精益生产在汽车座椅装配线中的改善研究毕业论文(可编辑)

精益生产在汽车座椅装配线中的改善研究毕业论文 精益生产在汽车座椅装配线中的改善研究摘要本文基于武汉Brose汽车集团对精益生产应用的基础上综合运用精益生产理论方法对其汽车座椅装配线进行持续改善解决当前产能不足产线资金运转不畅等问题论文采用精益生产的价值流析当前生产制造系统的薄弱项从精益的角度出发出制造系统结合当前最新客户需求设计出产品的未来流图实施精益改善使公司工厂运营的各个指标都得到较大的提升Improvement and Research of Lean Production in Car-seat Assembly LineAbstract Based on the application of LP in the Brose Group in Wuhan this paper integrated into the theory of LP is aimed to conduct constant improvement in its car-seat assembly line and to solve the problems of shortage of capacity production-line cash flow etc This paper studies the weaknesses in the current manufacturing system by applying the value-stream analysis of LP From the perspective of LP it is analyzed in the paper where the bottleneck working procedure and the non-value-added action lie in the car-seat manufacturing assembly system The application of processes analysis of LP helps to break the existing line balance as well as promoting the reintegration of the bottleneck working procedure Meanwhile the just-in-time system is applied in the assembly line by using the LP tools visual management just-in-time production Kanban system value stream map continuous improvement etc combining the current production capacity and the latest customer needs the flow of materials as well as the stock level are optimized by using the pull production future value stream map is worked out Through the practice of LP each index of the cooperation operation has raised in below aspects average production rate reduced to 107s from 143s production efficiency increased to 504 per day from 315 per day the labor force reduced to 5 from 8 the lines area declined to 51 square meters from 84 square meters finished inventory dropped to 2 days from 7 days re-stocking period fell to 1 day from 7days delivery was down to 2 times per day from 4 times per day In total it has created RMB 6462916 cost savings directly for the companyKey words Leap Production value stream map analysis process analysis continuous improvement目 录第1章 绪 论111 课题研究的背景和意义112 国内外研究现状综述213 研究思路及论文结构314 本章小结5第2章 汽车座椅装配线现场数据的采集与分析621 工位信息采集及分析622 生产管理数据1323 初步分析改善方向1424 本章小结15第3章 汽车座椅装配线价值流现状分析1631 价值流图分析法概述1632 Volvo座椅装配线价值流现状图1733 本章小结18第4章 瓶颈工位的改善研究1941 工艺流程分析法概述19411 现有工艺流程分析19412 瓶颈问题分析与解决2342 工艺流程的优化与线平衡的改善2443 本章小结30第5章 未来价值流与Layout设计3151 拉动式生产系统31511 拉动式生产系统概述31512 