生產(chǎn)計劃與控制教學(xué)（清華大學(xué)）實驗一實驗報告

1、生產(chǎn)計劃與控制實驗一實驗報告組長：劉哲組員：周天驪、廖曉靖、.解維怡、關(guān)富驊目錄生產(chǎn)計劃與控制實驗一實驗報告0一、選擇產(chǎn)品的考慮2二、產(chǎn)品功能與性能描述21. 功能22. 性能與檢驗放方法23. 裝配作業(yè)注意事項2三、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系31. 產(chǎn)品零件圖32. 產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)樹43. 產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)樹44. 產(chǎn)品 bom(bill of material)表4四、產(chǎn)品組裝工藝流程分析5五、裝配作業(yè)緊前關(guān)系分析61. 裝配平均時間62. 緊前關(guān)系圖與緊前關(guān)系表73. 作業(yè)流程表84. 作業(yè)總時間計算9六、裝配線平衡計算與優(yōu)化9線平衡方案一9線平衡方案二9線平衡方案三10方案比較10裝配線節(jié)拍與效

2、率10七、思考題10八、組員分工情況13選擇產(chǎn)品的考慮按照實驗指導(dǎo)書的要求，我們選擇了太陽能搖擺花作為生 產(chǎn)產(chǎn)品，如下圖所示。該產(chǎn)品符合指導(dǎo)書要求，分析如下：(1) 太陽能搖擺花具有多種顏色、大小規(guī)格，可從單一品種擴 展到五種以上組合型號。 產(chǎn)品本身外形尺寸70x70x 120mm,單件產(chǎn)品包裝尺寸小 于 100x100 x 100mm。(3) 產(chǎn)品分解的零件數(shù)量為21個，裝配過程可分解為20個裝 配作業(yè)任務(wù)。(4) 使用螺絲刀、尖嘴鉗即可完成全部裝配和拆卸作業(yè)。(5) 產(chǎn)品批量采購單價不超過10元。二、產(chǎn)品功能與性能描述1. 功能太陽能搖擺花主要功能為在陽光下?lián)u擺，給人可愛之感，為汽車、室內(nèi)

3、裝飾增添歡快元 素。2. 性能與檢驗放方法產(chǎn)品性能指標為花和葉的搖擺幅度。檢驗方法：在正常陽光照射下，檢驗花的搖擺幅度 和范圍，檢驗兩片葉子的搖擺情況和穩(wěn)定性。3. 裝配作業(yè)注意事項在裝配作業(yè)中有以下幾點需要注意：(1) 花和葉的裝配需注意前后方向，不然無法正確安裝，并且降低組裝效率。(2) 花和葉的配重安裝應(yīng)注意方向，配重小頭入大孔。(3) 鍵槽安裝要注意與兩片葉的匹配。(4) 產(chǎn)品有兩種螺絲，頂盤螺絲與外殼螺絲型號有差異，安裝時應(yīng)注意區(qū)分。三、產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)與裝配關(guān)系1 產(chǎn)品零件圖2 產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)樹3.產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)樹外層結(jié)中間結(jié)內(nèi)部元構(gòu)構(gòu)件4產(chǎn)品 bom(bill of material)表

4、層次零件名稱數(shù)量 備注|夕卜層結(jié)構(gòu)夕卜殼2外殼螺絲4花1頂蓋2中間結(jié)構(gòu)花托1帶槽葉1普通葉1圓臺1底座1底臺螺絲2內(nèi)部元件花托配重2葉配重2鍵槽1四、產(chǎn)品組裝工藝流程分析我們的產(chǎn)品“太陽能花”的零件總共分為四大部分一一底座，花和葉，頂蓋和外殼。前 兩個部分相對獨立，組裝時可以分開考慮。之后將兩者組合，進行之后的組裝。通過反復(fù)組裝我們發(fā)現(xiàn)裝配任務(wù)總共可以分為如下17個作業(yè)要素：序號作業(yè)名稱零部件操作注意事項1將螺絲放入圓臺圓臺頂，兩顆螺絲2擰上兩顆底座螺絲底座、圓臺頂3放好太陽能電池片底座將太陽能電池片穿過圓臺空 隙，放在指定平臺上4裝上無槽葉的配重無槽葉片、大配重一顆用鉗子夾緊5裝上花托配重花

