工業(yè)工程方法在某鋁業(yè)公司中應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u17328摘要 I5974第1章緒論 146421.1研究背景和意義 1118961.1.1研究背景 1257171.1.2研究意義 2199511.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述 2107241.2.1國外研究現(xiàn)狀 2237541.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 3327581.3研究內(nèi)容 4292591.4研究方法和技術(shù)路線 565141.4.1研究方法 5134351.4.2研究技術(shù)路線 520758第2章工業(yè)工程相關(guān)理論方法 652672.1基礎(chǔ)工業(yè)工程方法概述 658582.1.15W1H提問技術(shù) 680862.1.2ECRS原則 7135072.1.3流程程序分析法 732782.25S現(xiàn)場管理理論 835002.3本章小結(jié) 916642第3章某鋁業(yè)公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀與存在的問題 10210863.1某鋁業(yè)公司的概況 10298633.2某鋁業(yè)公司生產(chǎn)流程現(xiàn)狀與分析 10167383.2.1鋁管生產(chǎn)流程現(xiàn)狀 10236463.2.2基于工業(yè)工程方法的現(xiàn)狀分析 14297133.2.3擠壓作業(yè)分析 18282723.3車間生產(chǎn)現(xiàn)場管理現(xiàn)狀及分析 1922033.4本章小結(jié) 2030000第4章某鋁業(yè)公司基于工業(yè)工程方法的優(yōu)化改善 21146914.1生產(chǎn)流程的優(yōu)化改善 21239124.1.1基于工業(yè)工程方法的改善方案 21133614.1.2witness軟件仿真模擬改善方案 25269434.2生產(chǎn)現(xiàn)場管理的優(yōu)化改善 30225374.3本章小結(jié) 3229497第5章結(jié)論與展望 33303805.1結(jié)論 3326215.2展望 3324319參考文獻 34摘要自十二五規(guī)劃提出了大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)以來，輕量化的目標使鋁用量猛增。鋁加工產(chǎn)業(yè)作為鄭州市的七大主導產(chǎn)業(yè)之一，總產(chǎn)量不斷增大、總體效益相較之前大幅度增加、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)也不斷升級。但在近幾年的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展中，出現(xiàn)了供過于求的過剩現(xiàn)象、成本升高、產(chǎn)能和效益停滯不前、管理不當?shù)葐栴}，導致企業(yè)競爭力下降。工業(yè)工程自改革開放以來已成為了制造業(yè)解決效率成本問題的一種重要方法。其中5W1H技術(shù)和ECRS原則是工業(yè)工程方法分析的基礎(chǔ)，結(jié)合工序分析可以有效優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少流程中不必要的浪費；5S現(xiàn)場管理可以優(yōu)化車間生產(chǎn)布局、調(diào)動人員的積極性等，提高企業(yè)的管理水平。為了達到降低成本、提高生產(chǎn)效率的目的，本文具體以鄭州某鋁業(yè)公司為例來研究工業(yè)工程方法在鋁業(yè)中的應(yīng)用。本文的研究對象是鄭州某鋁業(yè)公司，通過運用工業(yè)工程方法分析該公司成本增高、效率低的原因，在針對具體原因用工序分析、5S現(xiàn)場管理對生產(chǎn)線進行優(yōu)化改善，借助Witness仿真軟件對產(chǎn)線進行模擬，提出提高產(chǎn)能的方案。具體內(nèi)容是首先研究分析鄭州某鋁業(yè)公司的鋁板生產(chǎn)過程中存在的不合理問題（流程不合理、現(xiàn)場混亂），找出其根本原因，然后運用5W1H技術(shù)、ECRS原則、工序分析、5S現(xiàn)場管理等方法分別對生產(chǎn)流程和現(xiàn)場管理方面做出分析，并提出改善的方案；最后用Witness軟件將鋁管生產(chǎn)線進行仿真模擬，根據(jù)數(shù)據(jù)、圖表再次提出優(yōu)化改善方案，以達到降低成本、提高效率的目的。本文通過對該鋁業(yè)公司應(yīng)用IE手法，改善之后的貯存時間有原來的120小時減少到84小時，生產(chǎn)周期由，通過減少鋁管的拉拔次數(shù)提高了機器的工作效率，縮短了加工時并將機器的利用率從83.2%提高到了88.2%。使鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)流程、現(xiàn)場布局得到改善，有效提高了時間和人員的利用率、生產(chǎn)線產(chǎn)能。關(guān)鍵詞：工業(yè)工程方法；流程改善；5S現(xiàn)場管理；Witness仿真第1章緒論1.1研究背景和意義1.1.1研究背景中國是世界上最大的鋁生產(chǎn)國。國家想要解決21世紀以來資源短缺和環(huán)境污染的問題，開始倡導大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，其中汽車輕量化就是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展所追求的一個重要目標，輕量化主要體現(xiàn)在汽車用鋁的比重方面。從2011年起，十二五規(guī)劃到十四五規(guī)劃中都提到了要大力發(fā)展新能源汽車戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，進一步推動經(jīng)濟體系優(yōu)化升級。發(fā)展新能源汽車并不是僅僅是全球汽車產(chǎn)業(yè)提出的唯一傳略目標，也是我國汽車產(chǎn)業(yè)為了應(yīng)對汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和綠色發(fā)展所提出的戰(zhàn)略目標之一。在《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）》這一文件發(fā)布后，中央和地方政府都出臺了大量的政策去支持發(fā)展，到2020年時，我國以已經(jīng)連續(xù)5年在新能源汽車的產(chǎn)量和銷量方面位居世界首位；此外，國家重視新能源汽車的發(fā)展，2020年發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提到，到2025年，我國新能源汽車的銷量要達到汽車總銷量的25%，且在防污重點區(qū)域的公交、物流配送等公共領(lǐng)域車輛數(shù)量中新能源汽車的數(shù)量需要不低于80%。按照這樣預測2021-2025年我國的新能源汽車銷量年均增長率將會在30以上。根據(jù)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》顯示，近幾年汽車的材料構(gòu)成中鋁合金材料的比例越來越高，其中給出了單車用鋁的具體目標為：2020年190Kg;2025年達到250Kg;2030年達到350Kg[2]。從這些數(shù)據(jù)看來，未來新能源汽車在需求量和用鋁量都將呈現(xiàn)快速增長的模式，也成為了鋁加工企業(yè)互相爭搶的市場?！敦瀼芈鋵崌鴦?wù)院辦公廳42號文件的具體工作方案》中，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提出了在未來三年內(nèi)鋁的應(yīng)用數(shù)量預計將達到600萬噸，其中交通用鋁占主要部分，而汽車用鋁又是交通用鋁的主要發(fā)展方向之一[1]。但是近些年來，鋁業(yè)的發(fā)展勢頭受到技術(shù)和經(jīng)濟水平發(fā)展的限制有所下降，出現(xiàn)供過于求的產(chǎn)能過?，F(xiàn)象。