看板拉动与现有系统的比较32513 问题分析与确立3252 看板设计33521 看板的定义33522 物料流程设计33523 信息流看板设计3453 未来价值流图3654 未来Layout的设计3755 本章小结41第6章 改善后的效益评估42结论44致谢45参考文献46第1章 绪 论11 课题研究的背景和意义武汉博泽汽车部件有限公司是有着百年历史的德国BROSE汽车部件公司直属的子公司2011年实现销售收入34亿元2012年销售收入预计增长40然而公司的产量远远达不到订单的需求常年员工短缺产量不足等问题日益明显目前该汽车部件公司的座椅装配线上年产量7万件而年需求量达到10万件如图 1-1因此对公司生产系统的改善研究提高产能尤为重要而今该汽车部件公司的座椅装配线每年短缺量达到3万件 平均日短缺量达到100件这样随着新业务的增加产能与订单需求量 图1-1 座椅线边包装箱间的差距矛盾日益凸显除了员工这一问题短缺外整个装配系统也存在诸多问题因此探索出一种新型的生产方式以及管理理念对公司生产系统进行改善提高产能尤为重要精益生产是以低成本高质量短交货周期为目标的一种新型生产方式最基本的目的就是消灭浪费其思想是通过系统结构人员组织运行方式和市场供求等方面的变革使生产系统快速的适应用户需求不断变化并能使生产过程中一切无用多余的东西被精简最终达到包括市场供销在内的生产的各方面最好的结果而这正好符合当前武汉博泽生产系统急需解决的问题所以本课题选择利用精益生产的思想去改善和优化装配生产系统对武汉博泽汽车部件有限公司有一定的指导性同时对国内汽车座椅生产系统的改善研究也有一定借鉴作用12 国内外研究现状综述精益生产的理念最早起源于日本丰田汽车公司的TPS Toyota Production System TPS的核心是追求消灭一切浪费以客户拉动和JIT Just-in-Time 方式组织企业的生产和经营活动形成一个对市场变化快速反应的独具特色的生产经营管理体系精益生产在欧洲北美亚洲等地的许多大的制造企业推行的先进生产方式能够极大地降低制造成本缩短开发和制造的周期缩短交货周期降低库存及现金投入1990年美国麻省理工学院JWomack教授等人在改变世界的机器一书中总结国际汽车研究计划的研究情况后得出日本的经济腾飞在很大程度上与其创造的新生产方式精益生产LP有关他们认为精益生产不仅对制造业甚至对人类社会产生巨大的影响1此后精益生产及日本汽车工业飞速发展引起了各国学者和工程技术人员的关注纷纷开展对精益生产机理和结构的研究和探讨而今随着制造和管理技术的不断提高精益生产的含义已经超越了当初的TPS美国在研究了包括精益生产在内的各种管理模式后又提出了二十一世纪的制造企业战略敏捷制造可以认为精益生产是通向敏捷制造的桥梁敏捷企业是指那些能够充分利用网络技术优势迅速实现自我调整以适应不断变化的竞争环境具有敏捷的快速反应能力的企业因此没有精益生产管理为基础企业难以实现敏捷制造 实现精益生产管理最基本的一条就是消灭浪费企业生产和经营活动中的浪费现象繁多要消灭浪费首先要判别企业活动中的两个基本构成增值活动和非增值活动在国内 1999年重庆大学张根宝等提出精益生产的房屋结构屋顶是LP 五根支柱分别是以人为中心JIT和零库存TQM达到零缺陷柔性GT实现多品种以企业重组 BPR 为手段的精简化地基则是计算机网络支持下的并行工程 CE 和小组工作方式 TW 22000年北京航空航天大学杨光薰教授等人在从精益生产走向大规模定制生产中指出精益生产的房屋结构是GT为基础JrrTQ1M和CE 并行工程 是三根支柱其中核心是JITFA是楼顶板LP则是屋顶象征整体宏伟目标3同时重庆大学机械工程学院副院长易树平教授在基础工业工程一书中提到近年来为实现中国老百姓的汽车梦国家的汽车产业政策作了重大的变革国内制造商纷纷与国外的知名汽车制造商合作引进国外的产品生产与管理技术推出了一系列具有国际先进水平的汽车产品在生产组织上推行先进的精益生产方式实行4阐述了精益生产方式在汽车制造业中的重要性目前对精益生产在汽车产业中的改善研究在国内外几乎全部基于汽车成品总装对汽车座椅装配的改善研究在国内外几乎是一片空白仅仅只有2007年上海交通大学张志强发表的基于精益的汽车座椅生产线改进一文中有过初步的探讨而汽车座椅装配是汽车产业重要的组成部分本课题在德国Brose集团对精益生产应用的基础上深入研究精益生产在其汽车座椅装配线上的持续改善研究在一定程度上弥补了国内在此项目上的研究空白为以后国内汽车座椅装配在该项目上的应用具有一定的借鉴意义 研究思路及论文结构精益生产方式是继19世纪的单件生产方式和20世纪初福特大量生产方式之后又一全新的生产方式这一生产方式的理念最早起源于日本丰田汽车公司的TPS Toyota Production System TPS的核心是追求消灭一切浪费 它把目标确定在尽善尽美上通过不断地降低成本提高质量增强生产灵活性实现无废品和零库存等手段确保企业在市场竞争中的优势同时精益生产把责任下放到组织结构的各个层次采用小组工作法充分调动全体职工的积极性和聪明才智把缺陷和浪费及时地消除在每一个岗位精益生产方式的优越性不仅体现在生产制造系统同样也体现在产品开发协作配套营销网络以及经营管理等各个方面它将成为二十一世纪标准的全球生产体系同时以客户拉动和JIT Just-in-Time 