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车辆检修生产系统中工业工程的应用

车辆检修生产系统中 工业工程的应用



业: [机械设计]

学生姓名: [马赫] 指导教师: [张进生]

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车辆检修生产系统中工业工程的应用
09 机设班 200900162137 马赫

摘要: 车辆为运输的重要载体, 具有品种多、 数量多、 流动性强、 安全要求高等鲜明特点, 其运营过程中的安全性和可靠性完全依靠于 车辆段的科学、有效的监控和维护,在交通跨越式发展的进程中,车 辆段如何以更为科学、 高效的检修生产系统保证交通运输需用车辆的 数量和质量,成为众多交通科技人员深刻思索的问题。本文分析了我 国车辆检修生产系统的现状和存在的主要问题以及工业工程的功能 和作用,指出车辆检修生产系统优化过程中应用的工业工程的思想、 方法和技术。 关键词:工业工程 生产线平衡 车辆检修

车辆检修是指铁路车辆运用过程中,车辆零部件会逐渐磨耗、腐 蚀和损伤,为保证车辆经常处于良好的技术状态,稳定可靠地工作, 必须进行有计划的检查和修理。 实行流水作业, 有利于降低修理费用, 提高修理质量和劳动生产率。 一、我国车辆检修系统现状及问题 目前现代化的交通运输主要种类有:铁路运输、水路运输、公路 运输、 航空运输及管道运输。 其中铁路运输是我国最主要的运输方式, 是国民经济大动脉。铁路运输自19世纪初正式开始运营以来,一直以 其运量大、速度快、安全、节能等优势作为人类最理想的交通运输方 式,在世界各国的经济发展中起着十分重要的作用,为促进国际经济 发展和商贸流通做出了重要的贡献。 由于我国资源分布和工业布局不
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均衡,长距离、大运量、大宗货物运输主要依靠铁路。我国目前全国 铁路营业里程达9万公里左右,居亚洲第一,世界第二,铁路货车大 约有65万辆,其中中国铁火车54万万辆,企业自备车11万辆。每列货 物列车载重量在4000t左右,有些地区开行了5000t单列重载列车,大 秦线已经开行了20000t组合列车。据2001年《中国交通年鉴》统计结 果显示,我国2001年铁路货运周转量占全国各种运输方式总和的 31%,同时随着我国铁路货运高速重载技术的发展,这一比重呈逐年 上升势头。据铁道郁统计中心公布的数据显示:2005年全国铁路完成 货物运输发送量26.86亿吨,同比增长8.2%,全国铁路完成货物周转 量20545.54亿吨公里,同比增长7.5%,我国铁路完成的货物发送量、 货运密度和换算周转量等主要运输指标居世界第一位” 。 铁路货车作为完成铁路运输的运载工具,其车种、车型也随着世 界交通、物流的发展,不断更新和完善。货车运行速度也由最初的20 公里/小时提高到现在的200公里/小时。车辆在运行中,由于受到自 然条件的影响,车辆自重和载重的重力作用,以及运行中的冲击和震 动等等,使组成车辆的各个部分,不可避免的发生磨耗、腐蚀、变形 以及裂纹等损伤。因而降低了车辆的运行性能,给运输安全造成了隐 患。铁路输送各工作紧密联系等特点,假如在某一环节出现问题将有 可能导致全线堵塞和瘫痪,所以安全是铁路运输的关键。因而,为使 车辆经常处于质量良好状态,确保行车安全并延长车辆使用寿命,必 须对铁路车辆进行各种检查和修理工作。由此,如何科学的确定车辆 检修方式,提高车辆检修质量,有效消除车辆隐患,保障车辆运行安
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全,得到了世界各国的高度重视。 二、工业工程与车辆检修生产系统优化的关系 随着技术的持续革新,新造车辆质量不断提高,新的车种、车型 也陆续投入使用。在铁路货车技术跨越式发展的金坛,有些车辆段的 检修设施和布局已经不能满足现有的车辆检修水平, 甚至严重阻碍了 检修效率的提高。因此车辆段应在现有资源的基础上,根据车辆段货 车检修的生产特性进行科学的设施规划和生产组织, 以提高车辆检修 效率和质量。 这就需要运用工业工程技术对检修生产系统进行不断改 善,合理安排作业,制定标准工时,降低成本,提高产品质量和生产 效率。 工作研究是工业工程体系中最重要的基础技术, 主要包括方法研 究和作业测定。利用这两大技术,分析影响工作效率的各种因素,消 除生产系统中不合理、不均衡、不经济的因素,寻找最经济、最合理 的令操作者感觉满意的操作方法,并制定标准方法,然后通过作业测 定制定出标准时间,作为生产管理、制度控制的依据。工作研究的最 终目的就是降低成本提高生产效率, 本文针对某车辆段火车构架的检 修工艺流程,运用工作研究和生产线平衡技术对其进行了该杀和优 化, 取得了明显的成效。 这种方法在西方发达国家都得到了广发应用。 三、具体分析车辆检修系统的不足与改进方法 运用程序分析和秒表测时法分析检修生产线各工位工时本文以 某车辆段的铁路货车检修车辆构架的车间为研究对象, 构架检修工作 是铁路货车检修的一个重要组成部分, 构架作为车辆走行部的重要组
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成部分,起着举足轻重的作用,本车间检修任务大,日均检修 60 辆 车,每天工作 7 小时。车辆构架检修的流程图如图 1 所示。

该构架检修生产线分布在 11 工位上,为了对检修生产线进行改 善,必须明确检修生产线上每个工位的作业单位,作业内容及作业先 后次序,在明确了这些之后,将各个工位的作业分解成可以测量的作 业单位,对作业单元按秒表测时的规范方法进行测时。表 1 是在优化 前该车间检修构架的作业时间及步骤。
F 每天工作时间 生产线平衡现状: 节拍 C ? e ? N
平衡率 E ? W SC ? 有效工作时间 最少工地数 ? 节拍

计划生产量
? 100 % ?

