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工序生产现场的改善
摘要
韶力电气希望在不投资或少投资的情况下扩大生产能力或提高生产效率。
面对竞争激烈的市场,企业要存活和发展就必须要从企业内部开始整顿,降低生产成本,提高生产效率,提高企业的核心竞争力。
本文首先运用工作研究中的5W1H法、ECRS原则等技术对韶力电气机车生产车间布局、主体制造流程进行了现状分析,对运输次数过多的问题进行了改进,制造单台机车的运输次数由原来的8次减少到4次,运输距离减少260m,降低运输距离84%;然后运用人员空闲率测定、联合操作分析及回归预测模型、定置管理等原理对瓶颈工序—焊接工序进行了分析,解决了该工位人员配置不合理而导致焊接效率低下的问题,使得工人的操作简单化、标准化,减轻了工人疲劳度,单台机车焊接效率得到提高,车均焊接时间由原来的87min减少到51min,焊接效率提高41%。
关键词:
效率;工作研究;联合操作分析;焊接工序.
ABSTRACT
Shaolielectriclooksforwardtoextendingproductioncapacityandpromotingefficiencywithoutexpendinganyorfewinvestment.Facingtheaboilmarketingcompetitiveness,iftheenterprisewantstosurviveanddevelop,ithastomakesomerectifyfromitsinterior,suchasreducingcost,promotingefficiency,promoteitscorecompetence.Thispapermakesuseoftheworkstudytechnologiesof5W1H,ECRStoanalyzethelayoutofelectricmachine’sproductionworkshopforShaoliandthesubjectmanufacturingprocess,improvedtotheproblemoftransportnumber,Manufacturingsinglescootertransportfromtheoriginaleighttimesreducedtofourtimes,transportationdistance,reduce260mreduce84%;ThenmakesuseofthetheoriesofStafffreeratemeasurement,Gangprocessanalysis,Regressionmodel,andFixturesontheLocationManagementtofurtheranalyzetheworkingprocedureofbottleneckandweldingtomaketheworkingproceduretobemuchsimplification,standardization,tosimpleworkers’workandalsotopromotetheweldingefficiencyoftheelectricmachines,carsareweldingtimeisshortenedbytheoriginal87mininto51min,toimprovetheefficiencyofwelding41%.
Keywords:
Efficiency;Workstudy;Gangprocessanalysis;Weldingprocess.
目录
第一章绪论1
1.1IE应用研究背景1
1.2研究课题来源1
1.3研究目的与范围2
1.4解决的主要问题2
第二章韶力电气生产车间概况3