方式组织企业的生产和经营活动形成一个对市场变化快速反应的独具特色的生产经营管理体系在二十世纪中叶刚刚经历完二次世界大战的世界经济步入了一个飞速发展的时期汽车工业也在这一时期处于发展的顶峰这给精益生产的思想提供了萌生的环境2007年上海交通大学的张志强在其发表的基于精益的汽车座椅生产线改进中总结到以大野耐一为代表的丰田人对美国的大量生产方式进行了彻底的分析得出了两条结论1大量生产方式在削减成本方面的潜力要远远超过其规模效应所带来的好处2大量生产方式的纵向泰勒制组织体制不利十企业对市场的适应和职工积极性智慧和创造力的发挥基于这两点认识丰田公司根据自身面临需求不足技术落后资金短缺等严重困难的特点同时结合日本独特的文化背景逐步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这种生产方式在1973年的石油危机中体现了巨大的优越性并成为80年代本在汽车市场竞争中战胜美国的法宝从而促使美国化费500万美和5年时间对本的生产方式进行考察和研究并把这种生产方式重新命名为精益生产 LEAN PRODUCTION 5综上所述精益生产方式就是以消除浪费为核心追求通过对整个生产系统不断的优化改善已达到零浪费目标同时以客户需求来拉动整个生产系统为手段其主要方法手段包括价值流图分析工艺流程分析改善看板拉动式管理等利用这些工具手段以达到最终的尽善尽美不断地降低成本提高质量论文思路框架图如图1-2所示图1-2 论文思路框架图本文基于Brose汽车集团对精益生产应用的基础上采用精益生产中的价值流程分析法研究出当前生产制造系统的薄弱环节运用精益生产对其汽车座椅装配线进行持续改善解决当前产能不足产线资金运转不畅等问题其每章的主要内容如下论文由六章构成第一章是绪论系统介绍课题的研究背景和意义国内外精益生产研究现状本文的研究思路和主要研究内容第二章通过对精益生产思想的理解有针对性的采集生产工艺数据物料搬运数据进出货物流数据等研究分析精益生产在brose汽车集团的应用现状确定Volvo座椅装配线的改进方向第三章对企业现状进行分析绘制出Volvo座椅装配线的价值流图通过分析价值流图找出座椅装配线运作过程中存在的问题为随后的分析改善提供依据第四章是针对Volvo座椅装配线从现状的价值流图出发找出装配流程中的价值汇聚处对其进行工艺流程分析研究出瓶颈工序利用精益生产的工具对装配线进行持续改善第五章是针对改善后的工艺流程以拉动式生产为原则重新对生产看板进行设计绘制出未来的价值流图第六章是评估改善前后的效益产能最后是对本论文的总结14 本章小结第2章 数据的采集与分析21 工位信息采集及分析本文以Volvo座椅装配线为改善研究对象其具体的生产工位信息如下AP0工位CMT welding machine 焊接工位AP1工位Upper frame - Assembly 上框架装配AP2工位Upper frame - ESHESN-assembly 高度角度电机装配AP3工位Upper frame - Pressing of retaining washers上框架扭力杆压片装配AP4工位Seat assy - Upper to lower frame 上下框架总装AP5工位Labeling 贴标台AP6工位Seat pan assemble - 座盆装配AP7工位Manual lower frame assy手动下框架装配AP8工位Motor bracket assy 电机支架装配AP901工位Warm Up Station磨合工位AP902工位EOLT electrical seat adjuster电动座椅终检测试机AP903工位Q-Gate workstation全检工位从AP0到AP8九个工位为手动二相座椅手动四相座椅电动四相座椅电动六相座椅装配工位AP9是座椅总成品检测工位其各个工位之间的关系及各类型座椅工艺流程如图2-1图2-2所示图2-1 手动座椅工序流程图图2-2 电动座椅装配工序流程图 从图2-1和图2-2可以清楚看出AP4上下框架总装工位与AP3AP6AP8三个工位间直接是一二级关系物料转运密集此处工位在设施布置时应考虑中心型布置本文第五章的改善后的Layout会重点分析和体现以上是各个工位间的关系图和各类型号座椅的工艺流程图此图不能准确的反应出现场生产的准确情况因此要实行精益改善还需采集装配线上各工位具体的生产工艺数据利用秒表测时法测定Volvo座椅装配线生产工序信息描述如下AP0工位工位描述CMT welding machine 焊接工位利用CMT welding machine把侧板和侧板支架焊接成侧板半成品把高度管和高度管支架焊接成高度管半成品把角度管和角度管支架焊接成角度管半成品如图2-3所示操作人员一名节拍时间58秒换模时间20分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98 图2-3 焊接工位AP1工位工位描述Upper frame - Assembly 上框架装配将高度管角度管左侧侧板右侧侧板通过轴套和垫片利用185个表准大气压压接成上框架半成品如图2-4操作人员一名节拍时间23秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98 图2-4 上框架装配AP2工位工位描述高度角度电机装配将角度电机和高度电机分别打四颗螺丝固定在座椅的上框架半成品上如图2-5操作人员一名节拍时间28秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98AP3工位 工位描述上框架扭力杆压片装配将扭 图2-5 