面對這樣的困難與挑戰(zhàn)，文獻軍表示鋁業(yè)行業(yè)需要盡快完成產(chǎn)業(yè)升級，而產(chǎn)業(yè)升級更依賴于技術(shù)進步。美國日本等發(fā)達國家很大程度上是通過企業(yè)管理和生產(chǎn)優(yōu)化平衡來實現(xiàn)技術(shù)進步，像日本豐田的“精益生產(chǎn)”、5S現(xiàn)場管理，將工業(yè)工程運用到企業(yè)生產(chǎn)中，提高了生產(chǎn)效率和技術(shù)，同時還降低了成本，這正是中國制造企業(yè)所匱乏的。工業(yè)工程雖被引進到中國多年，制造業(yè)是最早意識到運用工業(yè)工程方法來改善技術(shù)、提高效率的行業(yè)。在十三五規(guī)劃戰(zhàn)略中也提出了計劃降低實體經(jīng)濟企業(yè)成本，鼓勵和引導企業(yè)創(chuàng)新管理、改進工藝、節(jié)能節(jié)材。國內(nèi)的中鋁鋁業(yè)、堅美鋁業(yè)、南山鋁業(yè)等開始引進IE方法，來改善生產(chǎn)工藝、降低成本，從而提高企業(yè)效益，形成獨特的企業(yè)核心競爭力。1.1.2研究意義某鄭州某鋁業(yè)公司在近幾年來發(fā)展迅速，但在發(fā)展的過程中資源以及生產(chǎn)技術(shù)、效率等方面的問題也就凸顯出來了，生產(chǎn)線的平衡優(yōu)化、現(xiàn)場的管理、設(shè)備的利用率下降導致產(chǎn)能未能發(fā)揮充分。該公司為了提高生產(chǎn)效率創(chuàng)建了工業(yè)工程部門，引入大量IE人才，幫助企業(yè)從生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場管理等方面來提高生產(chǎn)效率。本文就某鄭州某鋁業(yè)公司的鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)線問題、生產(chǎn)現(xiàn)場的管理方面對工業(yè)工程知識的應(yīng)用展開研究。首先是介紹鋁行業(yè)的研究背景和意義、綜述關(guān)于國內(nèi)外制造業(yè)關(guān)于工業(yè)工程方法的應(yīng)用，其次是收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，了解并掌握該公司的生產(chǎn)現(xiàn)場、鋁產(chǎn)品生產(chǎn)流程方面等情況；然后結(jié)合工業(yè)工程的相關(guān)知識對生產(chǎn)線的不平衡問題、生產(chǎn)現(xiàn)場管理問題方面進行分析并探究其原因；最后針對這些原因本文用工業(yè)工程的方法進行優(yōu)化改善，用Witness軟件對產(chǎn)線進行仿真模擬，使產(chǎn)能充分發(fā)揮，以達到消除浪費、降低成本、提高效率的目的。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述1.2.1國外研究現(xiàn)狀工業(yè)工程最早開始出現(xiàn)在美國，19世紀末到20世紀30年代到40年代這幾十年的時間，西方資本主義由自由向壟斷形式的轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，在管理方面就提出了更高的要求。在這期間，泰勒（FrederickW.Taylor）提出了科學管理理論，他認為一切的管理問題都是能用科學的方法來解決的，其中提高生產(chǎn)效率是科學管理的中心問題，通過對動作、時間的研究和對操作的設(shè)計，實現(xiàn)了工效提高、成本降低的效果；亨利?甘特（HenryL.Gantt）后來發(fā)明了用線條表示計劃的甘特圖，至今被用于編制制度、計劃，能夠有效地控制生產(chǎn)計劃，還提出注意員工的培訓能夠提高勞動生產(chǎn)率；吉爾布雷斯夫婦起先在建筑界用攝影機對進行動作研究，以此來控制生產(chǎn)和計劃；莫里斯?庫克早先也發(fā)現(xiàn)了工業(yè)中存在的浪費并對其進行展開研究[3]。上面以泰勒為代表的管理科學者的研究成果為工業(yè)工程的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。日本在二戰(zhàn)后的經(jīng)濟恢復時期，引入了美國的工業(yè)工程，將工業(yè)工程的理論與本土實際結(jié)合起來形成了自己的優(yōu)化體系，豐田的精益生產(chǎn)方式便是十分成功的案例；韓國、臺灣、新加坡等亞太地區(qū)國家也陸續(xù)引入了工業(yè)工程，使經(jīng)濟實現(xiàn)了快速發(fā)展。工業(yè)工程在國外發(fā)展十分迅速且應(yīng)用十分廣泛，起初是運用在制造企業(yè)方面，后來逐漸被運用到醫(yī)療、服務(wù)等各大行業(yè)。SaifBenjaafar,SundereshS.Heragu（2002）等幾位學者認為應(yīng)該將工業(yè)工程技術(shù)全面用于工廠布局中，進一步擴大IE的使用范圍[14]。LRosen（2004）《Applyingindustrialengineeringpracticestoradiology》提到俄勒岡州和華盛頓州已經(jīng)有七家醫(yī)院成功采用了豐田生產(chǎn)系統(tǒng)（TPS），將其應(yīng)用都放射學中[5]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀工業(yè)工程在中國的發(fā)展要晚于美國、日本等發(fā)達國家，改革開放前，我國側(cè)重于注重產(chǎn)量和質(zhì)量問題，出現(xiàn)了大量人力、物力、資源的浪費，不注重成本意識和效率問題。我國是一個制造業(yè)大國，自改革開放以來，制造業(yè)的發(fā)展十分迅猛，面對著競爭愈發(fā)激烈的現(xiàn)實情況，企業(yè)意識到一直發(fā)展緩慢與生產(chǎn)效率和成本有著重要的關(guān)系，并受到國外企業(yè)的影響，開始逐漸重視工業(yè)工程的運用。在上世紀90年代，工業(yè)工程才正式被系統(tǒng)地引入中國，天津大學和西安交通是首批開設(shè)了工業(yè)工程專業(yè)的學校，至今已經(jīng)有一百多所大學開設(shè)了此專業(yè)。近些年來，工業(yè)工程學科在國內(nèi)發(fā)展迅速，被許多企業(yè)認可，但有些企業(yè)完全照搬國外的工業(yè)工程模式，并未起到降低成本、提高企業(yè)效率和效益的效果。我國的工業(yè)工程還處于初級認識階段，對工業(yè)工程的應(yīng)用還需要適應(yīng)本土化，一味模仿西方是不符合實際的。在近些年來，我國的工業(yè)工程研究方面也取得了一定的成果。在企業(yè)管理方面，謝吾（2019）分析了企業(yè)的人員管理流程，通過取消、合并、簡化、重排的方法將企業(yè)人員簡化、企業(yè)管理路程優(yōu)化，提高了企業(yè)的過程管控效率的同時也提高了質(zhì)量，從而降低了企業(yè)的管理風險[3]。張?zhí)烊?、魏銘琦、劉彬?019）在餐飲企業(yè)服務(wù)管理中結(jié)合工業(yè)工程的方法，根據(jù)實際的工作流程和人效情況，對餐廳的布局和工作流程進行改善，提高了顧客的滿意度和忠實度[4]。于博達（2018）通過將現(xiàn)代工業(yè)工程與管理學在企業(yè)管理中的作用進行匯總對比，結(jié)果表示現(xiàn)代工業(yè)工程可以推動企業(yè)項目建設(shè)，提高人員的管理水平，提升企業(yè)的競爭力[6]。在產(chǎn)線平衡優(yōu)化方面，也有諸多學者進行研究。許錦泉（2020）針對同一生產(chǎn)線兩種不同產(chǎn)品導致的裝配線不平衡問題進行分析研究，發(fā)現(xiàn)是人員分配、產(chǎn)品工序分配以及人員效率低的原因，通過改善工藝流程和平衡產(chǎn)線工序，提高了混裝生產(chǎn)線的效率[7]。朱永生、王沖沖（2020）等人在全自動精鍛生產(chǎn)線上運用工業(yè)工程中的人-機聯(lián)合作業(yè)分析技術(shù)，分析了精鍛生產(chǎn)線的工藝流程以及設(shè)施布局兩方面等，針對分析得出的原因提了相應(yīng)的優(yōu)化改善方案，將人員數(shù)量減少，在工藝動作上進行優(yōu)化，減少了設(shè)備方面的投資和提高了生產(chǎn)線的效率[8]。李重如、張逍、李龍強（2018）三人通過分析某車間殼體生產(chǎn)線的瓶頸工序，發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)還是存在浪費，于是對全部工序進行均衡和調(diào)整，消除了工序間的浪費，改善設(shè)備的布局，提高了產(chǎn)線的平衡率[9]。