2.1韶力电器企业概况3
2.2韶力电器生产车间概况3
2.2.1韶力电气组织结构3
2.2.2厂区平面布置图5
2.2.3机车生产特点及流程简介6
2.3生产现场描述7
2.3.1工人7
2.3.2机器8
2.3.3物料8
2.3.4方法9
2.3.5环境9
2.4拟定研究方法10
第三章基本理论知识概述11
3.1工业工程理论11
3.2工作研究技术概论11
3.2.1工作研究理论的主要思想11
3.2.2因果分析图12
3.2.35W1H提问技术13
3.2.4ECRS四大原则14
3.2.5工艺程序分析15
3.2.6流程程序分析16
3.2.7联合操作分析18
3.3预测模型分析法18
第四章对现有问题的改进20
4.1机车制造主体流程改进20
4.1.1主要工序布局改进20
4.1.2主要制造流程工艺程序改进24
4.1.3主要制造流程流程程序改进26
4.2局部瓶颈工序的改进27
4.2.1焊接工序存在的问题27
4.2.2问题产生原因分析28
4.2.3明确改善方向30
4.2.4制定改善方案30
第五章改善效果评价38
5.1测定作业空闲人数38
5.2对焊接工序改进的总结40
第六章结论41
6.1本论文的主要工作总结41
6.2后期展望42
参考文献44
致谢45
第一章绪论
1.1IE应用研究背景
随着经济的发展,20世纪70年代以后,国际竞争日趋激烈,市场需求逐渐呈饱和趋势。
当今开放的市场使企业感到巨大的压力,对企业来说,这是一场全世界范围内的生存竞争,能迅速、高效、低成本生产出质优价廉的产品的企业才有可能在竞争中生存。
在这种趋势下,多种小批量的生产方式已成为现代社会生产方式的主流。
据有关资料,美、日等国的制造业有将近四分之三左右为多种小批量生产类型,我国机械制造行业绝大部分都属于这种生产类型【2】。
面对国外众多先进加工制造企业,我国的企业还普遍性存在管理方式落后、缺乏先进管理技术和方法的实际情况。
如何将IE的基本理念融入到生产中是迫切需要解决的问题。
从IE发展历程和国外应用经验来看,传统IE或基础IE是发展起点,也是现代IE的基础组成部分。
国外实际应用情况表明,基础IE应用是最普遍的,例如,1981年路特对美国企业应用情况抽样调查表明,94.2%的企业应用了方法研究,96.3%的企业应用了作业测定,1976年美国工业工程杂志与博通公司合作对1500家企业IE应用情况调查发现,89%的企业应用工作研究;1979年,哈里斯对英国401家企业的调查统计中。
84%的企业应用工作研究,排在各种IE方法之首【1】。
所以,一般来说,IE应用从基础IE起步是适宜的。
根据我国企业的技术和管理水平,以及所处的经济与市场环境,推行IE不仅较容易,而且见效快,并可为发展现代IE打下基础,试点企业的实践充分证明了这一点。
韶力电器厂正是这种以订单为生产目标,进行小批量、多种型号产品生产的企业,就企业技术水平和管理阶段看,需用基础IE对其进行分析改进,特别是现场的管理工作,运用工作研究是非常适宜的。
当然,有条件的企业应按照IE的特点全面推行IE,结合实际应用包括现代IE在内的各种方法,以更好的改善企业生产和经营,提高竞争力和适应性。
并且,通过实践为建立有中国特色的IE做出贡献。
1.2研究课题来源
本人于3月份在韶力电气有限公司进行1周的毕业实习。
在实习过程中,本人对电力机车生产现场进行深入的调查,通过认真观察和相关工作人员的介绍,我熟悉了整车生产流程,了解了公司生产管理的现状。
通此次实习,一方面对自己在大学四年所学的理论知识做了进一步的巩固,从而达到了理论到实践、学以致用的目的。
另一方面,我也发现其中存在的不合理的方面,主要是在生产管理方面,如:
无效动作过多,影响了生产效率;一些作业标准书不够合理,导致工人劳动强度大;某些生产车间布局不合理,产生了不必要的浪费等等。