?

420 60

? 7 min 辆

41 . 25 11 ? 7

? 100 % ? 53 . 57 %

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由于绘制的表 1 的检修步骤和时间以及平衡率可以直观的看出, 整个检修生产线极不平衡,工作站多且混乱,各个工作站内的作业单 位分配也不平衡,工作站 5、7、9 用时较长,工作站 1、3、11 用时 较短,工作站之间的时间相差很大。同时有些工作站存在生产能力过 剩现象,这些都会导致检修效率下降,成为整个检修生产线的瓶颈。 我们可以看到整个生产线改进的空间很大。 运用工业工程技术改善方案设计与实施: 首先我们运用工业工程中 5W1H 提问技术,对检修生产流程及各 工作站提出问题,然后运用“ECRS” (取消,合并,重排,简化)四 大原则结合生产线平衡技术,对检修生产线的瓶颈进行改善,以提高 生产率。有表 1 我们根据各工位作业次序画出构架检修流程图,如图 2 所示。

作业方法改善 通过对表 1 的仔细观察,发现在工位 1 和工位 11 上有不同程度的存在操作不规范和浪费现象, 主要是在检修流程上存 在吊运迂回,拆卸时间浪费。消除不必要的动作时间浪费后,我们对 各作业单元进行秒表测时法得出整个作业时间为 38.58min,具体时 间见表 2。
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根据生产线平衡原则, 在满足生产线各工位作业顺序约束的条件 下,重排各工作地的内容,实现个工作地作业工时基本一致。流水生 产线各工作地分工的合理性体现在用最少的工作地来完成制品的生 产过程。因为工作地数越少,工作地上的负荷越饱满,流水线的利用 效率也就越高,在给定了节拍时间后,最少工作地数为:
S min ? ?W ? ?C ? ? ?

式中[ ]符号表示大于或等于 W/C 的最小整数。 位置权衡法平衡方案 在不改变节拍的情况下,我们计算整个检 修流程所需要的最少工位数:
S min ? ? W ? ? 38 . 58 ? ? ? ?5 . 51 ? ? 6 ?C ? ? 7 ? ? ? ? ?

由以上计算可以看出将各个工作安排到 6 个工作站是合理的布 局。我们采用位置权衡法来重排工作站。位置权衡法的基本思想是按 位置加权数递减的次序,在满足工序先后次序约束的条件下,指派尽 可能多的作业单位道义工作站,直到该工作站的装配时间接近节拍。
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根据图 2 检修流程图的优先顺序我们得到装配线平衡位置权衡表 2. 位置权衡的计算方法:表 2 中 E(i)为第 i 道工序,i=1,2,??, n,t(i)为第 i 道工序的加工时间,t(j)为第 j 道工序加工时间。 位置权重 PW ( i ) ? t ( i ) ? ? t ( j ) 其中第 i 道工序优先于第 j 道工
i? j n

序。 本方法的原则为在满足先后顺序约束和工作站中剩余的未指派 空闲时间允许的前提下, 按照位置权衡递减的顺序对各工作站再指派 工作单元,根据这个原则我们采用 MATLAB 编制程序,输入节拍 7min 得出结果如表 3。

由程序得出我们得到改善后检修装配线的工位布置,其平衡率 为:
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平衡率 E ?

W SC

?

有效工作时间 最少工地数

? 100 % ?

38 . 58 6?7

? 100 % ? 91 . 86 %

运用生产线平衡技术对检修生产线工位进行改善后, 发现平衡率 由原来的 53.57%提高到 91.86%,实现了“一个流”的生产方式。各 工位的生产能力也大大提高了,使生产工位布局更加合理化。 四、结论 生产线的平衡水平直接影响着生产能力, 一些生产线常常因为某 个瓶颈工序或工位而影响生产线整体的生产能力。 本文针对车辆的构 架检修生产线存在的问题运用工业工程中工作研究和生产线平衡技 术对检修生产线优化,在不改变生产节拍的情况下,使生产线工位布 局更加合理,生产线平衡率也提高了 38.29%。工业工程的合理应用 可以提高企业素质和增强企业竞争力。 参考文献: [1]惰瑞政.济南西车辆段铁路货车检修生产系统的优化改造[D]. 上海交通大学,2002. [2]顾杰,刑党生.铁路货车构架检修工艺线设计,北京科技大学 交流学术,2005. [3]孙建华,张霖,施进发,严金波.RPW 法在混合装配线工序同 期化的应用[J].工业工程,2008,11(1).o [4]粟磁,陈煦,王仁康主编. 工业工程原理与应用.北京:机械 工业出版社,1997 [5]张树武主编。 工业工程导论。北京:中国标准出版社,1995 [6]蒋方政.货车车辆修制改革的实践与探索.铁道运输与经
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济.第25卷第十一期.P10 [7]陈雷. 浅谈铁路货车各级检修规程的修订原则和基本思路. 铁 道车辆.第40卷第3期,2002年3月.P8 [8]中华人民共和国铁道部.中华人民共和国铁路技术管理规程 第9版,北京:中国铁道出版社,1999 [9]阚树林.基础工业工程.第一版.Jb京:高等教育山版社, 2005

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