5、托塑料架、小配重兩 顆用鉗子夾緊6裝上帶槽葉配重及鍵 槽帶槽葉、鍵槽、大配重用鉗子夾緊7將帶槽葉放在底座右軸承上帶槽葉、底座8將花托放在底座中軸 承上花托、底座9將無槽葉放在底座左 軸承上無槽葉、底座10調(diào)整兩片葉子，將鍵 放入鍵槽無槽葉、帶槽葉、花托雙手各提起一片葉子約加m11裝上頂蓋前后頂蓋底座12裝上外殼前后外殼、底座印有（中國銀行）字樣的為后 面，底座太陽能電池板為前面13擰上外殼螺絲1花體、螺絲一顆14擰上外殼螺絲2花體、螺絲一顆15擰上外殼螺絲3花體、螺絲一顆16擰上外殼螺絲4花體、螺絲一顆17插花花、花體18質(zhì)量檢驗整個產(chǎn)品檢測外殼是否擰緊，是否可以 隨光線搖動五、裝配作業(yè)緊前關(guān)

6、系分析1.裝配平均時間我們分別測定了多次每個要素的裝配時間，計算了平均時間（均以秒為單位），結(jié)果如 下表：序號作業(yè)要素r1t1r2t2r3t3t的均值0開始3322331將螺絲放入圓臺9664744. 672擰上兩顆底座螺絲26171610241714. 673放好太陽能電池片4115226381411.674裝上無槽葉的配重4873412491110. 005裝上花托配重69215420651619. 006裝上帶槽葉配重及鍵槽103348531993433. 007將帶槽葉放在底座右軸承上110791610676. 678將花托放在底座中軸承上118896511376. 679將無槽葉放在

7、底座左軸承上1331510151271411.3310調(diào)整兩片葉子，將鍵放入鍵槽1471410541441711.6711裝上頂蓋1536113815066. 6712裝上外殼16815140271651519. 0013擰上外殼螺絲118012151111831813.6714擰上外殼螺絲219313157619078.6715擰上外殼螺絲32029168112051511.6716擰上外殼螺絲4212101791121169. 0017插花2153182321433. 0018質(zhì)量檢驗22611194122281412. 33以上結(jié)果是基于多次試驗組裝之后分析、總結(jié)、測定的，流程己經(jīng)被優(yōu)化

8、過，故可以作 為標準裝配流。2.緊前關(guān)系圖與緊前關(guān)系表由于標準時間=觀測時間x額定系數(shù)x （1 +寬裕率）取額定系數(shù)為1,寬裕率為20%,則有標準時間=1.2 x觀測時間由此，我們得到以下緊前關(guān)系表：作業(yè)要素觀測時間標準時間緊前作業(yè)14. 676214. 67181311.67142410. 0012519. 0023633. 004076. 6782,686. 6782,5911.33142,41011.67143, 7, & 9116. 678101219. 0023111313. 67171214& 6711121511.671412169. 001112173. 004

9、13, 14, 15, 161812. 3315173 作業(yè)流程表通過以上分析，我們獲得了此作業(yè)流程的作業(yè)表:序號作業(yè)名稱作業(yè)內(nèi)容注意事項裝配時間緊前作業(yè)1將螺絲放入圓臺62擰上兩顆底座螺絲1813放好太陽能電池片將太陽能電池片穿過圓 臺空隙，放在指定平臺上1424裝上無槽葉的配重用鉗子夾緊125裝上花托配重用鉗子夾緊236裝上帶槽葉配重及鍵 槽用鉗子夾緊407將帶槽葉放在底座右82,6軸承上8將花托放在底座中軸82,5承上9將無槽葉放在底座左142,4軸承上10調(diào)整兩片葉子，將鍵放雙手各提起一片葉子約143,7, & 9入鍵槽2mm11裝上頂蓋810印有（中國銀行）字樣的12裝上外殼

10、為后面，底座太陽能電池 板為前面231113擰上外殼螺絲1171214擰上外殼螺絲2111215擰上外殼螺絲3141216擰上外殼螺絲4111217插花413, 14, 15, 1618質(zhì)量檢驗檢測外殼是否擰緊，是否 可以隨光線搖動15174 作業(yè)總時間計算通過positional weights方法，我們獲得了如下表格:作業(yè)序號124563789101112131514161718positionalweights1851791311251251171171171171039572363330301915由此我們得到，要完成該裝配任務(wù)，總共需要時間約為t = 260so六、裝配線平衡計算與優(yōu)