上框架装配2簧装配到高度管中并将高度电机轴承利用螺丝固定在高度管支架上将角度电机轴承利用螺丝固定在高度管支架上操作人员一名节拍时间37秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98AP4工位工位描述上下框架总装将上框架半成品利用四颗螺丝钉装配到带有水平电机的下框架上如图2-6操作人员一名节拍时间67秒换模时间10分钟库存一周的焊接件图2-6 上下框架总装图设备开机率85合格率98AP5工位工位描述Labelling贴标台将手动座椅总成品调节到供货位置取合格标签贴在座椅上如图2-7操作人员一名节拍时间17秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98图2-7 贴标台AP6工位工位描述Seat pan assemble座盆装配将座盆利用6颗螺丝和2个垫圈装配到上下框架总成品上如图2-8操作人员一名节拍时间64秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98图2-8 座盆装配AP7工位 工位描述Mannual lower frame assy手动下框架装配将水平调节器利用4颗铆钉装配到两水平导轨上如图2-9操作人员一名节拍时间56秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98AP8工位 图2-9 手动下框架装配工位描述Motor bracket assy 电机支架装配将电机短软轴插入电机中利用两颗螺丝将电机支架装配到水平电机上再利用电机长软轴和轴套将水平电机安装到两水平导轨上如图2-10操作人员一名节拍时间57秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率98图2-10 电机支架装配图AP901工位工位描述Warm Up Station磨合工位将座椅总成品放置在磨合台上将电源连接到水平电机让其自动来回两次操作人员一名节拍时间27秒换模时间10分钟库存一周的焊接件设备开机率85合格率100AP902工位 工位描述 EOLT electrical seat adjuster电动座椅终检测试机将AP901中的座椅总成品放入到座椅终检机上如图2-11将电源分别接通接水平电机高度电机角度电机双手按下启动按钮进行检测待合格后取合格标签并贴在标签位置后装入包装箱操作人员一名节拍时间143秒换模时间10分钟库存一周的焊接件图2-1座椅终检工位图设备开机率85合格率85从以上各工位的工艺数据可以看出整个座椅装配线的节拍时间为143秒最大节拍工位是AP9终检工位要提高整体的生产效率笔者认为优先考虑改善生产工序的瓶颈工位通过利用ECRS四大原则优化瓶颈工位的工艺流程再运用工艺流程分析法打破现有的线平衡重新设计出新的工艺流程对瓶颈工位的分析改善本文将在第四章重点分析研究但是对整个生产系统实行精益化管理只对生产工艺进行改善研究远远不够还需利用精益生产的看板拉动技术对整个生产系统进行拉动式生产对本课题精益生产在汽车座椅装配线中的改善研究来看必须采集从产品原材进货产品的装配生产产品发货等整个生产管理的数据整个生产系统才能实现精确化敏捷化22 生产管理数据顾客需求顾客的需求在精益生产中直接影响企业原材料的进货企业的生产计划因此要对生产系统实行精益化管理改善对客户的需求量的采集是十分必要的以下是Volvo座椅的生产管理数据每月订货10500件Volvo座椅装配线中由博泽特定的支架进行搬运以其中电动6相座椅装配线为例AP1工位每个支架放12个产品AP2工位每个支架放12个产品AP3工位每个支架放12个产品AP4工位每个支架放8个产品AP6工位每个支架放8个产品AP9工位每个支架放6个产品包装发货时由每箱10个产品发出企业会在发送前一个星期接到订单工作时间每月22天所有生产部门都是两班制每天工作85个小时如有需要可以加班每班上班前后开会5分钟中途两次休息10分钟有30分钟吃饭吃饭时停止生产生产控制部门供货前一星期物流部门收到顾客订单并由生产计划主管将信息输入MRP生产主管将根据顾客订单排出每星期的生产计划产线班长根据生产计划排出每个工位的加工数量发布生产计划到每个工位同时通知物流部每日的发货计划物流部门按照每日的发货计划将座椅总成品从仓库移出将它们装货上车发给客户其中仓库中保持两天的安全库存23 初步分析改善方向通过以上2122节的数据可以初步看出Volvo座椅装配线每个工位配备的人员都是一名但每个工位的节拍时间却相差很大生产系统的价值流向不均衡急需对其价值流分析改善其初步的改善方向如下1利用精益生产中的价值流图得出Volvo座椅装配系统中的瓶颈工位和价值聚集区2综合利用精益生产的工艺流程分析法解决生产系统中的瓶颈问题重新规划设计出新的工艺流程3根据顾客的需求量采用看板拉动式生产管理对整个Volvo座椅装配系统重新设计出新的价值流图24 本章小结本章主要对当前Volvo座椅装配线工位信息进行了采集和初步分析并以图片和流程结构图的形式直观形象的表现出来同时为本文第三章的价值流程分析进行了生产管理数据的收集最后从本研究课题的整体出发初步分析出Volvo汽车座椅装配线的改善方向第3章 31 