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工业工程在某车辆段检修生产系统优化中的应用_图文

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价值工程

工业工程在某车辆段检修生产系统优化中的应用
Application of Industrial Engineering in Vehicle

Maintenance

Production System Optimization

黄玉真Huang Yuzhen;张则强Zhang Zeqiang;胡俊毅Hu Junyi
(西南交通大学机械3-程学院,成都610031) (School ofMechanical Engineering,Southwest JiaotongUniversity,Chengdu 610031,China)

摘要:铁路运输是我国最主要的运输方式,其中安全是铁路运输的关键,面对我国铁路跨越式的发展,新的车种、车型的不断引进,相应的对 车辆的质量和检修工艺也提出了更高的要求.本文以某车辆段货车构架检修的生产工艺流程为研究对象,运用工作研究方法和生产线平衡的位 置权重法对其检修生产线进行分析,找出工位瓶颈进行优化改善,减少了工位数,使得工位布局更加合理,平衡率由原来的53.57%提高到 91.86%。本文运用的方法简单、实用,值得在生产企业中推广应用。
Abstract:Railway is the mainly way of transportations in China.Considering of safety,with the leaping development of railway and the continuously introduction of new types of vehicles,corresponding vehicle quality and maintenance technologies tile also needod to be improved to adapt to performance. The paper takes the production process of vehicle frame maintenance for study.WitlI the help of work research method and production line balancing method,the maintenance line is analyzed,the bottleneck of production line is improved and the number of working stations are a180 reduced.It is concluded that
Apart from
we can get a better station layout by using the metheds mentioned above and the balance rate i8 alSO increased from 53.57%to 91.86%. these,tIle methods used in the atticle are simply and practical which are worth to applying in production enterprise.

关键词:工作研究;生产线平衡;检修
Key words:work

study;line balancing;maintenance

中图分类号:U472

文献标识码:A

文章编号:1006—4311(2011)26—0026-02

0引言 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。它具备环保、高效、运量大、高度集中、各工 作紧密联系等特点,铁路运输假如在某一个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。近年来,中国铁 路重载货运技术得到了快速发展,提速货车技术也得到了全面推广 应用。目前,中国80%以上货车具备了时速120km/h技术基础。车辆 在运行中,由于受外部自然条件,车辆载重重量以及运行中受到冲 击和震动的影响,使的车辆的各部分不可避免的发生磨损,腐蚀,变 形以及裂纹等破坏,因而降低了车辆的运行性能,给运输安全造成 了隐患{1I。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,其中国铁货车54万辆,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20(0)0组合列车。为 确保运输安全并延长车辆的使用寿命,因此铁道部规定必须对铁路 车辆进行定期的各种检查和检修工作。 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今天,有些车辆段 的检修设旌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,进度控制的依据121。工作研 究的最终目的就是降低成本提高生产效率,本文针对某车辆段货车 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 改善和优化,取得了明显的成效。这种方法在西方发达国家都得到
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(200806131014)和 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWJTUOgCX022:
2010ZT03


了广泛应用。 1车辆检修系统现状调查 1.1某车辆段车辆检修现状 1.2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如图 l所示Itl310

图1构架检修生产工艺流程

该构架检修生产线分布在11个工位上,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元,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 测量的作业单元,对作业单元按照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。


表l构架检修的作业步骤及时间
工作站 工作站1 工作站2 3分懈连接 工作站3 5卸制动粱 工作站4 工作站5 工作站6 工作鲇7 11装新心盘 工作站8 工作站9 14装支点、杠杆、拉杆 工作站10 17装承载鞍 工作站11 16质检 15装斜楔枕簧 12铆接磨耗板 13装良好制动梁 6分解拆磨耗板 7质检员检查 8检查摇枕、侧架 9焊修小活 10卸旧心盘 4卸支点、杠杆、拉杆 描述 1卸承载鞍 2卸枕簧斜楔 工作时间(IIlin)
2 1.6 3.2 1.6 0.5 1.48 2.67 3.75 6 2.25 2.75 0.17 6.33 6_33 1.6 3.63 2.57 O.42 2 2 41.25 2.99 15、16、14、1l
8 7