在其他方面也有十分多的研究成果。任麗輝、林玲等（2020）人利用ECRS原則和5W1H提問技術(shù)針對糧堆埋人事件進行現(xiàn)場分析研究，挖掘事故發(fā)生的最深層次原因，提出了加強安全意識教育、現(xiàn)場作業(yè)管理等措施[10]。馮振亮、鄭萬任、龐海輪（2020）等人在煉鋼生產(chǎn)中運用流程分析法和ECRS原則對轉(zhuǎn)爐冶煉周期工作時間進行改善，縮短了工作周期的時間，同時也提高了產(chǎn)能[11]。黃興濤（2018）將工業(yè)工程方法應(yīng)用到電力企業(yè)的現(xiàn)場管理中，通過工序分析、動作分析、搬運規(guī)劃和全面質(zhì)量管理等方法，對現(xiàn)場管理進行改進，降低了企業(yè)成本，提高了工程質(zhì)量[12]。鑒于上述工業(yè)工程在在國內(nèi)的現(xiàn)狀，仍有許多中小型企業(yè)還未正確認識到工業(yè)工程對企業(yè)的重要作用，我國工業(yè)工程未來的發(fā)展需要結(jié)合企業(yè)的實際來應(yīng)用，盡快適應(yīng)本土化。1.3研究內(nèi)容本文的主要研究目的是運用工業(yè)工程方法解決某鋁業(yè)公司的生產(chǎn)線不平衡問題。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查記錄的數(shù)據(jù)，運用工業(yè)工程中的流程程序分析、作業(yè)分析以及5S現(xiàn)場管理等方法，對鋁管的生產(chǎn)工藝流程進行優(yōu)化改善，生產(chǎn)車間布局重新規(guī)劃調(diào)整，達到降低成本、提高效率效益的目的。借助Witness仿真軟件對鋁產(chǎn)品的加工流程進行模擬，找出瓶頸工序并對其進行改善。最后對某鋁業(yè)公司的工業(yè)工程方法改善及結(jié)果作總結(jié)，以下是本文的主要內(nèi)容。第1章：緒論。首先介紹本論文的研究背景和研究意義，其次對關(guān)于工業(yè)工程方法應(yīng)用研究的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行綜述，然后講述本文主要研究的內(nèi)容。第2章：介紹相關(guān)理論基礎(chǔ)。工業(yè)工程方法的相關(guān)理論，如程序分析法（5W1H技術(shù)、ECRS原則）、流程程序法、5S現(xiàn)場管理理論等。第3章：應(yīng)用現(xiàn)狀分析。首先介紹研究對象的基本情況和鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程和車間現(xiàn)場管理狀況，運用工業(yè)工程相關(guān)技術(shù)分析其存在的問題。第4章：根據(jù)第3章發(fā)現(xiàn)的問題，結(jié)合程序分析法、5S現(xiàn)場管理對生產(chǎn)流程和現(xiàn)場管理進行優(yōu)化改善;并用Witness軟件對鋁產(chǎn)品的加工流程進行仿真模擬，通過仿真結(jié)果來找出加工流程中的瓶頸工序，并對其進行調(diào)整，達到提高產(chǎn)能的目的。第5章：結(jié)論與展望。對改善過程中運用的方法和結(jié)果進行總結(jié)，并指出本論文研究中存在的不足和存在的實用價值。1.4研究方法和技術(shù)路線1.4.1研究方法本文主要使用的研究方法是文獻研究法、實地調(diào)查法、案例研究法。文章在第1章、第2章運用文獻研究法對已有的研究成果進行總結(jié)，闡述相關(guān)工業(yè)工程方法理論的概念，得出企業(yè)引進并應(yīng)用工業(yè)工程方法的必要性；第3章對該鋁業(yè)公司進行實地調(diào)查，記錄和測定鋁材產(chǎn)品具體的生產(chǎn)流程的相關(guān)數(shù)據(jù)，觀察生產(chǎn)車間的現(xiàn)場狀況，對下一步研究提高依據(jù)；第4章結(jié)合該鋁業(yè)公司的具體案例來分析企業(yè)存在的問題并用工業(yè)工程的相關(guān)方法和Witness仿真軟件進行優(yōu)化改善，旨在解決鋁業(yè)公司成本高、效率低的問題。1.4.2研究技術(shù)路線圖1-1研究技術(shù)路線圖

第2章工業(yè)工程相關(guān)理論方法2.1基礎(chǔ)工業(yè)工程方法概述工業(yè)工程（IE）的發(fā)展已經(jīng)有一百多年的歷史，其內(nèi)容在形成和發(fā)展的過程中不斷地充實和深入研究，而且涉及的范圍也在一直地往外擴大。美國工業(yè)工程協(xié)會（AIIE）將工業(yè)工程定義為：工業(yè)工程（IE）是對人、機、料、能源和信息組成的集成系統(tǒng)進行設(shè)計、改善和實施的一種工程技術(shù)，其在發(fā)展和運用的過程中使用了數(shù)學、物理學和社會科學等方面的專門知識和技術(shù)，并結(jié)合技術(shù)分析和設(shè)計的原理和方法，對該系統(tǒng)得到的成果進行確定、預測和評價[15]。其中降低成本、提高質(zhì)量和生產(chǎn)率是工業(yè)工程的核心。2.1.15W1H提問技術(shù)基礎(chǔ)工業(yè)工程方法主要分為工作研究和動作研究兩方面，工作研究中最常用的基本分析方法是5W1H提問技術(shù)和ECRS原則。5W1H提問技術(shù)的研究對象是具體的工序或流程，主要是從工作的目的（What）、原因（Why）、時間（When）、地點（Where）、人員（Who）和方法（How）入手進行提問和分析，同時對于有問題的地方可以進行連續(xù)的提問從而弄清問題所在，并再進行下一步的探討工作，判斷是否有改進的可能性[16]。因為前5個提問翻譯成英文，其中的首字母都是“W”，而最后一個提問的首字母為“H”，所以這項技術(shù)就被簡稱之為“5W1H”提問技術(shù)。其中5W1H提問技術(shù)的具體內(nèi)容如表2-1所示。表2-15W1H提問技術(shù)考察點第一次提問第二次提問第三次提問目的做什么（What）是否有必要這樣做是否有更合適的對象原因為何做（Why）為什么需要這樣做是否可以不做時間何時做（When）為何需要此時做有沒有更合適的時間做地點何處做（Where）為何需要此處做有沒有更合適的地點做人員何人做（Who）為何需要此人做有沒有更合適的人做方法如何做（How）為何需要這樣做有沒有更合適的方法與工具做2.1.2ECRS原則5W1H提問技術(shù)中的“做什么”、“為何做”這前兩步的主要目的是找到問題并弄清問題原因所在，第三次提問“何時做”主要目的是對出現(xiàn)問題的原因進行研究并探討其改進的可能性，在改進過程中需要遵循一個原則——ECRS原則，其原則主要分為四個方面，具體包括取消、合并、重排、簡化五方面[17]，具體的含義和運用情況如表2-2所示。取消（Eliminate），英語中時“取消”的意思，我們?yōu)榱朔奖銓懭∑涫鬃帜浮癊”。其具體內(nèi)容識在對活動的目的進行“做了什么”、“是否有必要這樣做”、“為什么這樣做”等進行反復提問時，針對回答沒有必要的工作或工序要取消掉。取消是改善的最高原則。合并（Combine），是“合并”的意思，取其首字母“C”作為簡稱。含義是提問之后對于活動中無法取消掉而且又有必要的動作或工序，看其是否能夠進行合并，以便達到減少時間浪費的目的。重排（Rearrange），即“重排”的意思，首字母是“R”。他的主要含義是對于過程中不能進行取消或合并的動作，考慮從“何人、何事、何時”進行二次提問，看是否能通過改變作業(yè)的順序，讓作業(yè)順序達到最優(yōu)狀態(tài)，從而減少時間上的浪費和提高效率。簡化（Simple），“簡化”的意思，簡稱為“S”。具體指在經(jīng)過取消、合并、重排前三步的工作后，還可以考慮是否有更簡便、快速的方法來完成。例如增加工裝夾具措施，其目的是增加這項可以使工作得到簡化，使得到的新的工作方法更加有效。表2-2ECRS原則的運用示例原則目標實例取消（Eliminate）①是否可以不做；②不做的話會怎么樣省略檢查步驟；變換布局省略搬運合并（Combine）①有必要；②是否可以考慮合并在一起同時進行2個及以上作業(yè)，省時間重排（Rearrange）動作或工序是否可調(diào)換順序加工順序進行調(diào)換提高效率簡化（Simple）動作或工序是否可以更簡單進行流程化優(yōu)化；實現(xiàn)機械化或自動化2.1.3流程程序分析法前面介紹的兩種技術(shù)方法是屬于工作研究的內(nèi)容，本文中還要用到動作研究中的流程程序分析法和作業(yè)分析法，其中流程程序分析法是在5W1H提問技術(shù)、ECRS原則這兩種分析方法分析過后才能進行的一個方法，這幾種方法在實際工作中又常常被稱之為：1個不忘，4大原則，5個方面，5W1H提問技術(shù)。