基础工业工程在江苏白马面粉厂生产线的应用研究

基础工业工程在江苏白马面粉厂生产线的应用研究

摘要随着社会经济的飞速发展，基础工业工程在传统的制造业中运用越来越广泛，能有效的提高企业生产率，降低企业的生产成本的经营方法层出不穷。本文主要介绍生产线平衡在国内外的研究现状，阐述了生产线平衡问题的三种分析方法：工业工程方法、数学分析法、启发式方法。该文主要针对中小型企业经营管理方面进行改善，一方面通过工业工程的程序分析对江苏白马面粉厂生产线流程进行优化改善，用人机操作流程图、动作分析图分析人工包装工艺流程，生产线平衡率由原来85.6%改善到94.3%，增大产能40.3%；另一方面运用现场管理的手段对公司生产现场科学管理，建立一个整洁、安全的作业场所，并将5s管理应用到企业的日常生产中，培养员工的5s意识并制定相应的规章制度，形成良好的工作氛围。

关键字:基础工业工程生产线平衡现场管理 5s管理

The Application Of Industrial Engineering In Production Line Of Jiangsu Baima Flour Factory

Abstract With the rapid development of social economy, basic industrial engineering in the traditional manufacturing industry more and more widely used, can effectively improve the enterprise productivity, reduce the production cost of the business approach endless. This paper mainly introduces the research status of production line balance at home and abroad, and expounds three analytical methods of production line balance: industrial engineering method, mathematical analysis method and heuristic method.This paper mainly aims at improving the management of small and medium-sized enterprises. On the one hand, the process of industrial engineering is optimized to optimize the process of Jiangsu Baima production line. The man-machine operation flow chart and action analysis diagram are used to analyze the artificial packaging process. 85.6% improvement to 94.3%, increase production capacity of 40.3%; the other hand, the use of on-site management of the company's production site scientific management, the establishment of a clean and safe place of work, and 5s management applied to the daily production of enterprises, Staff awareness of 5s and the development of appropriate rules and regulations, the formation of a good working atmosphere.

Key words Fundamental industrial engineering Line Balancing Site Management 5S management

第一章绪论 1

1.1研究的背景和意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3技术路线与研究方法 4

1.3.1技术路线 4

1.3.2研究方法 4

第二章生产线改善的理论综述 5

2.1 生产线平衡理论 5

2.1.1 生产线平衡的相关概念 5

2.1.2 生产线平衡的评价 6

2.2 方法研究 7

2.2.1 程序分析 7

2.2.2 操作分析 7

2.2.3 动作分析 7

2.2.4 ECRS四大原则 7

2.2.5 5W1H分析法 8

2.2.6作业测定 8

2.3现场管理 10

第三章江苏白马面粉厂生产线生产现状及分析 11

3.1江苏白马面粉厂简介 11

3.2江苏白马面粉厂生产现状描述 11

3.3江苏白马面粉厂生产线程序分析 12

3.4江苏白马面粉厂现场管理分析 13

第四章江苏白马面粉厂生产线优化改善 15

4.1江苏白马面粉厂生产线作业分析优化改善 15

4.2江苏白马面粉厂现场管理优化改善 20

4.3江苏白马面粉厂生产线改善前后对比分析 22

第五章结论与展望 24

致谢 25

参考文献： 26

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1914年，一种全新的生产方式应运而生，就是由美国福特公司提出大规模流水作业生产。福特公司依靠这种生产模式将汽车带入了美国的千家万户，并占据美国汽车市场的主导地位。第二次世界大战后，随着生产力的不断解放，人们的需求也发生转变，由丰田公司实行的精益生产出现在人们的视野之中。作为一种满足客户需求的生产模式，它的核心观点是在识别浪费，消除浪费，降低生产成本。随后，生产线的相关研究越来越多，人们开始重视生产线平衡，随着人们对生产线平衡问题研究的深入，提出越来越多的生产方式。

生产线平衡问题的研究在国内也有显著的研究成果，通过设备自动化生产，减少人力，降低生产成本，这是大家都承认有效的改善手段。但是，由于中国的国情和各种体制的制约，如：产品种类和科技水平等，并不是所有的产品都能够应用自动化生产。目前我国大多数企业仍然是依靠劳动力生产或者半机械生产的生产模式，在这种情况下，生产效率低下成了大多数企业不可逾越的障碍。而要提高产线效率，需要从整个生产流程进行考虑并结合当地的实际情况，来解决生产线平衡问题。