正是这些实习经历,给我的毕业设计提供了很好的素材。
应用IE方法,可以帮助企、事业单位挖掘生产性或非生产性活动的潜力,消除人力、物力、时间等方面的浪费现象,以、合理安排工作,提高工作效率。
随着科学技术及经济的发展,人们对生活与工作的质量要求不断提高,而工作研究“持续改善”的理念日益受到人们的普遍关注,并在工业、农业、服务业、商业、交通运输业、军事工业、事业行政管理等领域得到推广应用,取得了令人瞩目的成果,既有宽广的发展应用前景【3】。
1.3研究目的与范围
本文诣在对韶力电气机车制造车间主要制造流程的工段进行现场分析,找出制约产量提高的瓶颈工段,通过研究分析得出瓶颈工序主要是焊接工段。
针对这个工段利用工作研究的理论方法对现场各种生产要素5M1E(man,machine,material,method,measurement,environment,人机料法环)进行逐个分析,明确制约效率提高的主要问题所在,而后应用IE手法中工作研究的方法,针对问题结合实际进行合理配置和优化组合。
通过对生产工序和过程的不断优化,不断消除各种浪费,提高运作效率。
主要目的:
1)改进工艺和程式
2)改进工厂、车间和工作场所的平面布置
3)改进整个工厂和设备的设计
4)经济的利用人力,减少不必的疲劳
5)提高物料、机器和人力的利用率,提高生产率
6)改善实际工作环境,实现文明生产
7)降低劳动强度
方法研究首先着眼于整个工作系统、生活系统的整体优化(程式分析),然后再深入的解决关键的局部问题(操作分析),再进而解决微观问题(动作分析),从而达到车间生产系统整体优化目的【4】。
1.4解决的主要问题
本论文主要分析了机车生产车间现场的不合理因素,比如工序位置的不合理,过多的搬运,零件、工具摆放位置的不合理,工作人员操作的不合理,过多的等待等等不合理因素,从根本上找出造成不合理因素的原因并对其进行优化与改善,解决了生产瓶颈的效率问题,同时,也减少了各工序间过多等待、搬运、操作等时间上的浪费,提高了整个生产的效率,缩短了单位产品的加工工时,提高了单位产品的利润,最终,也就提高了整个企业的利润。
韶力电气的面临大的竞争,如何在低成本,高效率地满足消费者不断变动的需求,是生存发展的关键。
本文研究内容主要解决的是韶力电气生产车间生产效率低下的问题。
第二章韶力电气生产车间概况
2.1韶力电器企业概况
湖南韶力电气有限公司(以下简称公司)是国内知名的集电机车研发、制造、服务于一体的综合型股份制企业。
是全国煤炭行业机电设备、配件定点生产企业,拥有国内矿用电机车行业最为齐全的生产资质和安全资质,产品都取得煤安证、防爆证和生产许可证。
主要产品有1.5t—30t架线式电机车、2.5t—18t蓄电池式电机车、5t—60t平板车以及电机车相关设备和配件。
ISO9001:
2008质量管理体系在公司得到有效运行,“创一流韶力,造精品机车”理念贯穿公司每个管理环节,致力打造矿山设备的研制、开发、生产、服务专业平台:
与上海交通大学,湖南大学,中南大学,湖南科技大学(原湘潭矿业学院)等高校合作,不断创新,开发高科技产品。
公司拥有电机车IGBT斩波调速控制系统、全液压控制系统、变频调速控制系统和有轨豪华载人机车等国内领先技术的自主知识产权;
不断加大基础建设和精良设备的投入:
公司拥有直流电机生产中心、变速箱速控加工中心、铅酸蓄电池生产中心、零件强硬度和动静平衡检测中心和国内唯一模拟机车实际运行工况的多功能电机车测试轨道等先进的生产和检测设备;
注重人才的培养、储备、激励:
建立了完善的培训机候制和激励机制,拥有大批的具备丰富经验的专业技术人员、管理人员和熟练的操作工人;
公司拥有遍布全国的销售和服务网络32个,总部设有客户服务中心,通过全天候的服务热线响应用户有关机车的技术咨询和服务要求,并建立全面的客户数据库档案。