其中1個不忘指的是動作經(jīng)濟原則不能忘記，這一原則的含義是指通過對人體的動作能力研究，建立起一系列的最能有效發(fā)揮出人的動作能力的科學原則，從而達到減輕操作者的疲勞程度，提高效率的目的。5個方面是指加工、搬運、等待、儲存和檢驗5方面，每個方面的分析側(cè)重點不同，具體如下表2-3所示[16]。表2-3程序分析常用符號符號名稱意義○加工指將原材料、零件等按照生產(chǎn)目的進行一系列變化￡檢查對原材料、零件等的數(shù)量和質(zhì)量行測量，判斷其是否合格→搬運指工人、物料或設(shè)備從一處移動到另一處的物理位置的變化過程D等待指在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的不必要的時間等待▽儲存指為了控制目的而保存貨物的活動流程程序分析是動作分析中最基礎(chǔ)也是最重要的分析技術(shù)。它的主要研究對象是產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的全部工序，在流程分析中將加工工藝分為五方面：加工、檢查、搬運、等待和儲存，把所有的工序按照具體內(nèi)容將其分為以上五個方面，目的是為了分析出在搬運、儲存、等待等方面是否存在著一些隱藏的浪費。流程程序分析的步驟主要分為7步：①現(xiàn)場調(diào)查生產(chǎn)線的具體流程；②根據(jù)調(diào)查結(jié)果繪制產(chǎn)品工藝流程圖；③現(xiàn)場測定記錄各工序的工作時間；④整理并運用IE方法分析具體數(shù)據(jù)；⑤針對分析結(jié)果制定相應(yīng)的優(yōu)化改善方案；⑥對改善方案現(xiàn)場實施并及時評價；⑦再次優(yōu)化改善方案并標準化。2.25S現(xiàn)場管理理論生產(chǎn)現(xiàn)場是企業(yè)或公司給客戶生產(chǎn)其所需的產(chǎn)品或者提供服務(wù)的地方，是一個可以不斷進行改善優(yōu)化的地方。有改善優(yōu)化的地方就有管理，于是出現(xiàn)了現(xiàn)場管理這項工作就誕生了?，F(xiàn)場管理的意義是通過科學管理的手段，對現(xiàn)場的生產(chǎn)要素和管理目標要素進行設(shè)計和綜合管理。管理的目的就是為了給生產(chǎn)現(xiàn)場創(chuàng)造一個整潔、有序的環(huán)境，進而使現(xiàn)場的工作人員保持心情舒暢，達到工作效率提升、產(chǎn)品質(zhì)量提高、成本降低的目的。5S現(xiàn)場管理是日本大多數(shù)企業(yè)都運用的現(xiàn)場管理方法，主要是針對生產(chǎn)現(xiàn)場中的生產(chǎn)要素開展以整理、整頓、清掃、清潔和素養(yǎng)為內(nèi)容的現(xiàn)場活動管理。5S現(xiàn)場管理理論的主要內(nèi)容如表2-4所示。表2-45S具體內(nèi)容中文日文具體內(nèi)容要求方法整理SEIRI對必需品和非必需品進行區(qū)分，做到現(xiàn)場無不用之物制定必需品和非必需品的判別標準以及它們的處理方法①拍照法：區(qū)分常用和不常用的物品；②標牌法：方便識別物品的位置，節(jié)省尋找時間。整頓SEITON將必需品進行定位放置，要求擺放整齊，隨時能找到該步核心是人人參與整頓，在過程中制定各種管理規(guī)范，人人遵守，貴在堅持半成品整頓：控制存貯數(shù)量和位置，并且在存放和轉(zhuǎn)運的過程中要注意防止刮傷、防塵等清掃SEISO清除現(xiàn)場的灰塵、油污和垃圾，使機器和工裝夾具保持干凈整潔、無灰塵、無垃圾清掃現(xiàn)場灰塵、油污，是減少對產(chǎn)品品質(zhì)的影響，減少意外事故的發(fā)生①尋找污染源；②制定清掃計劃；③清掃油污、灰塵；④清掃不良狀態(tài)清潔SEIKETSU做到“三不”，即不制造臟亂、不擴散臟亂、不恢復臟亂對前面“3S”的堅持和深入，并進行制度化、規(guī)范化管理①明確清潔目標；②確定清潔狀態(tài)目標；③充分利用色彩變化；④定期檢查并制度化素養(yǎng)SHITSUKE培養(yǎng)現(xiàn)場工作人員遵守現(xiàn)場規(guī)章制度的習慣和作風“5S”活動的核心①經(jīng)常進行整理、整頓、清掃和清潔的狀態(tài)；②自覺養(yǎng)成良好的習慣，遵守工廠的規(guī)則和制度2.3本章小結(jié)本章節(jié)主要是對基礎(chǔ)工業(yè)工程的含義和相關(guān)理論方法的介紹。先是對工業(yè)工程的基本概念進行描述，并指出核心是降低成本、提高效率。然后對相關(guān)的論文需要用到的方法概念和方法進行介紹，為接下來論文的研究和分析提供了一些理論知識和方法。第3章某鋁業(yè)公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀與存在的問題3.1某鋁業(yè)公司的概況鄭州某鋁業(yè)公司是一家國內(nèi)大型鋁材加工企業(yè)，成立于1997年，公司主要從事1-8系鋁板、鋁型材等的產(chǎn)銷工作。公司下有10余家控股參股企業(yè)，生產(chǎn)基地占地面積約130萬平米，主要生產(chǎn)線有“1+4”熱連軋生產(chǎn)線和冷軋生產(chǎn)線，半連續(xù)鑄造生產(chǎn)線等。當前公司的主要產(chǎn)品有鋁棒、鋁錠、1060鋁板、6063鋁管等，主要應(yīng)用于汽車、模具、船舶、包裝容器等各個領(lǐng)域。工信部、國家發(fā)改委、科技部曾明確提出：輕量化是未來汽車發(fā)展的重要方向之一。為了響應(yīng)國家的號召，該公司針對汽車車門、引擎蓋、汽車頂板、升降器等零部件投入了大量的精力，已經(jīng)研發(fā)出適用于各零部件的鋁板帶箔和鋁型材等產(chǎn)品。但隨著汽車用鋁市場的需求量增大，該公司出現(xiàn)了競爭力不足的現(xiàn)象，成本升高、產(chǎn)能和效益停滯不前、管理不當?shù)葐栴}是阻礙其發(fā)展的主要原因。因此，該公司急需找到一種方法去改變現(xiàn)狀。本文借助工業(yè)工程方法，通過分析生產(chǎn)線流程，找出該公司效率不高、成本增加的主要原因，對針對具體原因提出改善的方案，達到減少浪費、提高產(chǎn)能的目的。3.2某鋁業(yè)公司生產(chǎn)流程現(xiàn)狀與分析3.2.1鋁管生產(chǎn)流程現(xiàn)狀該鋁業(yè)公司在汽車用鋁方面已經(jīng)有較成熟的產(chǎn)線，主要生產(chǎn)的產(chǎn)品有車門、汽車前后蓋、升降器專用鋁板，汽車動力電池用鋁箔，汽車空調(diào)器冷凝器、加熱器、水箱的專用鋁合金管材等。本文主要介紹汽車空調(diào)器方面主要用到的鋁合金管材（6063鋁管）的生產(chǎn)流程。生產(chǎn)流程介紹6063鋁管主要用于汽車空調(diào)中冷凝器、加熱器、蒸發(fā)器、水箱等的制造，通過進一步擠壓等工藝用到汽車制造中，擠壓要求鋁管的沖壓性效果良好，在經(jīng)過沖壓工藝后，不出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象；耐蝕性強；具有優(yōu)良的焊接性等。6063鋁管的主要生產(chǎn)流程包括對原材料檢驗、擠壓坯管、拉拔坯管（3次）、坯管在線退火、切割、檢驗成品、質(zhì)量檢驗、包裝、交貨。下圖3-1鋁管生產(chǎn)工藝流程是將各工序用流程圖表示來。圖3-1鋁管生產(chǎn)工藝流程6063鋁管的生產(chǎn)流程是先備料入庫，由檢驗員檢查原材料（鋁棒）是否合格，合格后由叉車運送到擠壓機進行擠壓成坯管，完成后再送到盤拉機進行反復三次的拉拔工作，然后再進行在線退火，退火完成后對成品進行切割工序，最后進行質(zhì)檢，包裝入庫，交貨。在生產(chǎn)過程中的每個工序完成后都需要進行檢驗，檢驗合格后才可以進行下一步的加工操作。經(jīng)過現(xiàn)場的調(diào)查，更加詳細的生產(chǎn)工藝流程和現(xiàn)場生產(chǎn)物流路線圖如下表3-1和圖3-2所示。