由于原粮价格波动，使得面粉行业的竞争趋于复杂化，国内面粉厂在过去十年内迅速增长，目前国内制粉行业趋于饱和。面对竞争日趋激烈的市场，制粉厂的技术水平迅速提升，工厂之间的竞争越来越注重生产线管理。但面粉行业大多是缺乏管理经验的作业人员进行作业，各个工序之间信息传递较少，管理比较混乱，还有很大的改善空间。所以从某种程度上说，面粉厂管理水平的高低决定了工厂的作业效率，关系到面粉行业发展，从而影响食品行业的发展。面粉厂生产线管理主要包括原料清理车间、小麦制粉车间、仓库等部分，在确保工厂正常生产前提下，以提高生产线的效率为目标，对整体进行优化，从而提高的核心竞争力。国内的面粉厂大多是中小型厂房，制粉作业易受操作人员狭隘的经验管理，设备的排放不合理，机器太过落后，流动资金匮乏等多方面限制，很大程度影响制粉厂的作业效率和面粉质量，使得企业竞争力不足。作为苏北最大的面粉厂，江苏白马面粉厂目前存在设备利用率低、库存管理混乱、人员岗位模糊、资金周转率低、人才缺乏等问题。面粉厂之间的竞争的实质即为效率的竞争，任何面粉厂要想提升其核心竞争力，占据市场优势地位，必须要提高面粉厂内部工艺流程，而这一切取决于面粉厂工序的管理是否合理。进行科学的流程管理，不仅能够增加出粉率，提高设备运行效率，而且还能最大限度地降低库存及搬运成本。科学的制粉生产管理直接关系到面粉厂的竞争能力。必须全方位地应用现代化管理手段，提高管理水平，增强设备加工能力等，以实现面粉厂现代化、智能化高效管理。

1.2国内外研究现状

目前，用于分析研究生产线平衡问题的方法主要有三类，即工业工程方法、数学分析法和启发式方法。

1.2.1国外研究现状

关于生产线平衡的理论方面研究国外学者研究颇多，而从IE方面研究装配生产线平衡问题确寥寥无几，Chi Leung Patrick Hui(1999)[1]就是其中之一，他在文中指出在流水线中将每个工序任务分配到逐一工作站，要求各工序的作业时间不能超过公司计划的生产线节拍时间。以服装行业为例，缝纫速度快慢是影响生产效率的重要因素，IE部门通过测定标准时间来对产线进行监控，并预测产线的生产效率。文中通过对男士衬衫为例，提出运用时间研究的方法测定节拍、产能及生产线平衡率等来衡量产线的效率。

在数学分析领域，Roberts等（1970）[2]以某的生产线为例，研究完善了生产线平衡问题，提出了如何合理安排混合生产线的生产才能使其平衡稳定的生产的问题。提出建立一个整数规划模型，但所带来的问题是由于实际生产中产线的生产并不是一成不变的，存在复杂的变量。在启发式方法领域，I.Sabuncuoglu等（2000）[3]提出了一种新的观点，他们认为装配线平衡问题是生产和运营管理领域都必须关注的重要问题。他们提出产线上任何一个小小的改善都可能会给公司带来有益的成效。提出一种启发式遗传算法（GA）来研究产线的变化情况。结果表明，该算法是一种有效的启发式算法。还有的学者更倾向于使用仿真模型来分析问题，CristinaCOCULESCU（2008）[4]提出通过建立模型并分析各工位的作业情况，合理布置厂区等，减少设备和作业人员的空闲等待时间和消除各种浪费现象，从整体上分析产线平衡问题，并结合产线中不断变化的因素，解决生产线平衡问题。

1.2.2国内研究现状

对于如何结合本国国情对生产线平衡问题进行改善的这一方面，国内的学者们进行了大量的考察研究。在多家企业的考察调研收集了大量相关数据的基础之上，高广章（2004）[5]在其发表的文章中通过运用程序分析、操作分析、动作分析对流水线进行研究阐述了企业流水化生产线平衡性的重要程度，提出“一个流”的概念作为生产的最终目标。邵仁玉（2014）[6]不再对整条产线进行研究而是截取生产线中的某一工作段为研究对象，首先通过程序分析处理分析工作段上所有的工序，利用秒表时间研究法对各工序进行数据采集，得出现行产线的平衡率及损失率，最后综合使用IE方法对产线进行改善。黄鹏鹏，杨梦婷，洪光亮等（2016）[7]对生产过程中常见的生产线瓶颈漂移现象作出了研究。通过对生产过程的研究找出生产线瓶颈所在，运用IE方法和人因工程方法，对产线进行了改善，并针对如何预防瓶颈漂移现象提出了两点措施：合理配置在制品的库存数量和合理安排作业人员的休息时间。

