1、基于SLP模式的环件车间的布局情况进行分析工业工程毕业设计摘要 本次毕业设计的目的是通过对马钢车轮公司的实地考察，运用IE的思想和方法去发现和解决企业在生产过程中不合理的部分。一、流程分析的目的在于分析环件在加工的过程中的四个环节，加工、检查、搬运、等待和储存等五个状态加以记录，从而分析隐藏成本浪费的问题。二、人机作业分析是记录操作者和机器设备在同一时间内的工作情况，并加以分析，以充分发挥人和机器的效率。三、双手作业分析图以双手的操作为对象，采用标准流程图符号来记录其动作，表示其关系，并可指导作业者如何有效地运用双手，从事生产性的工作，提供一种新的动作观念，找出一种新的改善途径。四、设施布局规
2、划。运用SLP法对环件车间的布局情况进行分析，从而得出环件车间各作业单位布局的合理性。 最终从以上四个方面的研究去探索企业降低成本，提高效率的途径。 关键词：流程分析，设施规划，作业分析ABSTRACTThe graduation project is aimed at discovering and solving the production process in some of the unreasonable through the wheel of MA Steel visits.The use of IEs ideas and methods related could be ap
3、plied adequately at the same time. Firstly，The purpose of flow analysis is to analyze the p rocess of the ring in the processing of the four segments, processing, inspection, handling, and storage waiting to be five state records, to analyze the problem of hidden costs of waste. Secondly, Analysis i
4、s a record of human-computer operations and machinery and equipment operators at the same time the work and analysis in order to give full play to the efficiency of machines. Thirdly. Operation analysis of hands is in order to target the operation of his hands, the use of standard flow chart symbols
5、 to record their movements, that their relationship and guide operators how to use both hands to engage in productive work effectively, to provide a new kind of action concepts, find a new way to improve. Last, facilities layout planning. Use of SLP Ring workshop on analysis of the layout so as to a
6、rrive at the ring workshop layout of the operating units is reasonable. The four points from the above research is to explore the business to reduce costs and improve it to find a efficiency way. Key words: flow analysis, facilities planning, operation analysis 1 绪论1.1 选题的背景及意义1.1.1 选题背景 安徽马钢车轮公司始建于