表3-16063鋁圓管生產(chǎn)工藝流程圖工序操作內(nèi)容操作設(shè)備操作人員操作時間（h）1來料檢查檢驗員2原材料（棒料）入庫叉車叉車工3棒料進行貯存定量采購4棒料運送到清洗區(qū)叉車叉車工0.155將棒料進行預清洗清洗機操作員0.56將清洗后的棒料運送到壓機區(qū)叉車叉車工0.157棒料進行擠壓擠壓機操作員1.58擠壓后進行檢驗操作員0.19將坯管運送到坯管區(qū)叉車叉車工0.1510貯存2411將坯管運送到盤拉機叉車叉車工0.1512來料檢查操作員0.113進行拉拔（1次）盤拉機操作員1.514鋁圓管進行檢驗操作員0.115運送到WIP區(qū)叉車叉車工0.1516貯存2417再次運送到盤拉機叉車叉車工0.1518來料檢查操作員0.119進行拉拔（2次）盤拉機操作員1.520鋁圓管進行檢驗操作員0.121運送到WIP區(qū)叉車叉車工0.1522貯存2423再次運送到盤拉機叉車叉車工0.1524來料檢查操作員0.125進行拉拔（3次）盤拉機操作員1.526在線退火操作員0.527鋁圓管進行檢驗操作員0.128運送到WIP區(qū)叉車叉車工0.1529貯存2430運送到切割機叉車叉車工0.1531來料檢查操作員0.132進行矯直并切割切割機操作員2.433將成品進行檢驗檢驗員0.634運送到包裝區(qū)叉車叉車工0.1535進行包裝包裝機操作員1.236運送到庫存區(qū)叉車叉車工0.237貯存2438交貨叉車叉車工0.5圖3-2鋁圓管現(xiàn)場生產(chǎn)物流路線圖該公司生產(chǎn)鋁圓管的主要設(shè)備有擠壓機、切割機、盤拉機，具體的設(shè)備生產(chǎn)效率如下表3-2所示。表3-2鋁圓管生產(chǎn)所需主要設(shè)備階段設(shè)備名稱數(shù)量（臺）生產(chǎn)率（Kg/h）工作內(nèi)容擠壓擠壓機12400擠壓坯管拉拔盤拉機1600盤卷進行一次拉拔盤拉機1300二次拉拔盤拉機及在線退火設(shè)備1300三次拉拔并退火切割切割機3400切割拉拔后的鋁圓管其中擠壓機是生產(chǎn)圓管中的重要設(shè)備，需要為圓管提供坯管，生產(chǎn)率也很高，過程中機器的檢修和故障都會影響后續(xù)的工作，耽誤生產(chǎn)進度；拉拔階段三道拉拔工序每道僅一臺盤拉機，而且只有第三道拉拔機器具有在線退火的功能，此臺機器的故障問題和檢修會影響后續(xù)的生產(chǎn)，拉拔時還會由于工人的操作不當出現(xiàn)質(zhì)量問題導致生產(chǎn)延誤和浪費。為了滿足后續(xù)拉拔工作能夠連續(xù)進行，在擠壓時需要生產(chǎn)不同規(guī)格的坯管，主要的坯管規(guī)格如下表3-3所示。表3-3坯管的不同規(guī)格常用坯管規(guī)格XTR1608XTR2602XTR2002XTR2604XTR2304XTR33103.2.2基于工業(yè)工程方法的現(xiàn)狀分析根據(jù)鋁圓管具體的生產(chǎn)工藝流程及相關(guān)時間和設(shè)備人員數(shù)量，可以繪制出流程程序圖，如下圖3-3所示。圖3-3鋁圓管流程程序圖在整個鋁圓管生產(chǎn)流程中，棒料檢查貯存區(qū)有2名工人，生產(chǎn)周期為2天，檢查時間為5分鐘，1個班次；擠壓區(qū)工人8人，生產(chǎn)周期為3天，工人替換時間為4小時，作業(yè)時間為40分鐘，2個班次，其中擠壓機的報廢率為9%；盤拉一區(qū)工人有6人，生產(chǎn)周期為5天，工人替換時間為4小時，2個班次，作業(yè)時間為25分鐘，2個班次，盤拉機的報廢率為9.6%；盤拉2區(qū)工人有4人，生產(chǎn)周期為6天，工人替換時間為4小時，2個班次，作業(yè)時間為40分鐘，此處盤拉機的報廢率為10%；盤拉3區(qū)工人3人，生產(chǎn)周期為4天，工人替換時間為4小時，2個班次，作業(yè)時間為25分鐘，機器的報廢率為10%；切割區(qū)工人有3人，生產(chǎn)周期為3天，工人替換時間為3.5小時，2個班次，作業(yè)時間為45分鐘，切割機的報廢率為12%；成品檢驗區(qū)工人有2人，生產(chǎn)周期為12天，工人替換時間為4小時，2個班次，作業(yè)時間為45分鐘，檢驗設(shè)備的報廢率為12%；包裝區(qū)的工人有3人，生產(chǎn)周期為10天，工人替換時間為4小時，2個班次，作業(yè)時間為40分鐘，機器設(shè)備的報廢率為5%；發(fā)貨區(qū)員工有2人，發(fā)貨周期為1天，工作時間為20分鐘，1個班次?？芍X圓管的生產(chǎn)周期為45天。根據(jù)以上數(shù)據(jù)能夠得到鋁圓管生產(chǎn)中加工、搬運、檢查、貯存的次數(shù)和利用率，從這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出在生產(chǎn)過程中存在的問題，具體的時間統(tǒng)計如下表3-4所示。表3-4鋁圓管工序時間分析統(tǒng)計內(nèi)容工序數(shù)（次）時間（h）距離（m）時間利用率加工911.1—8.25%搬運1321871.49%檢查101.5—1.11%貯存6120—89.15%合計38134.6187100%結(jié)合表3-1、3-2、3-3、3-4和圖3-2、3-3中的數(shù)據(jù)，運用程序分析法，對鋁管的生產(chǎn)過程中的加工、搬運、檢查、貯存這五方面進行分析，同時在分析的過程中要用5W1H提問技術(shù)、ECRS原則進行分析?！凹庸ぁ狈治觫偌庸すば蛑心膫€時間最長，加工過程中是否存在浪費？工序32對鋁圓管進行矯直并切割，花費的時間最長，矯直需要工人將拉拔完成的盤卷鋁管引入矯直機，過程中需要工人時刻關(guān)注，稍有疏忽機器會出現(xiàn)故障導致進度暫停，這就要求工人的操作要規(guī)范標準，否則會造成由于工人的操作不當引起的動作浪費；切割最需要注意的地方是及時將切割完成的鋁圓管運送到檢查區(qū)及包裝區(qū)，以免造成擁堵致使切割機暫停工作，此工序中的叉車只有2輛，不足以完成將鋁管及時從檢查區(qū)運送到包裝區(qū)，導致出現(xiàn)了等待的浪費。②怎樣可以減少矯直切割工序時間？矯直機組是由矯直輪組成的，時間浪費主要存在于搬運過程中，增加叉車數(shù)量可以有效減少時間。③在加工工序中，是否存在機器的利用率低的工序？有，在工序7中，對棒料進行擠壓產(chǎn)生不同規(guī)格的坯管，規(guī)格不同的坯管生產(chǎn)所需的生產(chǎn)模具也不同，6種坯管需要5次換膜才能完成擠壓任務(wù)，致使擠壓機每天的運行時間短，機器的利用率自然就降低了，產(chǎn)生了浪費?！鞍徇\”分析①是否存在搬運的浪費，搬運的次數(shù)和時間是否可以減少？整個生產(chǎn)過程中共有13次搬運，總搬運時間為2h。搬運不是每次都必要，在3次拉拔中每次拉拔結(jié)束需要搬運到WIP區(qū)，來回的周轉(zhuǎn)會導致叉車處于緊張使用狀態(tài)，且在運輸過程中時間要求緊張，叉車還會出現(xiàn)安全事故，拉拔產(chǎn)生的半成品不是直接運送到下一工序進行生產(chǎn)加工而是先運送到貯存區(qū)存放起來，下一工序的工人還需提前到貯存區(qū)領(lǐng)取生產(chǎn)所需的材料，中間存在著很大的浪費，可以考慮取消減少搬運次數(shù)，減少浪費和事故發(fā)生。搬運的時間是根據(jù)車間的空間和工人情況制定的，時間減少就意味著加快搬運速度，就會出現(xiàn)員工受傷的情況，所以，只能通過減少搬運次數(shù)來實現(xiàn)減少浪費的目的。②搬運的距離是否存在重復，是否可以縮短距離？在拉拔過程中，坯管需要往復在盤拉區(qū)和WIP區(qū)搬運，出現(xiàn)了一些不必要的搬運，增加了搬運距離，可以設(shè)計在拉拔過程中1道拉拔先運行一段時間后與2道拉拔同時進行，2道拉拔運行一段時間后再與3道拉拔一同運行，這樣就避免了坯管在WIP區(qū)的貯存，減少了搬運的距離、時間的浪費和貯存的浪費?！皺z查”分析①檢查的次數(shù)是否能夠減少？整個過程中共檢查10次，主要分為對來料進行檢查和檢查產(chǎn)品是否合格進入下一工序，檢查次數(shù)已精簡到最少，很難再減少了。②檢查和加工能否同時進行？來料檢查在檢查時加工工序是處于等待模式的，可以先檢查一部分后，檢查和加工同時進行，可以節(jié)省一部分時間。但是人工檢查的速度和機器加工的速度是不能相比的，所以說，這個預想不是很容易實現(xiàn)。③檢查的方法是否合適？在最后的成品檢查中需要的工人數(shù)量較多，但實際只有2人，致使工作周期較長，從而延長交貨時間，通過增加檢查工人的人數(shù)和對檢查動作進行改善以及增加一定的檢查工具可以縮短一部分時間?！百A存”分析①貯存的時間和次數(shù)是否可以減少？貯存時間在整個過程中存在著很大的浪費，主要是在坯管區(qū)和WIP區(qū)貯存時間過長。