还有一部分国内学者专注于数学分析法和启发式方法的研究。宋华明等（2002）[8]提出了一个采用特赦原则和三个不相同的探索搜索规则相结合的搜索算法。与此同时，宋华明（2002）[9]等人运用遗传算法对U型生产线的平衡问题做出了研究，他们将作业内容在生产流程中的作业顺序当作模型的编码，并采用最大候选原则进行译码，对模型进行了求解,发现这种模型非常适合求解U型生产线平衡问题。沈维蕾（2008）[10]等人以启发式方法为基础，针对某企业半轴装配线，对产线进行了作业测定，并提出了相应的改善措施，之后还通过仿真模型对生产现场进行了有效的改善，这是一个综合运用IE方法、启发式方法和仿真建模软件三大手段来解决生产线平衡问题的项目。

1.3技术路线与研究方法

1.3.1技术路线

图1-1 技术路线图

1.3.2研究方法

通过在江苏白马面粉厂生产线实习经历，并结合课本知识和获取的网上资料，将基础IE中的方法：方法研究、作业测定、生产线平衡、现场管理运用到实践中，根据取消、合并、重排和简化（ECRS）四大原则对江苏白马面粉厂生产线的作业方式中存在的问题进行改善研究。

第五章结论与展望

工业工程是将工程技术和管理融为一体的学科。随着改革开放，国内的中小型企业发展迅速，大多企业的管理都存在或多或少的弊端，因此基础工业工程在当下中小型企业中有非常大的应用空间。

本文以江苏白马面粉厂生产线作为研究对象，在总结文献及理论的基础上，结合生产现场的实际情况，遵循生产线平衡理论，提出了以工业工程方法为基础的改善方法，从工序改善和现场管理两个方面进行了改善。

经过改善，产线的平衡率得到了很大的提高，同时5s管理的应用提高公司产品品质，提高效率，从而增强公司自身的竞争力。本文从寻找影响生产线平衡率的因素的方面入手，寻求有效的改善方法，科学系统地改善生产线。

但由于自身缺乏丰富的经验，仅仅对所研究的生产线进行局部改善。因为市场的不断变化，企业需要对市场条件进行充分考虑之后，才能够对产线进行调整，而且影响产线的因素不是一尘不变的，产线的改善工作就会依据这些因素发生变动。企业要想做大做强，在不断变化的市场需求中，时刻要确保自己产品的质量，保证好产品的生产效率，维护好自身的企业形象。这需要企业的生产线保持稳定、高效的生产模式，作为改善人员要根据实际情况结合一些新的理论与方法解决产线平衡问题。

参考文献：

[1]Chi Leung Patrict Hui,Sau Fun Frency Ng.A study of effect of time variations for assembly line balancing in the clothing industry [J].international Journal of ClothingScience and Technology,1999,114:.

[2]Roberts&Villa.Lean Thinking.Ross Publishing,1970.

[3]I.Sabuncuoglu,E.Erel and M.Tanyer.Assembly line blancing using genetic algorithms.Journal of Inelligent Manufacturing [J].2000,Vol.11:295--310.

[4]CristinaCOCULESCU.Possbilities of Simulation of a technical Line which is subject to the Balancing Process [J].Informatica Economical Journal,2008,XII3:

[5]高广章.生产线的平衡及优化方法研究 [D].吉林大学,2004.

[6]邵仁玉.基于工业工程的生产线平衡与优化 [J].机械设计与制造工程,2014,08:66-68.

[7]黄鹏鹏,杨梦婷,洪光亮.电子变压器生产线平衡与瓶颈漂移管理研究 [D].机械设计与制造,2016.

[8]宋华明,韩玉启.多目标装配线平衡的优化算法[J].运筹与管理,2002.11(3).55-62.

[9]宋华明,韩玉启.基于遗传算法的U型生产线平衡[J].系统工程学报,2002,10:424-429.

[10]沈维蕾,谢峰,柴畅.基于启发式平衡搜索法的装配线平衡方法[J].组合机床与自动化加工技术,2008,11:86-89.

[11]郭现伟,顾红.基于IE方法的家用电器生产线平衡改善研究 [J].价值工程,2016.

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[14]朱琼,陈雪芳,田世勇,张洁.基于仿真技术的生产线平衡优化研究与应用 [J].工业工程与管理,2008,04,110-114.

[15]陈诚和.基于仿真优化的制造企业生产线平衡研究[D].合肥:合肥工业大学,2007.

[16]高广章.生产线的平衡及优化方法研究 [D].吉林大学,2004.