7、1962年6月的马钢车轮轮毂厂，1963年11月，压轧出我国第一件铁路轮毂。1964年7月，压轧出我国的第一件铁路车轮。公司从刚起步时的简易技术，到目前规范的生产流程，合理的布局规划，无不凝结着企业多年的艰苦努力。企业经过多年的发展，为中国的铁路轮轨发展做出了杰出的贡献，书写了华丽的篇章。98年该厂改制为马钢股份有限公司车轮公司。马钢车轮公司现在已建成世界最先进的车轮生产线，拥有世界先进水平的产品设计和制造水平。产品包括车轮、轮件、轮箍、环形件、盘件5大系列，1600余种规格的产品，覆盖了国内铁路运输、机械化工、军工、纺织、港口、矿山、电力等行业，年总产量已达60万件。马钢车轮产品实现全面升级
8、换代，KKD、KDQ、HDSA、HESA、HSQ、HSW等主打产品，外观美丽、尺寸精确、性能稳定，达到当今世界一流水平。满足了我国铁路五次大提速对优质车轮的需求。该厂还采用ISO、AAR、VIC、BS、JIC等各类国际先进标准设计和制造车轮和环件产品，产品出口韩国、印度、美国、欧洲、南美、澳洲等二十多个国家和地区。年出口量已达6万余件。马钢车轮公司在引进世界一流技术装备、先进工艺，创造一流品牌的同时也学习和吸收了世界先进的管理理念和管理方法。1997年通过ISO9002：94认证，1998年通过美国AAR认证。2003年荣获“安徽省质量管理奖”。目前，马钢车轮公司已形成“全员贯标，一体化管理”
9、模式，其全员定置、战略管理、全方位目标管理等管理创新多次获得中国冶金工业现代化管理创新成果奖，其中战略管理的实践被中国质协评为优秀论文，刊登在权威杂志中国质量2005年第三期上。马钢车轮公司核心竞争力日益增强，市场形象大大改善，企业效益、企业声誉蒸蒸日上。如今，该厂正在贯彻卓越绩效评价准则、国家质量管理奖标准，开展企业自我评价。近期目标：争创马钢牌火车轮中国国际名牌产品称号；公司争创国家质量管理奖。自20世纪初诞生于美国的工业工程在世界各国已得到了较快的发展。工业强国在第一、第二次世界大战中都受益于工业工程。特别是战后经济恢复时期，一些发达国家，尤其是日本和德国在工业企业中大力推行工业工程的运
10、用和工业工程人才的培养。日本丰田汽车的一位调查部长中山清孝：“所谓丰田生产方式就是美国的工业工程在日本企业的运用”20世纪80年代，日本丰田生产方式风靡世界。也就在同一时期，亚洲四小龙起步工业工程，在各自的高校设置相应的专业，大力推行和培养工业工程专业人才。在亚太地区的学校无一不设置IE课程，工业工程人才的培养对国内经济的发展起到了重要的推动作用。上世纪九十年代初，我国才引进工业工程，初步得到了IE思想。这个时间远远落后于西方发达国家及亚洲的某些国家和地区，工业工程的推行和人才的培养迫在眉睫。产品加工流程、布局规划、作业分析做为工业工程的核心部分，也是基础工业工程中比较核心的部分。在现代生产型
11、企业有着重要的应用，在关键的产品生产加工环节起着举足轻重的作用。1.1.2 选题意义效益是管理的永恒主题，是企业生产的根本。随着知识经济时代的发展，产品市场的竞争日趋白热化，如何在生产加工各个环节中去节约成本，提高效率是现代生产型企业面临的主要挑战。工业工程在我国的起步比较晚。我国的工业化进程正从工业初级阶段向工业化阶段过渡，也可以说是刚刚进入工业化阶段。根据我国实际的生产情况也说明，我们的生产管理必须以提高效益为中心的。要提高生产率，降低不必要的成本浪费，一个合理的产品加工流程、合理的布置规划、人机作业时的协调性就显得异常的重要了。通过工作研究技术通过很少甚至无需另外支付资本，就能对生产率的
12、提高起直接作用，也是企业管理的基础工作之一，将为应用其他管理方法标准奠定基础。对于我国企业，实施工业工程理念并不断创新，探索工业工程理论与信息技术的结合途径，开发并应用计算机辅助工作研究系统(CAWS系统)，成为解决我国工作研究领域问题和矛盾的必经之路。1.2 本文研究内容1.2.1 马钢车轮公司概述 马钢车轮厂的前身是马钢车轮轮箍厂。 1962年6月，建厂。1963年11月，压轧出我国第一件铁路轮箍。于1964年7月，压轧出我国第一件铁路车轮。公司产品主要有车轮、轮箍、轮件、环件、盘件、锻件等六大系列。并致力于铁路运输、地铁和轻轨、机械、冶金、石油、化工、电力、国防、航天等领域。产品主要出口
13、南亚、东南亚、中东、欧美等国家及地区。为满足我国铁路大提速和世界各国对车轮品牌质量的要求，马钢车轮公司以品牌战略为导向，做强研发，做精制造，19982005年研发和制造近百个新产品，实现品牌更新换代，铁路运速实现由6080Km/h到200Km/h、320Km/h的历史跨越。马钢牌火车轮荣获安徽省名牌产品，安徽省高新技术产品称号。客车轮、货车轮先后获得国家冶金实物金杯奖。产品实现向铁路运输最强的美国出口。部分高水平的车轮品牌首次拥有了自主设计版权和自主产权。 公司的产品结构上可以分为客车轮、货车轮、机车轮三大类。他们都有自己各自的生产特点。 1.客车轮, KKD车轮：铁道部提速用快速客车整轧车轮