在整個生產(chǎn)過程中，車間的貯存區(qū)主要存放產(chǎn)品的半成品，一道工序完成后半成品運送到貯存區(qū)，下一道工序的工人提前領(lǐng)取生產(chǎn)需要的半成品，此過程不僅占用了大量的庫存空間，還產(chǎn)生了不必要的搬運浪費，并且在多次運輸過程中難免會出現(xiàn)半成品或成品損壞的情況，還會引起生產(chǎn)不平衡的問題。在拉拔這一過程中，需要經(jīng)過三次拉拔，每次拉拔規(guī)格不同，需要不同規(guī)格的外套和芯頭。并且在盤拉機正常使用的情況下，還需備用一套外套和芯頭，因此，整個拉拔過程中需要準備6套模具（3套生產(chǎn)用3套備用），這就造成了采購成本的增加以及庫存量增大，但這些模具配備是必要的，很難進行改善。拉拔工序中中間的2次貯存是非必要的，可以減少這幾道搬運工序，減少搬運和貯存的時間。3.2.3擠壓作業(yè)分析本文主要對鋁圓管中的擠壓工序進行作業(yè)分析，擠壓工序在整個生產(chǎn)過程中十分重要，擠壓完成的效率和質(zhì)量直接影響著生產(chǎn)線的效率和產(chǎn)品的質(zhì)量。其中擠壓工序的具體內(nèi)容如下表3-5所示。表3-5擠壓工序工人1、2、3工人4工人5擠壓機引圓管4調(diào)整4壓機控制21運行75盤卷進行調(diào)整5準備輔助工具5檢查尺寸6尺寸檢查6空閑53空閑53空閑51觀測及調(diào)整6觀測及調(diào)整6停止、卸卷11更換模具21下批來料準備11空閑25空閑11空閑11將上表的時間統(tǒng)計如下表3-6所示表3-6擠壓工序統(tǒng)計周期工作時間空閑利用率工人1、2、390326435.6%工人490425346.7%工人590326235.6%擠壓機90752583.3%分析上面表3-4和表3-5可知：工人4在進行更換模具這道工序時，第一步要做的是測量模具的溫度，這里用到的測量溫度方式是接觸式測量，接觸式測溫就是工人需要自己去感知溫度，這樣的方式會導致測量時間太長，從而機器的空閑率增加，利用率降低，以及增加了整個生產(chǎn)周期的時間。改善方案：由于測溫的方式導致時間的增加，那我們就需要改變測溫的方式；同時在擠壓過程中有些工序是不需要等待前面工序完成后可以進行，那么我們可以通過調(diào)整工序，安排更多的同步作業(yè)。之后還可以將擠壓工序進行標準化，通過減少一些工序或是調(diào)整順序，從而減少生產(chǎn)周期的時間，提高機器的利用率。3.3車間生產(chǎn)現(xiàn)場管理現(xiàn)狀及分析該鋁業(yè)公司的車間生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)過觀察，發(fā)現(xiàn)存在著不同程度上的浪費，這些問題造成了生產(chǎn)過程中諸多工序不能夠按時完成任務(wù)，從而造成了更大的浪費，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。（1）生產(chǎn)鋁管所需原材料和工具的擺放不合理。WIP區(qū)是一個半成品貯存區(qū)，各種各樣拉拔產(chǎn)生的半成品都會存放此處，并且未經(jīng)過分類擺放，導致下道工序工人領(lǐng)取材料時錯領(lǐng)和花費更多的時間來尋找材料，造成管理人員的統(tǒng)計錯誤，使管理出現(xiàn)混亂的情況；還有在現(xiàn)場存在常用工具和不常用工具、機器設(shè)備的零件等混放在一起，占用了生產(chǎn)現(xiàn)場通道，造成工人取用工具或其他物品時很不方便，還會引起安全隱患。（2）員工的培訓不夠標準化。首先便是員工的工服穿戴不整齊，沒有嚴格的標準制度管理就會使員工不端正穿工服的態(tài)度，不僅會使生產(chǎn)現(xiàn)場看起來極其混亂，也會在生產(chǎn)過程中由于工服的原因出現(xiàn)安全事故；還能經(jīng)常發(fā)現(xiàn)員工將私人物品放在工作臺上，工作車間還會出現(xiàn)像煙頭的不安全物品。其次在拉拔和擠壓的工序中需要工人將坯管引導到矯直機，這需要工人具備一定的標準技術(shù)，但是在現(xiàn)場中，工人由于缺乏一定的培訓而導致業(yè)務(wù)不熟練，造成操作速度變慢還會增加工人的疲勞度，就會出現(xiàn)坯管存在瑕疵和該工序出現(xiàn)超時現(xiàn)象，導致生產(chǎn)效率下降；并且員工的不規(guī)范操作還會使員工的疲勞感加重，進而影響工作效率。（3）廢料和雜物處理不及時。在切割和擠壓時會產(chǎn)生廢料，但未在工位上設(shè)置廢料區(qū)，專門負責清理廢料的工人只有兩位，需要往返于各個工位，這樣就導致廢料和雜物堆積出現(xiàn)占用空間的現(xiàn)象，現(xiàn)場看起來也會很混亂。（4）機器設(shè)備的維修維護不及時。一些特定的機器或是設(shè)備需要經(jīng)過定期的檢查和修理，保證機器能夠正常地運行。但是在現(xiàn)場勘察的過程中發(fā)現(xiàn)，一些機器由于長期未進行清理和檢查，表面有工作時不小心弄上的油污和掉落的灰塵，這樣時間一長，就會影響機器的故障率，維修時也會增加維修成本，使產(chǎn)品的生產(chǎn)成品增加，生產(chǎn)效率降低。（5）部門間的聯(lián)系薄弱，造成出現(xiàn)信息延遲的現(xiàn)象。各個部門的職責不同，當遇到不明職責的工作任務(wù)時，難免會有人出現(xiàn)推卸責任的情況，這時會導致生產(chǎn)中斷或是員工懈怠的現(xiàn)象，降低了整體的辦事效率。3.4本章小結(jié)本章主要是介紹了某鄭州某鋁業(yè)公司的概況、車間生產(chǎn)流程和生產(chǎn)現(xiàn)場管理的現(xiàn)狀，然后借助于5W1H技術(shù)、ECRS原則分析生產(chǎn)流程中出現(xiàn)的問題的原因，然后針對整個流程中最為關(guān)鍵的一步進行詳細的作業(yè)工序分析。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，流程的不合理、搬運貯存的浪費、產(chǎn)線設(shè)備布局的不合理等都是鋁管產(chǎn)品生產(chǎn)效率不高的原因，下一章就分析出的原因提出相應(yīng)的改善。第4章某鋁業(yè)公司基于工業(yè)工程方法的優(yōu)化改善4.1生產(chǎn)流程的優(yōu)化改善4.1.1基于工業(yè)工程方法的改善方案1.工藝流程的新改善方案：重新選擇坯管規(guī)格，使規(guī)格比原來更小，規(guī)格越小可以有效地防止變形量的增加；重新選擇拉拔工作進行時所用的套模，原來使用的套模拉拔效果不顯著，選擇新的可以增加拉拔時的變形量，從而提高盤拉機的拉拔率；由于更換新的坯管規(guī)格和拉拔套模，需要重新設(shè)計拉拔的工序。重新設(shè)計的圓管工藝流程如下表4-1所示。表4-1重新設(shè)計后的鋁圓管的工藝流程工序操作內(nèi)容操作設(shè)備操作人員操作時間（h）1來料檢查檢驗員2原材料（棒料）入庫叉車叉車工3棒料進行貯存定量采購4棒料運送到清洗區(qū)叉車叉車工0.155將棒料進行預清洗清洗機操作員0.56將清洗后的棒料運送到壓機區(qū)叉車叉車工0.157棒料進行擠壓擠壓機操作員1.58擠壓后進行檢驗操作員0.19將坯管運送到坯管區(qū)叉車叉車工0.1510貯存1211將坯管運送到盤拉機叉車叉車工0.1512來料檢查操作員0.113進行拉拔（1次）盤拉機操作員1.514鋁圓管進行檢驗操作員0.115運送到WIP區(qū)叉車叉車工0.1516貯存2417再次運送到盤拉機叉車叉車工0.1518來料檢查操作員0.119拉拔并在線退火盤拉機操作員1.520鋁圓管進行檢驗操作員0.121運送到WIP區(qū)叉車叉車工0.1522貯存2423運送到切割機叉車叉車工0.1524來料檢查操作員0.125進行矯直并切割切割機操作員2.426將成品進行檢驗檢驗員0.627運送到包裝區(qū)叉車叉車工0.1528進行包裝包裝機操作員1.229運送到庫存區(qū)叉車叉車工0.230貯存2431交貨叉車叉車工0.5主要是拉拔次數(shù)減少了一次，其他的變化不大，但是產(chǎn)品的貯存時間從原來的120小時減少到了84小時，極大地減少了貯存時間。同時貯存時間的減少可以減少庫存的時間，這樣就節(jié)省了一部分人力和產(chǎn)品受到的質(zhì)量影響也會減小。生產(chǎn)物流路線圖改善：針對生產(chǎn)物流圖的改善細節(jié)如下圖4-1所示。圖4-1改善后路線圖由于采用率新的坯管規(guī)格和新的模套，從而減少了拉拔次數(shù)，減少了一臺盤拉機的使用（改善前使用60"盤拉機和40"的盤拉機，改善后只使用60"的盤拉機），縮短了加工時間的同時，生產(chǎn)效率也提高了。