价值流图分析概述价值流图分析是一种使用铅笔和纸观察和理解产品通过价值流过程时的物料流动和信息流动的一种基本工具企业利用价值流图分析生产系统时必须着眼于产品的整个生产系统它包括产品从供应商原材料的进货到产品的研发生产到产品发货到客户整个过程而不是生产系统中单独的一个工序过程在国内张东汉孙小明在2005年发表的价值流技术在企业业务流程重组中的应用中指出使用价值流图分析法具有以下几点好处1可以帮助企业看到不仅仅是生产的单个层面而是整个流程2可以帮助企业发现价值流中浪费的根源3为讨论生产工序提供了共同语言4使对价值流所作的改进的决定显而易见使得企业管理人员能讨论他们否则在车间中很多细节和决定很容易被拖延5将精益生产概念和技术连接起来帮助避重就轻6是形成计划的基础7可以显示信息流和物料流的关系6价值流图分析的所有活动由三个基本活动构成主要包括增值活动必要但非增值活动和非增值活动即浪费三类1增值活动value adding VA能真正出价值的活动而且这种价值能被顾客接受2必要但非增值活动necessary but non value adding这种活动是指那些不创造价值但在产品的研发生产运输中需要而不能取消的活动为了消除这种类型的浪费需要对整个系统实施重大改变这些改变不能够立即实施完成3不增值活动non value addingNVA 这类活动是指完全不创造价值不是产品整个系统需要的纯粹浪费的它包含那些不能被顾客接受的价值可以立即取消的活动而对一个产品有两条流动路径决定着产品的增值活动必要但非增值活动和非增值活动这两条流动分别为1从原材料到达顾客手中的生产流程2从概念到正式发布的产品设计流程价值流图分析法的目的就是对产品系统的整个流程进行价值管理明确系统中的价值流向和价值浪费研究出一种合适的方法去减少消除不增值活动通过优化改善尽量减少必要但不增值的活动提高企业的竞争力和生产效能7 因此要想研究整个生产系统的运营状况提高企业的竞争力和生产效能就必须对产品生产周期中的所有价值流向进行分析研究它包括产品从供应商原材料的进货到产品的研发生产到产品发货到客户整个过程中价值流动本课题基于Volvo座椅装配线为了解决当前产能不足分析出生产系统的问题所在本文将以价值流图分析为导向从顾客一端开始从下游追溯到上游直至供应商的原材料生产流分析顾客的需求情况及节拍Takt以及每个工位的增值和非增值活动包括准备加工换型库存物料转移方法质量状况停机次数班次人数等等通过第二章采集的信息和数据作出当前的价值流图然后依据现有的价值流图分析出当前生产系统主要存在的瓶颈工序生产不敏捷等问题3 Volvo座椅装配线价值流现状图 依据本文第2章采集的数据和32节的理论方法Volvo座椅的价值流图图3-1图3-1 Volvo座椅价值流图从Volvo座椅装配线价值流现状图以及前面采集的数据中我们可以分析出目前装配线所存在的问题也就是未来所要改进的地方通过对价值流现状图的分析发现目前生产线所存在的问题主要集中在两个方面 1 由于各个工序之间的生产周期相差很大装配线各个工位之间的生产节拍不平衡现象十分严重导致装配线上的在制品库存和成品库存过多给生产系统带来严重的后果例如等待浪费生产周期过长等生产效率低下客户满意度难以提升从图3-1可以看出装配线的最大节拍工位为最终检验工位节拍时间为170秒大大提高了整个生产系统的生产节拍因此急需对此瓶颈工位进行改善研究 2 从Volvo座椅装配线价值流现状图3-1可以看出整个座椅装配系统的生产周期为140635天而产品的增值时间仅仅为295秒从图3-1中可以得出产品生产周期过长主要原因是由于从供应商运回原材料和发给客户座椅成品花费14天占整个生产周期的999因此本课题在对整个生产系统进行精益生产改善研究的过程中重点分析改善进货和发货时间过长的问题 针对以上得出两个问题笔者提出针对性的两点改善策略 1利用工艺流程分析法打破现有的线平衡同时综合运用精益生产的工具 ECRS四大原则对瓶颈工位进行优化改善利用双手法人机法人因工程等重新规划设计新的装配流程 2运用准时化生产JIT在该生产线上建立看板拉动系统利用看板拉动方式逆向设定新的生产计划3 本章小结本章价值流图分析第二章采集的数据作出Volvo座椅装配线的价值流图针对以作出的Volvo座椅现状价值流图分析出当前座椅装配线的主要问题结合分析的问题改善方向第4章 瓶颈工位的改善研究41 工艺流程分析法概述2007年上海交通大学机械学院教授周炳海在基于流程分析法的汽车座椅装配生产线改善 一文中对流程分析法这样定义流程程序分析即采用生产流程图对产品的现场造过程进行逐一详细地分析各种存在的不合理及浪费现象研究物料搬运人员操作人员的等待物料的存储等优化作业流程顺序从而得到较高的生产表现 较短的产品生产周期较高的人员空间利用率较少的产线不平衡损失等 流程程序图由操作检验搬运暂存储存5种符号构成这5个符号的图例如图4-1所示操作 搬运检验暂存储存 D 图4-1流程程序图使用符号在分析的过程中通常将整个产品的整个过程运用以上5个符合并配以现场实测数据来描述分析改善的方向分析的过程始终以工业工程的ECRS原则 Eliminate一取消Combine一合并Rearrange一重排Simplify一简化 为指导原则对现场的操作工序细节进行逐一的分析提问找出瓶颈工序的改善方法以及优化的流程8411 现有工艺流程分析 本论文以Volvo汽车座椅装配线为例应用流程程序分析法找出座椅装配流程中重复多余不合理的现象分析整个座椅装配中的改善点对瓶颈工位进行统一调整以达到生产线的平衡最终使整体效率提升 汽车座椅作为汽车驾乘者直接接触的部件汽车座椅在具有乘坐功能的同时又有着不同于一般人们概念中座椅的功能比如手动和电动坐垫升降调节电动座椅的前后调节和角度调节以及靠背倾角调节加热通风多媒体等越是功能多的座椅其装配过程越复杂本文基于Volvo汽车座椅装配线对其装配流程进行分析研究 