14、，最大速度200kmh，为目前我国提速客车的主力轮型。KDQ车轮：轻型高速车轮，运行速度200kmh。目前，全国高速铁路线车辆全部采用马钢KDQ车轮。KGDA车轮：时速270kmh高速车轮：该厂历史上性能要求最高的车轮之一。实际运行速度达320km/h，代表中国车轮最高水平。昂首进入世界最先进行列。KTT918车轮：香港九广铁路公司高速列车用车轮，是我国首次按BS5892英联邦标准开发的双S形辐板车轮，运行速度160kmh。2.货车轮 H36车轮：美国用一次磨耗火车轮，轴重25t，最大速度120km/h。马钢拥有该车轮自主版权。 QC-J36车轮：30t轴重重载车轮，是我国第一种自行设计、自行
15、有限元验证的车轮。该车轮交付齐齐哈尔车辆厂组车最终出口澳大利亚。在世界铁路重载强国演绎马钢车轮风采。 HDS和HDSA车轮：铁路提速用货车用整轧车轮。该车轮已全部取代老国标车轮，速度120km/h。HESA车轮：铁路25t轴重重载车轮，速度120km/h。3.机车轮 GEP3、P6、P27、P28、P29系列车轮：出口美国的机车轮，该车轮为马钢自行设计，拥有自主版权。自此，美国铁路运输火车头也用上了马钢车轮。1050整轧机车轮：铁路东风11型内燃机车用整轧车轮，设计速度200km/h，将是提速内燃机车用的主力轮型，也是替代轮箍的标志产品。1250整轧机车轮：铁道部韶山8型电力机车用整轧车轮，设
16、计速度200km/h,是目前世界上直径最大的车轮之货车轮。 健全的质量控制体系保证了产品的质量。 ISO9001质量体系 AAR认证质量保障 理化试验 生产检测1.2.2 安徽马钢车轮公司目标 为了适应铁路运输全面提速的发展，满足高速、重载列车研制的需求。一九八九年至今，马钢投入资金近10个亿元，分别引进德国、加拿大、意大利等国家先进的设备，对车轮生产线，包括炼钢、轧制、加工、检测等进行了全面的改造。马钢车轮公司拥有了世界一流的车轮生产设备。 马钢车轮设计制造代表了中国水平；马钢车轮公司也已成为中国铁路运输高新技术研究的一个基地。该厂以科学发展观为导向，正在努力进取，通过“走出去”、“请进来”
17、等方式，开阔视野，兼容并蓄，累积中国“产学研”各方面资源。不断创新，不断实施以提升核心竞争力为中心的战略管理，卓越运作，持续改进。马钢车轮公司必将在创造中国车轮环件品牌和自主高技术产权，塑造和光大中国车轮企业名牌中，发挥越来越重要的作用。“只有更好，没有最好”。40年的成功，已载入中国铁路运输历史。“欲穷千里目，更上一层楼”前面还有更长的路要走。中国经济繁荣，社会和谐，中国高速铁路发展规划宏伟，引世界铁路列强竞相逐鹿，为马钢车轮公司鼎盛发展创造了平台，我们有“产学研”一流的资源支撑，我们有四十多年积累的宝贵经验和优良文化。只要我们始终不渝的开拓进取、持续创新，就能再创辉煌。1.2.3 马钢公司
18、行政组织图 马钢技术中心 提供技术支持 图1-1 马钢公司行政组织图 1.2.4 马钢车轮公司的产品及其特点 目前公司的产品主要有主要车轮、轮箍、轮件、环件、盘件、锻件等六大系列，并在铁路运输、地铁和轻轨、机械、冶金、石油、化工、电力、国防、航天等领域取的了广阔的市场。产品出口东南亚、中东、欧美等国家及地区。 钢车轮生产工艺，点：1）由钢坯压轧而成，锻压比高；2）金相组织和机械性能好；3）可用于货车轮、客车轮、地铁和轻轨车轮、高速客车轮等。整体铸钢车轮生产工艺。特点：1）浇铸成型，生产工艺简单，成本低； 2）可用于货车轮。 例如一种典型的HDS系列车轮图1-2 典型的HDS系列车轮1.3 问题
19、提出本次通过对马钢的实地考察，感受到了马钢车轮公司作为中国乃至世界大型车轮生产基地的辉煌气势。他们不仅拥有先进的设施装备、一流的自动化操作、科学合理的加工工艺、紧张有序的生产线、合理的现场管理，更重要的他们拥有一批高素质的专业队伍，对马钢车轮的发展起了很大的助推的作用，是马钢的生命线所在。通过几十年马钢人的努力，在车轮生产和设计领域做出了杰出的贡献，产品种类从单一走向多元化，相当一部分的产品已经达到世界一流的品质。然而在实际的考察中也发现不少问题。一方面，我们都知道马钢车轮公司的产品种类规格比较多，自然的在不同规格的产品在生产过程中有不同的技术要求，为了保证每一类产品的质量得到落实，在加工过程
