
图2.15 车间定置图
经过观察发现，捷普电子有限公司的员工在生产时，经常找不到生产工具，如镊子、剪刀、凳子等，等找到了，又耽误了生产。
针对这个问题，运用定置管理和5S的相关知识，对工具的使用频率进行分类，针对不同的使用频率，来设计不同的保存方式，如表2.2所示。
经过这样的管理后，可以节省员工找工具的时间，提高生产效率。
表2.2 工具管理
类别
使用频率
处理方法
备注
必须物品
每小时
放工作台或随身携带
每天
现场存放（工作台附近）
每周
现场存放
非必须品
每月
仓库存放
每季度
仓库存放
定期检查
半年
仓库存放
一年
仓库封存
两年
仓库封存
未不确定
有用
仓库存放
没用
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