Volvo汽车座椅装配线分为三种类型手动二相座椅电动四相座椅以及电动六相座椅本论文将以电动六相作为研究对象其功能多而复杂涵盖了前面的二种座椅所有的工艺流程如本文第二章图2-2所示为了得到更加详细直观的工艺流程下面将列出电动六相座椅所有工位的基本参数和装配信息这些详细的作业工序构成了整个座椅装配线的系统框架如下表表4-1所示表4-1 工位信息表工序号工序名称工位工位描述P00物料上架AP0CMT welding machine 焊接工位利用CMT welding machine把侧板和侧板支架焊接成侧板半成品把高度管和高度管支架焊接成高度管半成品把角度管和角度管支架焊接成角度管半成品P01焊接P11高度管角度管和侧板装配AP1Upper frame - Assembly 上框架装配将高度管角度管左侧侧板右侧侧板通过轴套和垫片利用185个表准大气压压接成上框架半成品P12轴套和垫圈的压接P21高度电机和角度电机的装配AP2Upper frame - ESHESN-assembly 高度角度电机装配将角度电机和高度电机分别打四颗螺丝固定在座椅的上框架半成品上P22螺丝装配P31扭簧装配AP3Upper frame - Pressing of retaining washers上框架扭力杆压片装配将扭簧装配到高度管中并将高度电机轴承利用螺丝固定在高度管支架上将角度电机轴承利用螺丝固定在高度管支架上P32衬套装配P33螺丝装配P34扭簧装配P81电机支架装配AP8Motor bracket assy 电机支架装配将电机短软轴插入电机中利用两颗螺丝将电机支架装配到水平电机上再利用电机长软轴和轴套将水平电机安装到两水平导轨上P82水平导轨装配P83水平电机装配P41上下框架总装AP4Seat assy - Upper to lower frame 上下框架总装将上框架半成品利用四颗螺丝钉装配到带有水平电机的下框架上P42螺丝装配P61座盆装配AP6Seat pan assemble - 座盆装配将座盆利用6颗螺丝和2个垫圈装配到上下框架总成品上P62螺丝装配P9011线束连接AP901Warm Up Station磨合工位将座椅总成品放置在磨合台上将电源连接到水平电机让其自动来回两次P9012座椅磨合P9021线束连接AP902EOLT electrical seat adjuster电动座椅终检测试机将AP901中的座椅总成品放入到座椅终检机上将电源分别接通接水平电机高度电机角度电机双手按下启动按钮进行检测待合格后取合格标签并贴在标签位置后装入包装箱P9022座椅终检经过现场观测得现在Volvo座椅装配线的Layout如下图4-2所示图4-2 Volvo座椅装配当前Layout从上图4-2我们可以看出每个工位的时间极其不平衡其中AP4工位的节拍时间达到268分钟而终检工位的节拍时间达到279分钟而生产工位间的布置过于密集物流量较大的AP4工位没有按照中心型布置接下来本论文将运用流程程序分析图来分析当前生产过程中的更详细的作业流程根据流程程序图的5个图例绘制如下表格记录整个座椅装配过程中的搬运等待操作存贮操作等并根据现场的实际操作流程记录作业时间在制品数量搬运距离使用工具等过程信息见表4-2所示表4-2 工位动作信息表 时间程序68S33S28S47S59S77S74S180S4310724345451123101010101010101055555555D42345233766345655从以上图表4-2可以看出座椅装配线中的瓶颈工位是AP9终检工位其中等待的时间达到37S至于其它工位节拍时间不均衡极其严重节拍时间为AP9 AP4 AP6 AP0 AP8 AP3 AP1 AP2因此改善方案1以优化生产线平衡率为目标的作业重组重组基本上就是削峰填谷但重组不代表随意组合重组的过程要考虑到工艺流程的前后关系要考虑现场的实际布置与物料摆放要考虑到重组对原有操作影响的大小在这里经过分析研究可以实行一人多工位制如AP2 AP4员工同时操作AP 1AP6员工同时操作AP3AP8员工同时操作节约3名预计每年成本10万元2针对瓶颈工序本文将在下节重点对其优化改善3工位间的布置严重影响生产系统的产能效率本文将结合第5章设计的未来Volvo座椅价值流图和看板拉动式生产利用Layout软件作出新的Layout412 瓶颈问题分析与解决座椅装配线中的瓶颈工位是AP9终检工位从上节图表4-2中可以看出其中等待浪费的时间达到37秒而装配时间也达到143秒远远超过重组后107秒的节拍时间经过分析调查Volvo座椅装配线AP9工位工作流程如表4-3所示表4-3 Volvo座椅装配线AP9工位工作流程表依据上表4-3反映的信息分析本文决定从以下几处优化改善1 取消过程中的不必要的动作取消等待时间2 将先后进行的动作改为同步动作3 插线作业方式优化经过查看PLC程序以及和现场项目负责人讨论制定出以下改善方案Action 1 取消负重块水平方向移动Action 2 高度管探测杆先回原点后负重块再下降改为两个同步进行Action 3 取消扭簧检测的等待时间Action 4 平行度检测要等导轨滑块回到原点再开始改为两者同步Action 5 将固定在设备上的线束改为两端均可插拔的线束减少插拔次数42 工艺流程的优化与线平衡的改善Action 1 取消负重块水平方向移动改善前负重块在开始检测时先从原点移到座椅上方再下降检测完毕后先升起再移回原点如图4-3图4-3 Action 1改善后负重块直接停在座椅上方监测开始时下降监测结束后上升取消前后移动如图4-4图4-4 Action 1改善后比改善前节约时间8秒Action 2 高度管探测杆先回原点后负重块再下降改为两个同步进行改善前负重块在后高度管探测杆检测完毕等待3s并回到原点才开始下降如图4-图4-5Action 