20、中必须有针对性的设置加工流程，因为成品刚度和韧性都有差距的，所以一个合理的加工流程就显得异常重要了。另一方面，繁多的产品生产加工如何在一个庞大的生产车间中走最优的路线，尽量的去缩短加工搬运的路线，使得整体达到合理的布局也是一个重要且有意义的问题，通过IE的思想加以分析，进而提出改进思路。人机作业分析是工业工程部分的核心之一，在此次调研中我们也发现了一些不合理的加工现象，机器闲置和人员聊天时间过长这样的场景，这对提高一个车间的效率来说是很不理的，如何在机器和人员之间取得一个协调是个积极和有意义的问题。 通过人机分析可以加以解决，这对挖掘产品在加工中的隐成本有很大意义，使得人和机器达到最好的组合,
21、以大幅度提高生产效率。 除此之外，我们也看到老厂区的生产设备过于老化，半成品堆积马路边这样的现象。2 理论基础2.1产品加工流程程序的理论与分析方法2.1.1. 什么是加工流程程序分析 程序分析是工作研究的基础。如果未进行程序分析，预先发现某个工序在整个流程中根本不必要，就先作微观作业分析或动作分析，就可能会造成较大的浪费。程序分析的工作流程一般由五个基本活动构成，即加工、检查、搬运、等待和储存。而程序分析按照研究对象的不同，可以分为：工艺程序分析、流程程序分析、布置与路径分析及管理事务所分析四种。作为四大程序分析之一的流程程序分析，在产品生产中有着重要的运用。流程程序分析是在程序分析中最基最
22、重要的分析技术。它以产品或零件的制造全过程为研究对象，把加工工艺分为加工、检查、搬运、等待和仓储等五种状态加以记录。流程分析是对整个制造过程的详细分析，特别适合对搬运、仓储、等待等隐藏成本浪费的分析。2.1.2 流程程序分析的特点1) 它是对某一种产品或某个主要零件加工制造全过程所进行的单独分析和研究。2) 比工艺程序图更具体、更详细。3) 记录了产品生产过程的全过程的全部工序、时间定额和移动距离。4) 除了分析加工、检查 工序外，还要分析搬运、等待和储存工序，是对产品或零件加工制造全过程中加工、检查、储存、等待和搬运所进行的分析。2.1.3 流程程序分析的种类流程程序根据研究对象的不同可以分
23、为以下两种 物料型：材料和产品流程程序分析。主要用于记录生产过程中材料、零件、部件等被处理、被加工的全部过程。 流程程序分析人流型： 人员流程程序分析。 主要用于记录工作人员在生产过程中的一连串活动。 2.1.4 流程分析的目标及主要工具1) 让研究者进一步了解产品或零件制造的全过程，为流程的进一步优化打些基础。2) 获得生产流程、设备、方法、时间等方面的资料，以便制定恰当的生产计划。3) 为设施布置优化提供必要的基础数据及制定必要的改进方案提供依据。4) 它是进行作业分析、动作分析之前必须要经历的一个环节，最基本和普遍的一种分析方法。流程程序分析的主要工具为流程程序图2.1.5 流程程序图1
24、) 流程程序图的特点。它与工艺程序图相似，但增加了搬运、储存和等待三个符号。2) 流程程序图的组成。它主要有表头、图形和统计三个部分组成。表头部分主要有工作名称、工作部级、工作方法、编号、开始状态、研究者、审核者、日期 等。3) 流程程序图的形式。在实际工作中，一般都使用预先设计好的流程程序图，也可以根据具体情况重新设计图标。如果采用手绘方式记录，则记录方式与工艺方式图相似，不同之处在于：由于是对某个零件的单独分析，因此一般无分支，内容比工艺程序图多了搬运、等待和储存工序。在实际运用中，由于工作范围和地点的布置对流程影响很大，为了便于分析研究，最好绘制出工作范围简图或设施布置简图。 2.1.6
25、 正确画好流程程序图的步骤1) 现场调查2) 绘制工序流程图3) 测量并记录个工序中的必要项目4) 整理分析结果5) 制定改善方案6) 改善方案的实施和评价7) 使改善方案标准化表2-1 程序分析的常用符号符号名称表示的意义如例加工 指原材料、零件或半成品按照生产目的承受物理、化学、形态、颜色的变化车削、磨削、炼钢、搅拌、等都属于加工搬运表示工人、物料或设备从一处向另一处在物理位置上的移动过程物料的运输、操作工的移动等检查对原材料、零件、半成品、成品的特性和数量进行测量。或者说将某目的物与标准物进行比较，判断是否合格的过程对照图样检验产品的价格尺寸、查看仪器盘、检查设备的正常运转情况等待指在生