与国内大型煤业集团公司、非煤矿业集团公司、工程建设集团公司建立了长期友好的互动合作关系;具有独立进出口企业资格证书,与国内外多家国际贸易公司建立了供需关系。
2.2韶力电器生产车间概况
2.2.1韶力电气组织结构
韶力电器公司作为一个生产电力运输机车的公司,生产车间在整个企业中为重中之重,生产车间现有人员76人,现在生产车间的组织结构如下图所示:
电动机安装组
图2.1车间组织结构图
总经理:
负责公司企业文化的建设,销售渠道的扩展,产品走向的把握。
生产部经理:
负责产品开发,制定生产计划,新设备的购入计划,生产部门人事计划。
质量管理部经理:
负责质量监督,产品质量检测。
仓库主管:
对企业仓储、物料、零部件进出库进行日常管理。
车间主任:
主要负责管理车间日常事务、产品生产运行状况及外协相关事务等;
下料组:
主要对原材料—厚、薄钢板进行切割成形,弯折。
钻孔组:
主要对车体侧面板进行钻孔。
焊接组:
主要对车体主体、顶棚以及车体内部附件进行焊接。
附件加工组:
主要对车体焊接用附件进行焊接、打磨。
机加工组:
对车体各自制零件、附件进行加工制造。
电器装配组:
对车载电器,电源箱进行装配,调试,检测。
走行装置组:
对发动机进行安装,对轴承、轮对进行装配。
制动撒沙装置组:
对制动。
撒沙装置进行安装,调试,检测。
喷涂组:
对车体进行底漆涂装,表漆喷涂。
总装组:
对车体装入发动机、电器装置、走行装置、制动、撒沙装置、座椅等。
2.2.2厂区平面布置图
经过实际观测、测量及公司提供的相关资料,绘制了韶力电气车间大致的平面布局图如下:
图2.2厂区平面布置图
由图可知,韶力电气车间布局为:
车间内南北走向两条主过道和东西走向7条副过道共计9条过道,在靠东侧的主过道主要通行小型汽车进行板材、物料的运输,靠西侧的主过道主要通行有轨运输车的半成品运输及成品的出库运输。
在车间顶部,有龙门吊车用于重物的吊运。
车间主要分为冷作车间、机加工车间和总装车间,冷作车间又分为下料、钻孔、焊接三个组,主要进行机车车体的焊接成型;机加工车间主要进行车体附件、走行装置的机加工,如磨、车、削、刨等;总装车间分为喷涂、电动机、走行装置安装、电器装置安装共四个组。
机车主要制造路线及顺序由图中箭头线所示:
原材料入库—靠东边主过道北端的大门—下料区—冷作车间—油漆房—总装车间—成品区—成品出库。
2.2.3机车生产特点及流程简介
韶力电器生产车间主要制造各种型号的矿用电力运输机车、防爆电源箱及电池储存箱。
所有机车的制造均是按照订单进行生产。
其生产的机车类型主要有:
ZK3—10/6.7.9/550、ZK6—6.7.9/250等。
其中所做的零件大致有:
碰头盒、车架、底板、顶棚、墙板、端板、隔板、平衡臂、板弹簧限位支架、机车盖板等。
其生产的产品具有一下几个方面的特点:
1.加强筋根据设计要求采用弯折机进行弯折成形工艺;
2.先进的表面处理方法。
车体焊接好后,经喷砂处理,喷富锌底漆、喷里漆、喷面漆,每次喷后都经高温(75摄氏度)烘烤,以保证油漆强度及附着力;
3.采用混合气体保护焊和埋弧自动焊工艺,提高焊接质量;
4.环保意识。
采用无公害专用双组份底漆,减少污染。
5.新的试漏方式。
采用专用试漏剂进行着色检测,防止假焊、漏焊,保证焊接质量。
(1)总体流程
由于机车是由车体及附属零部件总体构成,所以机车的制造流程繁多。
总的流程走向见图:
图2.3基本流程程序图
(2)主要零部件加工工艺流程
其中车体部分有侧板、端板、隔板、平衡臂、板弹簧限位支架、板弹簧支架、刹车横臂、刹车撑板、撒沙底板、顶棚板、顶棚侧板、顶棚加强板、顶棚固定板、机车盖板、撑板、轴承、轮圈等。
附属零部件有撒沙沙箱、碰头、牵引销、刹车、导板条支架、翅膀,电动机,司机控制器等。