2改善后负重块在后高度管探测杆检测完毕即开始下降同步进行如图4-6图4-6Action 2节约时间4秒Action 3 取消扭簧检测的等待时间改善前扭簧探测杆伸出探测结束后等待3s然后收回如图4-7图4-7Action 3改善后扭簧探测杆伸出探测结束后立即收回如图4-8图4-8Action 3节约时间3秒Action 4 平行度检测要等导轨滑块回到原点再开始改为两者同步改善前平行度检测检测结束要等导轨滑块回到原点后气缸才收回等待6s如图4-9图4-9Action 4改善后平行度检测检测结束后气缸立即收回不用等待导轨滑块回到原点后如图4-10图4-10Action 4Action 5 将固定在设备上的线束改为两端均可插拔的线束减少插拔次数改善前插头一端固定在设备上拔插三个插头到座椅上且位置不方便作业如图4-11图4-11Action 5改善后新的三合一线束插头只插拔连在设备上的一个插头而且位置更方便如图4-12图4-12Action 5时间节约8S综上所得改善前后如图4-13图4-14223 改善后154图4-13 改善前图 图4-14 改善后图4-4所示表4-4 改善前后时间对比NO动作改善前改善后节约时间起止耗时起止耗时1插电缆插头0232301010132负重块前移232521012203检测高度管扭簧2539141219774负重块下降到位394231921215导轨平移4255132127676角度检测556382735807高度检测63821935541908水平检测821254354974309回位1251349971014510取件拔插头134143910110763AP9终检工位工作节拍为143秒改善后工作节拍107秒缩短整体生产节拍36秒有效的提高了Volvo座椅装配线的43 本章小结本章首先对工艺流程分析法作了阐述分析然后座椅装配线表Layout现状图分析ECRS四大原则对瓶颈工位分析具体的改善方案最终使生产节拍由143秒下降到改善后的107秒达到改善目的解决了发现的瓶颈问题但是瓶颈问题的改善远远不能解决当前公司生产周期过大等问题因此为了提高公司的产能达到预定的产能目标还需本文将在下章利用看板拉动式生产对Volvo座椅整个生产系统进行改善研究5章 未来价值流与Layout设计51 拉动式生产系统511 拉动式生产系统概述拉动式生产是丰田生产模式两大支柱之一准时生产Just In Time得以实现的技术承载大野耐一凭借超群的想象力从美国超市售货方式中借鉴到的生产方法相对于过去的推动生产从市场需求出发由市场需求信息决定产品组装再由产品的组装拉动零部件加工每道工序每个车间都按照当时的需要向前一道工序上游车间提出需求发出工作指令上游工序车间完全按这些指令进行生产由于物流和信心流是结合在一起整个过程相当于从后后工序向前前工序拉动故这种方式被称为拉动式方法当企业采用拉动式生产时生产计划部门只制定最终产品计划称为主生产计划其它车间及工序根据主生产计划按下游工序车间需求来制定生产计划实行拉动式方法的生产系统称为拉动式生产系统精益生产采用的就是拉动式生产系统前一作业将零件生产出来推给后一作业加工在拉式生产中是后一作业根据需要加工多少产品要求前一作业制造正好需要的零件看板就是在各个作业之间传递这种信息运营这种系统的工具对于推进式生产进行生产控制的目的就是要保证按生产计划的要求完成生产但实际上由于以下两个方面的原因使得生产控制达不到预期的目的1许多因素的干扰经常不能做到每道工序都按时完成其结果是生产控制达不到预期目的例如设备发生故障产品品质不良物料供应不及时造成停线等2一般产品通常都是由许多物料组成而生产计划只能是某产品或某产品的某单元当天或一段时间内做多少很难事前明确所有的物料的精确交货期与拉动式生产相对应的是推进式生产Push Production在推进式生产中每一工序都根据生产计划尽其所能地生产尽快完成生产任务不管下一工序当时是否需要传统的生产系统一般为推进式生产推进式生产将造成物品的堆积512 看板拉动与现有系统的比较看板拉动系统的基本思想可概括为在需要的时候按需要的量生产所需的产品也就是通过生产的计划和控制及库存的管理追求一种无库存或库存达到最小的生产系统看板拉动生产的最终目的是使企业达到准时化生产准时化生产方式的核心是追求一种无库存的生产系统或使库存达到最小的生产系统准时制生产方式以准时生产为出发点首先暴露出生产过量和其他方面的浪费然后对设备人员等进行淘汰调整达到降低成本简化计划和提高控制的目的在生产现场控制技术方面准时制的基本原则是在正确的时间生产正确数量的零件或产品即时生产它将传统生产过程中前道工序向后道工序送货改为后道工序根据看板向前道工序取货看板系统是准时制生产现场控制技术的核心但准时制不仅仅是看板管理看板拉动系统为企业提供了一个不断改进的途径即降低库存暴露问题解决问题降低库存这是一个无限循环的过程而武汉Brose汽车部件有限公司现在采用的是MRP生产系统看板拉动系统和MRP生产系统的本质区别是MRP是推动式生产看板拉动是用MRP的毛需求严格地作为看板需求的计算的投入只有出现需要生产的信号时公司才实际生产例如假设MRP算出今天需要500个座椅在MRP系统里就会产生一个生产订单生产500个而在精益生产里每天500个座椅将转换成5个看板每个看板数量100个精益生产中我们只知道预计需要生产多少但是我们必须等到前道工序的生产信号时才能实际生产如果今天只接受4个空看板信号那就只能生产4个看板的数量400个而不象MRP盲目的生产500个所以在精益管理中我们实际只能生产需要的而不是预计的所以看板拉动式系统与传统MRP推动生产系统有下几方面区别信息传递过程控制以及库存的管理513 