26、产过程中出现的不必要的时间耽误等待被加工、被运输、被检查等都属于等待存储为了控制目的而保存货物的活动物料在某种授权下存入仓库2.2作业分析的理论及方法2.2.1 作业分析的概述通过对以人为主的工序的详细研究，使作业者、作业对象、作业工具三者科学合理地布置和安排，达到工序结构合理，减轻劳动强度、减少作业工时消耗、缩短整个作业的时间，以提高产品的质量和产量为目的而作的分析，称之为作业分析。具体的标准的作业分析应该具备一下特点：1) 把详细地分析、改进一个工作地上的作业作为作业分析对象和目标。2) 应用程序分析的基本手法，对以人为主的作业系统进行分析。3) 分析的内容是影响该作业效率和作业质量的各种
27、因素。通常包括作业方法、原材料、设备与工位器具、作业环境条件等方面。作业分析 人机作业分析联合作业分析双手作业分析2.2.2 人机作业分析的概念及相关特征 人机作业分析是运用于机械作业的一种分析技术。通常是对某项作业的现场观察，记录操作者和机器设备在同一时间的工作情况，并加以分析，寻求合理的操作方法，使人和机器的配合更加协调，以充分发挥人和机器的效率。 人机分析的特点1） 一般用于分析1人操作1台或1人操作多台机器的情况。2） 人机作业分析借助于人机作业图进行分析。1 人机作业分析的主要任务1) 发现影响人机作业效率的原因。人机作业时，若人与机器的关系不协调，人机分析图能一目了然，发现产生无效
28、时间的原因。2) 判断操作者能够同时操作机器的台数，即确定1名操作者可能操作几台机器，充分发挥闲余能力的作用。3) 判断操作者和机器两个方面哪一方对提高工效更为有利。4) 进行安全性研究。如因过分提高机器的运转速度和设备的利用率而使操作者的安全受到危害时，应如何保证操作者的安全问题。5) 设备改造、实现自动化及改善作业区的布置。从提高人机作业效率的观点出发，有效进行设备改造，提高设备的运转速度，重点是实现自动化及合理改善作业区的布置。2 人机作业分析的研究工具 人机作业图是记录在同一时间坐标上，表明作业者与机器的协调和配合关系的一种图表。它可以清楚地显示人的工作周期与机器的工作周期在时间上的配
29、合关系。因此，通过对人机作业分析图的研究，可以获得减少人机空闲时间，提高人机效率的新的解决方法。 人机作业图是由以下三个部分构成：1）表头部分包括作业名称、工作部门、产品名称、表号、作业者、编号、图示、日期、开始动作、结束动作等。2）图表部分取适当的比例尺，例如1 cm 代表1min用垂直竖线把人机分开。分别在人与机器栏内，用规定的符号表示人或机器工作或空闲或人机同时工作。并依作业程序和时间由上而下记录人与机器的活动情况。比如可以用 表示人或者机器处在空闲状态。 相对的用 表示人或者机器处于忙碌状态。 图形的长短由工作时间或空闲时间而定的。左边注写出人作业单元内容，右边注写机器设备的作业单元内
30、容。 只会出一个操作周程。3）统计部分 统计包括操作周程，人机在同一周程内工作时间和空闲时间，以及人机利用率问题。2.2.3 双手作业分析的概述及其特征 生产现场的某些工作以工序的操作过程为研究对象的，详细的观察和记录过程，重点是了解双手是如何实际操作的，称之为双手作业分析。其主要特征为： 1）双手作业分析的主要对象是作业者的双手。 2）双手作业分析是借助于双手作业图进行分析。 3）双手作业分析简单明了，随时随地都可以加以分析和记录，清楚的反映出动作是否符合动作经济原则。1 双手作业的主要任务1) 研究双手的动作及其平衡，左、右手分工是否恰到好处。2) 发掘“独臂”式的作业3) 发现伸手、找寻
31、以及笨拙而无效的动作。4) 发现工具物料、设备等不合适的放置位置。5) 使动作更加规范，并据此拟定作业规程，为编制标准化作业指导书提供参考。2 双手作业分析的注意事项 1）开始记录前，要对整个作业周期认真研究若干次 2）每次作业周期开始时，应该拿起新的工件的动作作为开始记录的起点 3）一次记录一只手的动作，从左手或右手开始均可，一般应该从工作最多的一只手开始，并将全部操作记录完毕。 4）当左右手同时动作时要记录在同一水平线上，顺次发生的动作，要记录在不同的水平线上。要多次的核对左右手的动作关系，使记录准确无误。 2.2.4 闲余能力的分析闲余能力分析是对人员及设备能力进行准确调查分析后将作业内容合理地再分配的工作，目的是使各工序的人员及设备负荷合理，最大限度的减少人及设备的闲余时间，从而提高工效。 闲余能力分析可以从以下三个方面进行：1）机器的闲余能力2）操作者的闲余能力3）操作者同时操作机器的数量 闲余能力的调查手段与方法有作业测定、联合作业分析、人机作业分析。在人机作业分析闲余能力时，确定一个作业者可同时操作几台机器的计算公式 式中，N 为一个作业者操作的机器；t为一个作业者操作一个机器所需的时间（包括从一台机器走向另一台机器的时间）；M 为