工位总工时(“n)


提前作业

3 1.98


2.67

2 l、6、5

2.75 6.5



8、10 6.33 8 9 5.23 13 12

作者简介:黄玉真(1986一),女,山东菏泽人,硕士研究生,主要从事基础工业 工程与装配线平衡等研究。

时间总计

万方数据

Value Engineering

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1.3生产线平衡现状

…,n,t(i)为第i道工序的加工时间,t(j)为第j道工序加工时间彻。


节拍c=鲁=筹蔷掣=等=7m晌‘ 平衡率E=寻=i戛聱高纂要羁百×100%=可41等x100%
=53.57%

位置权重PW(i)=t(i)+艺t(j)其中第i道工序优先于第j道
I≠j

由我们绘制的表l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 作业单元分配也不平衡,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。 2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。由表1我们根据各工位作业次序画出构架检修流程图[4161, 如图2所示。

工序。 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,按照位置权重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。
表3位置权重法平衡后的结果
工作站
l l l



任务
2 3 6


PW 34.4 33.7l 32.8 32.11 6.92 31.6l 30.96 30.13 26.38 8.40 5.65 9.32 0.92 6.75
4.05

加工时间
1.6 l_6 2.67 o.5 O.17 1.48 0.83 3.75 2.25 2.75 1.6 6.33 0.5 6.33 3.63 2.57 0.42

工作站累积时间
1.6 3.2 5.87 6.37 6.54 1.48 2.3l 6.06 2.25 5 6.6 6.33 6.83 6_33 3.63 6.2 6.62

l 2 2 2 3 3 3


10 5
l 7

N竺
2.67

‘/<两芝


8 9 13 12 16 ll 14 15 17

鋈晡
0.17

}}、-~.mz二“N:::f彳≥::!. 3、-.75~.m2.z25二/;r群一:::fv彳≥.::!

④一

2.1作业方法改善通过对表l的仔细观察,发现在工位1和 工位1l上有不同程度的存在操作不规范,浪费现象,主要是在检修 的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。
表2位置权重计算表
EIi) 1 2 3


二一一
PW(i) 30.96 34.4 33.7l 32.1l 31.61 32.8 30.13 26-38 8.4 E(i) lO 11 12 13 14 15 16 17

4 5 6 6 6

2.99 O.42

’+由程序得出结果我们得到改善后检修装配线的工位布置,其平 衡率为

平衡率E=蚤=豸耘殿船×100%=等×100%=
91.86%

t“】 0.83 1.6 1.6 O.5 1.48 2.67 3.75 2.25 2.75

t(j)
30.13 32.8 32.11 31.61 30.13 30.13 26.38 24.13 5.65

t(i)
0.17 6.33 6.33 1.6 3.63 2.57 0.5 0.42

t{j)
8.28 O.42 4.05 4.05 0.42 0.42 O.42 0

PW“) 8.45 6.75 10.38 5.65 4.05 2.99 O.92 O,42

5 6


8 9

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。 3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,生产线平衡率提高了38.29%。 本文运用的方法简单、实用、易掌握,在基本不增加成本的情况 下,力求降低成本,提高效益,值得在生产企业中实际运用。
参考文献:

根据生产线平衡原理,在满足生产线各工位作业顺序约束的条 件下,重排各工作地的作业内容,实现各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

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式中【】符号表示大于或等于W/C的最小整数。 2.2位置权重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

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S G,ARAVINDAN

P,MOGILEESWAR NAIDU G.A

由以上计算可以看出将各个工作安排到6个工作站是最合理 的布局。我们采用位置权重法来重排工作站。位置权重法的基本思 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元到一工作站,直到该工作站的装配时间接 近节拍。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 权重表2。位置权重的计算方法:表2中E(i)为第i道工序,i=l,2,

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工业工程在某车辆段检修生产系统优化中的应用
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 黄玉真, 张则强, 胡俊毅, Huang Yuzhen, Zhang Zeqiang, Hu Junyi 西南交通大学机械工程学院,成都,610031 价值工程 Value Engineering 2011,30(26)

本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jzgc201126016.aspx


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