改善前后的工序時間分析：表4-2改善前后工序時間對比內(nèi)容次數(shù)時間（H）距離利用率改善前改善后改善前改善后改善前改善后改善前改善后加工9711.19.1——8.25%9.47%搬運131121.71871671.49%1.77%檢查1081.51.3——1.11%1.35%貯存6512084——89.15%87.41%合計3831134.696.1187167100%100%通過上表可以看出，改善后的工序次數(shù)少了，成品的生產(chǎn)周期也縮短了，解決了可能會出現(xiàn)延遲交貨的問題；改善后的貯存時間減少了很多，避免空間的占用，減少了成本的增加；成品的加工、搬運和檢查的利用率都提高了。擠壓工序的改善：第3章分析過在工人更換模具時使用的是接觸式測溫，可以將接觸式測溫調(diào)整為最新測溫技術(shù)——紅外無線在線測溫，這項新技術(shù)需要提前在模具爐前安裝紅外測溫裝置。在模具經(jīng)過加熱出爐后，測溫裝置會自動檢測出溫度并顯示溫度，這樣工人就不用在接觸式測溫，減少了測溫的時間和人為測量的誤差，經(jīng)過反復測量，改變測溫方式后，模具更換這一工序可減少的時間是6分鐘。在生產(chǎn)開始前或是機器開始工作前，工人都會對機器進行檢查，該公司車間在每天早上生產(chǎn)開始前會對機器的各個部位進行檢查，這時就可以利用這段時間，在檢查盤拉機的同時進行對其工裝進行更換，節(jié)省了之后再進行盤卷收卷裝置的更換時間。制定標準化作業(yè)程序。表4-3標準化擠壓工序表工人1、2、3工人4工人5擠壓機導引圓管4調(diào)整4壓機控制21運行75盤卷進行調(diào)整5準備輔助工具5檢查尺寸6尺寸檢查6空閑59空閑59空閑51停止、卸卷11更換模具15換膜協(xié)助16空閑20空閑6將上述工序中的數(shù)據(jù)整理如下表所示。表4-4作業(yè)周期及利用率統(tǒng)計周期工作時間空閑利用率工人1、2、385266530.6%工人485305935.3%工人585375143.5%擠壓機85752088.2%比較表4-3、表4-4可以得出。（1）工人和擠壓機的工作周期發(fā)生了變化，由原來的90分鐘減少到改善后的84分鐘，工作周期明顯縮短，在相同時間內(nèi)可生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量是增加的。（2）我們發(fā)現(xiàn)機器的總工作周期減少了，但是機器的效率卻有了較大的提升，由原來的83.3%提高到88.2%。（3）消去了隨機觀測及調(diào)整這一工序，可以把這一工序放在開機前進行。通過上述的分析，可以從中知道原來的3道拉拔工序略顯復雜，是可以改善的；人機利用率低，主要是因為工序的動作有些繁瑣，以及工序的順序不太合理造成的，這樣就十分容易出現(xiàn)廢品等問題。4.1.2witness軟件仿真模擬改善方案（1）Witness仿真軟件介紹對于實際生產(chǎn)的改善來說，一般先會建立起生產(chǎn)系統(tǒng)，針對生產(chǎn)系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題經(jīng)過分析和提出改善方案，將方案先進行建模仿真，得出最佳改善效果再進行實際應(yīng)用，在建模仿真運行的過程中，需要借助仿真軟件來實現(xiàn)，本文要使用的軟件是Witness仿真軟件。Witness仿真軟件是一家名為Lanner的英國公司研發(fā)出來的一款應(yīng)用廣泛且功能極其強大的仿真軟件，不僅可運用在離散型事件仿真中，還可以用在對連續(xù)流體系統(tǒng)的仿真中，應(yīng)用的領(lǐng)域涉及各行各業(yè)，主要有制造業(yè)、運輸業(yè)、航空航天等，該軟件的使用主要是通過先對生產(chǎn)系統(tǒng)進行建模，將系統(tǒng)的生產(chǎn)活動演示出來，從演示動畫和數(shù)據(jù)分析中找出流程中存在的問題，并針對問題提出可行的改善方案，然后對改善方案進行進一步的演示選擇出最優(yōu)方案，以達到能夠制定出符合實際情況的最優(yōu)改進方案。Witness軟件主要有以下幾個特點：①交互式的建模機制。該軟件中為大家提供了數(shù)量龐大的模型元素，比如加工中心、緩沖區(qū)等；還有邏輯控制元素，目的是為了讓用戶能夠簡便快速地運用這些元素將系統(tǒng)運行需要的邏輯描述建立起來，同時用戶也可以根據(jù)不同的運行結(jié)果改變仿真模型，像添加必要和刪除不必要的模型元素。②仿真界面直觀、可視化。有十分直觀的過程演示動畫，并且以報表、圖表的形式將仿真結(jié)果輸出，幫助我們分析系統(tǒng)存在的問題。③強大的建模功能和靈活的執(zhí)行策略。該軟件為大家提供了多種建模元素，還有大量的模型運行規(guī)則以及函數(shù)庫，更人性化的一點是可以制定自己獨特的建模元素。前一章針對生產(chǎn)線流程中出現(xiàn)的問題進行了分析并提出了改善的方案，將機器的利用率從83.2%提高到了88.2%。本節(jié)主要針對其中的擠壓工序流程進行仿真模擬，擠壓時整個生產(chǎn)流程的第一個重要的工序，只有擠壓的效率提高，后邊的工序才能夠有序的進行。經(jīng)過上一章的一些改善之后，擠壓機的利用率有提高，但是提高的效率太少，還不能夠滿足第一工序的需求。如果需要在進行改善，就需要進行詳細的時間數(shù)據(jù)統(tǒng)計，這項工作需要的時間和產(chǎn)量統(tǒng)計是一個巨大的工作量，而且整個生產(chǎn)過程是一個動態(tài)的過程，這時我們就可以借助Witness軟件對于此流程進行仿真模擬，模擬坯管的擠壓狀態(tài)，并根據(jù)模擬產(chǎn)生的統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)問題，從而再次提出改善的方案。生產(chǎn)線過程描述擠壓過程主要包括引管、盤卷并進行調(diào)整、尺寸檢查、輔助工具準備、更換模具、壓機控制、換模協(xié)助7個工序。其中擠壓工序的流程圖如下圖4-2所示：圖4-2擠壓工序流程圖（3）建模元素定義在產(chǎn)品裝配模型中包含3種離散型元素：零部件元素（Part）、機器元素（Machine）和緩沖區(qū)元素（Buffer）。零部件元素（Part）：模型中的零部件可以代表在元素間具有移動特征的所有事物，其可以由兩種方式進入模型——被動式和主動式，其中被動式進入的特點是零部件在系統(tǒng)運行過程中可以不限量的進入；主動式進入是零部件必須有確定或者不確定的時間間隔才能進入模型[30]。在本文的仿真模型中，零部件在生產(chǎn)需求時可以隨時進入模型，故其為被動式。2）機器元素（Machine）：顧名思義，機器元素在模型中充當?shù)慕巧c實際一樣，唯一有區(qū)別的是把機器需要把零部件拉入并進行加工，加工完畢再將其送往下一目的地。機器元素可以有空閑、工作、關(guān)閉等多種狀態(tài)。3）緩沖區(qū)元素（Buffer）：緩沖區(qū)在實際中就是車間的貯存區(qū)，在模型中是指存放零部件的地方。此外，緩沖區(qū)元素只能存放原材料、當做貯存區(qū)來用，不能對其進行其他操作。對鋁管的擠壓工序過程進行建模，模型中的各個元素定義如表4-5所示。表4-5模型建模元素表元素名稱屬性數(shù)量作用PartAPart1棒料PartBPart1模具MachineAmachine1引管MachineBmachine1盤卷調(diào)整MachineCmachine1尺寸檢查MachineDmachine1停機卸卷MachineEmachine1調(diào)整及輔助工具準備MachineFmachine1尺寸檢查MachineGmachine1更換模具MachineHmachine1壓機控制MachineImachine1協(xié)助模具MachineGmachine1擠壓機BufferAbuffer1原材料的輸入緩沖區(qū)BufferBbuffer1模具的存放緩沖區(qū)Outputvariable1坯管產(chǎn)量模型參數(shù)定義及簡化在仿真模擬的過程中不可能說是十分完美，需要對模型進行定義?，F(xiàn)在對本文模型進行簡化和定義：①在實際生產(chǎn)過程中，存在原材料到機器、機器到機器之間的距離，為了簡化模型，在仿真中先不考慮它們之間距離的問題。②擠壓過程中各工序和機器的加工時間如下表4-6所示。表4-6各元素（工序）的加工時間表元素名稱時間（min）MachineA4MachineB5MachineC6MachineD11MachineE9MachineF6MachineG15MachineH21MachineI16MachineG75③該公司是按照8小時工作制，那么一個月工作日30天，一個生產(chǎn)時間是14400分鐘，本文就擠壓工序進行一個月的模擬仿真。