问题分析与确立 依据当前Volvo座椅装配线的价值流图经过分析通过与生产部和物流部负责人协商决定在公司内部建立两个库存超市 1设立座椅骨架成品库存超市由于汽车座椅的销售取决于下游汽车组装客户的生产量而客户的生产量往往是根据市场顾客的需求而定对于顾客需求的起伏我们在很大程度上是不可预测的因此我们决定在客户公司设置一个成品库存超市用一周的安全库存量来面对市场需求波动后期通过对市场Volvo汽车4S店的销售跟踪逐步降低安全库存的量最后可以实现按照顾客需求直接生产 2 设立半成品库存超市从当前的价值流图中可以分析得出目前企业的生产工序瓶颈是AP9座椅终检工位与前面AP0到AP8相比这个工位的生产周期明显大于前面所有工位如果按照目前企业的MRP生产模式在座椅终检这一工位面前会造成座椅总成大量库存积压同时造成前面几个工位的等待由于AP9工位是自动检验所以短期内不存在两位员工操作的可能因此有必要对其优化改善同时建立一个座椅待检成品库存超市通过库存超市的拉动生产达到降低库存量和整条生产线柔性化生产的目的52 看板设计521 看板的定义 看板一词源自日语原意是传达生产任务的卡片它用于表示出某工序何时需要多少数量的某种物料的卡片又称为传票卡是传递信号的工具看板分两种即传送看板和生产看板传送看板用于指导生产零件在前后两道工序之间移动当放置零件的容器从上道工序的出口存放处运到下道工序的入口存放处时传送看板就附在容器上当下道工序开始使用其入口存放处容器中的零件时传送看板就被取下放在看板盒中当下道工序需要补充零件时传送看板就被送到上道工序的出口存放处相应的容器上同时将该容器上的生产看板取下放到生产看板盒中看板作为实现准时化生产 JIT 的工具是对必需的物品仅按必需的数量在必需的时候下达指令的信息媒介具体地说通常是由某种物料制成的用来表示某工序对生产物料的需求时间需求数量的卡片522 物料流程设计物料流9的设计主要是为了保障生产线能够有料可用并在有料可用的前提下要能够方便作业员和补料员的操作根据论文第3章现有的价值流图分析当前企业的内部物流就是原材料进入原材料仓库经过装配生产后转变为成品的过程其中主要的物料流动产生在座椅装配线上在生产系统内由于座椅的工艺流程没有多大变化内部的物料流动基本保持不变在对现今的价值流实施改善时本论文将对价值流中的物料流动进行细部的优化改善从当前的价值流图图3-1我们可以看出企业的外部物流从供应商到公司原材料仓库需要7天再从公司仓库到客户需要7天其中物流的时间远远大于产品的实际增值时间从供应商备货运输到公司仓库七天时间经过公司内部装配成成品需要0635天从仓库发货到客户7天初步设想如果把供应商作为我们的原料仓库把客户作为我们的成品仓库物料和成品公司内部生产运作的全部物流都用看板拉动将大大降低生产周期523 信息流设计在企业中无论是企业运作还是生产管理高速明确的信息流已成为企业在多元化竞争中保持优势不可或缺的王牌在在企业生产运营的过程中信息传达速度和效率将直接影响到公司整体的运营效率上海交通大学的张志强在2007年出版的基于精益的汽车座椅生产线改进一文中指出很多世界知名的公司无不把企业信息流程的改善作为持续改进的一个主要指标来抓在当前有很多的实例都在给我们讲述企业信息流的通畅性将会是影响到企业经营的重要因素例如订单的传达方式客户投诉处理的及时性生产现场问题的相应速度等等企业的业务环节都存在信息的流转信息的流转的及时性有效性准确性是系统整体运作效能的体现当前公司Volvo座椅生产系统物流信息过程如下根据座椅一周的生产量我们提前一周在供应商订货安全库存为一周所以在一星期生产之前公司仓库原料库存为14天星期一开始生产的同时物流部去供应商取货从出发到供应商准备到最终运送到仓库共需7天公司每天上午9点和11点开始由仓库发送上一周的成品库存到供应商下午2点4点分别从供应商运回物料箱公司成品库存一周1对公司Volvo座椅装配系统从物料的定制座椅成品的装配成品的出库到最终客户的验收实施看板拉动式管理2在客户设置的成品仓库中设立两种看板针对客户需求量设计生产看板针对运输的数量设计成品运输看板3在供应商公司设立两种看板针对公司需求量设计生产看板如表5-1针对运输的数量设计成品运输看板如表5-2 4 同时对装配线所有工位实行SPC3质量控制管理让其开机率和合格率达到9977表5-1 生产看板Project Name项目名称Volvo座椅Sample Parts No零件号Sample Parts Name零件名称Produce date生产日期Batch No生产批次Quantity数量Confirmed by确认人表5-2 运输看板供应源物料名称看板标识号1KLT看板号物料号容器编码供应商号日期时间提货数量进货日期必要性生产供应区项目编号批次目的仓位本论文重点改善企业的外部物流根据物料流的设计和节信息流的设计对Volvo座椅装配线将作如下分析改善1每天由客户发运货车带回前一天的包装空箱和第三天的生产看板拉走公司前两天生产的成品座椅与运输看板每天2次减少2次运输同时成品库存周期将为2天2每天由供应商发送原材料到公司同时把第二天的生产看板带回供应商公司降低来料时间到1天根据第四章瓶颈工位的改善和装配线的优化改善我们可以得出改善后的终检工位为107S等于Volvo座椅装配线第三章分析两工位的组合节拍故整条装配线的生产节拍为107S因此每天装配线可生产504件成品座椅按2班每班75小时生产计算一个月可生产11102件大于顾客的最