主要零部件制造工艺流程分别如下:
1)侧板:
绘图下料成型钻床平放拼对附件组焊校对检测等待焊接两块端板
2)端板:
绘图下料钻孔打磨检测焊接至侧板
3)隔板:
绘图下料钻孔打磨检测焊接至侧板
4)配重版:
绘图下料钻孔检测焊接至侧板
5)弹簧支架:
裁切下料折弯钻孔打磨检测焊接至侧板
6)顶棚板:
下料折弯焊接涂装
7)轴承:
粗车精车检测装入轮对
8)轮圈:
粗车精车烘烤加热卡入内轮毂自然冷却
2.3生产现场描述
韶力电器生产模式主要为工艺生产模式,生产车间主要分成三个子车间:
冷作车间、机加工车间、总装车间。
车间内主要有两条主运输通道。
首先,对韶力电气生产车间现实状况从人、机、料、法、环五个方面进行现场描述【5】。
冷作车间主要是进行下料、钻孔、车体及附件的焊接、防爆电源箱的焊接、电池储存箱的焊接;机加工车间进行车体附件的制作,轴承、轮圈的车削、打磨制作,撒沙、制动装置的加工制作;总装车间主要是进行电器设备,座椅,司机控制器、发动机的总装入车体。
2.3.1工人
(1)操作人员组成
在生产车间,工人基本都是以男性为主,这是由生产产品性质和特性决定的,生产产品是重型机械车辆。
工人一部分是18—35岁的男性青年,此年龄阶段工人培训程度与教育程度比较高,一般都是通过职业培训学校或技术学校学习后进入车间工作,有较强的学习能力,可塑性强,对工作有较高的热情,服从管理,普遍性格活泼,容易相处。
缺点是没有足够经验与能力处理紧急突发问题,操作不够熟练,且缺乏耐心,易冲动或浮躁;一部分则是35—50岁的男性中年员工,此年龄阶层工人相关工作时间长,因此都具有比较丰富的生产现场实践经验,操作熟练,能有效处理现场紧急问题,生产情绪和操作过程都趋于稳定。
缺点是不能快速适应企业生产方式的改变,教育程度不高导致学习能力不强,对管理的服从性不高。
(2)操作
工人操作普遍比较熟练,但其中有很多多余动作,比如加工过程中来回移动工具或工具箱,找寻物品,起身拿取物料,单手操作等等不经济的动作,造成了时间,精力上的浪费。
而且,操作顺序比较混乱,没有严格按照图纸或作业要求进行生产,在生产过程中,还出现了焊接不够、错焊而产生的返工现象。
(3)工作态度
工人工作态度整体上良好,在工作期间,大部分能够遵守公司规章制度。
但有个别人员,在没到休息时间内随意离开岗位与他人攀谈、来回走动、抽烟;操作随意、懒散;对自己工作中出现的失误不以为然,不服从上司的建议和指导;没有持续改进的意识。
焊接区工有工人14人,但大部分时间,总有4名左右工人在聊天或无所事事。
还据负责人处了解到,现在正处于生产旺季,正处于赶工期时段。
并且,已经做好的两台车架在一天之内也没有运送至下一工序。
虽然焊接工序是耗用工时最多的工序,但可预见,在焊接区并不需要这么多的工人。
焊接区墙上挂有禁止吸烟的标志,但还是有工人忙里偷闲抽烟,这不仅误了工时,还会导致安全隐患。
因为,在焊接区一侧,是氢氧气罐。
2.3.2机器
在生产车间,有各种重型机器及各种小型器械工具。
由于公司资金原因,并且当前机器也能满足生产基本需要,大型机器没有更新。
薄板下料区有一台板材裁切机、一台板料弯折机;厚板下料区有两台半自动轨道气割机、两台仿形切割机;板材钻孔区有一台中型钻床;车体焊接区有6台二氧化碳电焊送丝机、2台节能型交流弧焊机;机加工车间有11台老式车床,一台数控车床,三台钻床,两台铣床,一台磨床;车间共计6台大型龙门吊车,6台小型吊车;一台有轨运输车。
机器整体运作状况良好,但缺少定期维护,导致机器表面油污聚集,生出锈迹,这对安全生产和机器故障的产生增加了隐患,也为效率的提升,成本的降低增加了阻碍。
在工作加工时间内,有一部分机器空闲时间多,加工时间少,利用率较低。
自动数控车床仅有一台,由一名专门培训过的工人操作,人机结合不够合理。
2.3.3物料
(1)原料