④在完成擠壓工序的建模之后，還需要對單個元素進行設(shè)計。其中將仿真系統(tǒng)的界面如圖4-3所示。圖4-3仿真系統(tǒng)模擬界面模型仿真運行結(jié)果完成仿真模擬后，從各個工序的空閑率、利用率、故障率可以看出擠壓階段還存在的一些問題，具體數(shù)據(jù)如下表4-7所示。表4-7改善前擠壓工序的數(shù)據(jù)統(tǒng)計名稱工作忙率（%）空閑率（%）故障率（%）引管69.220.2230.56盤卷調(diào)整59.320,2440.44尺寸檢查149.440.2550.32停機卸卷39.460.3860.16調(diào)整及輔助29.840.1170.05尺寸檢查219.970.1079.93更換模具10.120.0889.80壓機控制0.280.1199.61協(xié)助模具0.030.3699.61由改善前的數(shù)據(jù)可以看出來，引管在整個過程中的工作忙率最高。表4-8改善后擠壓工序的數(shù)據(jù)系統(tǒng)名稱工作忙率（%）空閑率（%）故障率（%）引管83.240.1816.58盤卷調(diào)整65.320,2034.48尺寸檢查155.350.1144.54停機卸卷45.890.3054.81調(diào)整及輔助43.280.1056.62尺寸檢查220.980.0878.94更換模具13.530.1086.37壓機控制5.190.0794.74協(xié)助模具6.620.2093.18仿真運行結(jié)果對比由上面改善前和改善后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可以看出，各個工序（機器）的工作忙率大幅提高，引管的工作忙率從69.22%增加到了83.24%，故障率由30.56%降到了16.58%。還有其他的工序都同時增加了工作忙率，降低了故障率和空閑率，從而降低了該生產(chǎn)流程中的一部分生產(chǎn)成本，跟蹤忙率的增加也是意味著工作量的大幅提升，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。4.2生產(chǎn)現(xiàn)場管理的優(yōu)化改善對車間現(xiàn)場進行嚴格標準的5S現(xiàn)場管理，雖然該鋁業(yè)公司已經(jīng)推行5S管理制度，由于公司領(lǐng)導的不重視和員工的不配合，導致效果不是很理想，在執(zhí)行的過程中仍然存在著大量的問題需要解決。除了上述領(lǐng)導和員工的不重視的原因，還有就是一味的引進管理制度，卻并未根據(jù)公司生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況去制度標準。下面將針對出現(xiàn)的問題提出改善方法。（1）成立專門的5S管理小組去宣傳和推行5S管理制度。（2）根據(jù)現(xiàn)場的實際情況量身制定合適的5S管理標準。①整理生產(chǎn)車間的必要和不必要保留的物品，目的是為了騰出更多的空間，營造一種整齊有序的工作場所環(huán)境。下面針對不同的場地做出不同的規(guī)定：車間工作區(qū)物品：使用期限超過三日的物品或工具不能擺放在工作區(qū)，使用期限在兩日以內(nèi)的物品可放在工作區(qū)并進行分區(qū)標記，物品擺放要保持整齊。過道：首先過道需要保持干凈整潔，盡量保證在叉車等運輸產(chǎn)品或原材料時刻安全通過。貯存區(qū)：物品一定要分類擺放，劃清界限方便取用時尋找；過道也要保持整潔暢通。員工工作桌：桌上不能有太多私人物品，近期不使用的材料應(yīng)分類整理好，不要隨意擺放在桌子上，每天人走時要保證自己工位干凈整潔。②整頓是在整理之后，將整理的物品按照位置分區(qū)標記擺放好，是為了讓員工在使用物品時一目了然，同時減少尋找物品的時間，加快工作效率。整頓主要體現(xiàn)在以下幾個方面：機器設(shè)備：機器要定期維護，并使其處于隨時可以使用的狀態(tài)；零件和工具：兩者都需要按照目視管理的標準進行擺放，清晰明了，能夠快速找到并使用。其中工具要做好保養(yǎng)，不能有損壞和污跡。③清掃首先要保證工作場地是干凈的，每天定時檢查工作現(xiàn)場的設(shè)備和物料，以免中間出現(xiàn)紕漏。生產(chǎn)現(xiàn)場：每天早上定時進行打掃，在機器和現(xiàn)場出現(xiàn)臟亂的時候隨時進行打掃。過道：早上定時打掃，保證過道上沒有煙這類物品。機器設(shè)備：按時進行檢查，保證摸上去沒有灰塵、污跡。工作區(qū)和桌子：每天早晚對桌子進行清理，使桌面保持整潔，文件、工具的擺放不能影響清掃的進行。④清潔主要是把整理、整頓、清掃過程中發(fā)現(xiàn)的問題給及時解決，維持前三者執(zhí)行的結(jié)果，使工作環(huán)境處于保持清潔的狀態(tài)。⑤素養(yǎng)的主要目的是通過培訓和管理，培養(yǎng)員工遵守規(guī)章制度的好習慣。（3）5S小組定期巡視現(xiàn)場并對現(xiàn)場進行打分評比，建立一定的獎懲制度。表4-3小組評分表項目檢查內(nèi)容分數(shù)得分其他整理是否定期清理不必要的東西3工作現(xiàn)場是否有不需要的設(shè)備和工具3現(xiàn)場視線是否良好4任務(wù)責任是否分配到人4小計14整頓貨物架上標記是否清晰6工具是否擺放整齊并且方便使用6有無閑置品專門擺放區(qū)5工具和文件材料有無固定的場所放置5小計22清掃生產(chǎn)現(xiàn)場是否存在混亂現(xiàn)象6地面是否有地標并且分區(qū)規(guī)劃6工作臺和桌子是否混亂6機器設(shè)備是否有污跡、灰塵6小計24清潔是否按照5S中前三種要求執(zhí)行7機器和設(shè)備是否按時定期檢查5工作區(qū)和桌子上是否有私人物品3生產(chǎn)現(xiàn)場是否有煙頭類5小計20素養(yǎng)工作服著裝、保護用品佩戴是否按照要求5員工是否遵守規(guī)章制度5員工是否積極參與會議5生產(chǎn)過程中的表是否按要求填寫5小計20合計100（4）實行目視化管理模式。4.3本章小結(jié)本章首先針對第三章分析的該企業(yè)車間生產(chǎn)流程中存在的問題利用工業(yè)工程的方法進行改善，以及車間現(xiàn)場存在的混亂現(xiàn)象等進行5S管理的實施，并且將生產(chǎn)流程中擠壓工序的改善運用Witness軟件進行仿真模擬。將改善前和改善后的統(tǒng)計數(shù)據(jù)放在一起作對比，分析工作忙率從69.22%增加到了83.24%，得出改善方案是可行的。第5章結(jié)論與展望5.1結(jié)論本篇論文主要通過運用工業(yè)工程方法（5W1H、ECRS原則）分析某鋁業(yè)公司的鋁管生產(chǎn)線流程中存在的問題，接著用流程程序分析法和作業(yè)分析法分析其中具體的擠壓工序，針對出現(xiàn)的問題提出優(yōu)化改善的方案，再用Witness仿真軟件將優(yōu)化方案模擬出來，分析軟件展示出的數(shù)據(jù)，選出最優(yōu)的優(yōu)化改善方案并判斷方案是否可行。通過對生產(chǎn)流程的分析和改善，使得人機的利用率大大提高，生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)周期也有所縮短，同時增加了產(chǎn)量；并且結(jié)合5S現(xiàn)場管理，提高了工人的工作效率。首先是公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀，用5W1H和ECRS的原則進行分析得到產(chǎn)能和效率低下的原因，主要存在于生產(chǎn)流程和現(xiàn)場管理兩方面，其原因是其生產(chǎn)和管理過程中出現(xiàn)了許多浪費的情況和工序或者設(shè)施布局不合理等。然后在生產(chǎn)流程中，又運用了作業(yè)分析的方法分析了其中最重要的一個工序環(huán)節(jié)——擠壓工序，通過取消合并的方法減少了工序，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。使工作周期從原來的90分鐘減少到了35分鐘，擠壓機的效率從83.3%提高到88.2%，最終將提出的改善方案進行仿真模擬對比，得出該改善方案是可行的。5.2展望對于制造企業(yè)中的生產(chǎn)可以進行工業(yè)工程方法的改善，但是其中涉及的問題過于復雜和過多。本人由于資源和能力有限，針對生產(chǎn)流程和現(xiàn)場管理分別提出了