机车生产用原材料为厚薄钢板,由湘钢进货至冷作车间的板材堆放区堆放,板材分三堆堆放,明显可以看到每堆分为两层:
良好的和生锈的。
总共良好板材有50块左右,生锈板材也是50块左右,薄板数目估计为100块。
生锈板材为进货质量问题。
(2)物料领取
每次缺料,由该工序操作工人至每个车间预定的地点(工作台)填写领料单,将填写完成的领料单交至仓库领料。
领料单一式三份,分别为生产部、财务部、仓库留底。
(3)残次品和废品
车间内有专门堆放残次品、废品的再利用区,但区内堆放杂乱无秩序,没有专门进行分类处理。
对加工中产生的边角料也没有及时进行分类处理,特别是厚板与薄板的裁切余料,简单地堆放于一处。
由于钢板自身的重量因素,不方便及时对余料进行回收利用。
机床车加工过程中产生的铁屑,有专门人员进行清理回收,但清理时间间隔太长。
2.3.4方法
由于生产现场工人组成差异,培训差异导致加工方法没有进行标准化运作。
每位工人都有自身一套操作方式。
比如对机车车体的焊接,14人都有自己各自的焊接方法和特点,从而导致焊点密集程度、焊缝宽度、焊接深度以及效率的不同。
基本上,工人在较长的生产实践经验中,摸索出了较为省时、高效、节能的方法,但从动作经济原则考虑还是有许多操作方式有待改进。
没有标准作业说明书,对操作动作没有详细具体的规范说明。
所有的操作全部由工人靠岗前培训或自身经验进行操作。
2.3.5环境
整体来说,生产车间的三个子车间中,冷作车间生产环境比较恶劣,机加工车间和总装车间良好。
主要从噪音、粉尘、光线三个方面进行描述【6】:
(1)噪音
由于生产类型及性质决定,噪音在三个子车间各有不同。
噪音最大的是冷作车间,车间噪音来源主要是三个:
板材裁切,焊接,打磨。
其次是机加工车间,噪音来源主要为车床的车削,磨床。
最小噪音区为总装区,噪音来源主要为发动机运转和机车刹车测试。
对于噪音的防护,工作人员并没有采取防范措施,没有佩戴耳塞、耳机等防护用具。
(2)粉尘
粉尘主要集中与冷作车间的焊接区和打磨区。
粉尘的组成主要是焊接产生的焊接熔渣和打磨所产生的细削。
对于粉尘的防护,工作人员也没有采取必要的措施,没有佩戴口罩,没有定时对地面进行洒水除尘等措施。
只是定期对焊接、打磨工作地进行清扫,以保持工作场地的整洁。
通风设施也不完善,感觉闷热。
(3)光线
各个子车间光线亮度不相同。
冷作车间处于车间最南边,焊接区是处于冷作车间的靠南位置,光线采集比较好。
在整个冷作车间内,总共就只有6盏灯,在晴朗的白天,远离窗子的地方,特别是在打磨所在的西边区域仍然感觉昏暗。
且由于粉尘将窗户玻璃遮掩,并没有达到通透光线的效果。
打磨区在冷作车间的北边,远离窗户,导致光线暗淡,几盏灯被粉尘包裹,导致光线昏暗。
特别是小型钻床处光线不佳。
钻孔需要好的视线,否则很难对准加工。
小型钻床处于车间西边远离东边的窗子处,自然光不够,电灯泡由于粉尘包裹,亮度也不够。
需增加电灯,增加亮度。
机加工车间位于整个车间的中部,远离四周的窗户,采纳自然光有限。
灯光也比较昏暗。
光线较好的是总转车间,总装车间屋顶上方有一长排天窗,墙面玻璃也干净清洁,能很好的采纳自然光线。
并且在阴天室内照明也比较完善。
2.4拟定研究方法
先从车间整体布局、流程上改进,再从局部工序布局、流程上改进。
首先,对车间整体布局、机车主要制造工艺流程进行现状描述,然后进行5W1H分析,利用ECRS原则进行改进。
其次,确定局部改进研究对象,利用程序分析描述现状后,用鱼刺图进行原因分析,用5W1H提问技术进行深入分析,利用ECRS原则、联合操作分析技术进行最终改善。
其中,将运用测定人员空闲率的方法对人员分配问题定量分析,运用EXCEL拟合预测模
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