11、化依據(jù)以上的分析和計算，我們可以提出以下三種線平衡方案：線平衡方案一我們計劃每63秒下線一件產(chǎn)品，即裝配線循環(huán)時間為c = 63s,故最少工作站點為 吃=5個。經(jīng)過初次裝配線平衡，我們得到下表：station12345t ask1,2, 3,45,67, 8, 9, 10, 1112, 13, 1415, 16, 17, 18idle time130111219這一方案的總空閑時間為55s,效率略顯底下。線平衡方案二我們提出了一種改進方案：通過增加一個工作臺來減少idletimeo結(jié)果如下表:station123456task1,2,34,56,7& 9, 10, 1112, 13,

12、1415, 16, 17, 18idle time13163707這一方案的總空閑時間為46s,循環(huán)時間為c = 51so線平衡方案三我們又提出在原來只有五個工位的情況下進行優(yōu)化:station12345task1,2, 3,54,67, & 9, 10, 1112, 13, 145, 16, 17, 18idle time0991017這一方案總的空閑時間為45s,循環(huán)時間優(yōu)化為c = 61so方案比較通過比較我們發(fā)現(xiàn)，方案二循環(huán)時間較少。由于我們的產(chǎn)品成本較低，工廠盈利需依靠 大規(guī)模生產(chǎn)，因此提升產(chǎn)量的考量遠遠大于增加一個人工的費用。因此，我們推薦方案二。裝配線節(jié)拍與效率我們采用方

13、案二，故裝配線節(jié)拍應(yīng)當為c = 51so各個工作站點利用率如下：station123456| ratio75%69%94%86%100%86%七. 思考題1. 在實驗中每一個裝配任務(wù)的作業(yè)時間是如何確定吋間的?都考慮到了什么影響因素? 經(jīng)過實驗檢驗,所確定的時間是否“合理” ?是否對實驗結(jié)果造成了影響?答：(1) 裝配任務(wù)的作業(yè)時間是rti多人多次測量的方法確定的。測量的主要工具是秒表，同時也 使用照相機錄像來輔助計時。(2) 為了減少作業(yè)者因白身差異造成的誤差，選擇五個作業(yè)者來完成實驗。此實驗一共進行 兩輪。每輪中，五個作業(yè)者均需獨立完成整個裝配任務(wù)，并且隨機選擇作業(yè)者順序以降 低實驗中的誤

14、差。(3) 我們采用秒表連續(xù)時間觀測法，將連續(xù)時間記錄在表格后運用減法計算出每一個作業(yè)要 素所需的時間。兩輪實驗過后，每個作業(yè)者每個作業(yè)要素所需時間即兩次完成該作業(yè)要 素的平均時間值。(4) 裝配任務(wù)的作業(yè)吋i'可則取五個作業(yè)者所需吋i'可的平均值作為凈吋i'可。寬裕率定為1.2, 即每個裝配任務(wù)的標準時間等于完成該裝配任務(wù)的凈時間乘以1.2。在制定裝配任務(wù)的作業(yè)時間時，考慮到了以下因素：1. 測量時間時所產(chǎn)生的誤差。按照正確的操作規(guī)范操作秒表。采用多人多次測量的方法以及連續(xù)時間觀測法，降 低誤差。2. 操作環(huán)境對裝配作業(yè)時間的影響。由于實驗不是在正規(guī)的生產(chǎn)線上進行，實

15、驗所獲得作業(yè)吋間可能會和實際作業(yè)吋間 有出入。為了減少實驗環(huán)境對實驗結(jié)果的影響，盡量模仿實際生產(chǎn)線，例如零件的擺放 等等。3. 作業(yè)者生理和心理等因素對作業(yè)時間的影響。作業(yè)者在長期進行裝配任務(wù)后可能會產(chǎn)生生理以及心理的變化，或出現(xiàn)疲勞等癥狀, 考慮到這些因素對裝配工作的彫響，特制定了寬裕率，以免在實際生產(chǎn)的過程屮岀現(xiàn)延 誤等現(xiàn)象。4. 對離群數(shù)據(jù)的處理。在測量過程中，如果遇到離群數(shù)據(jù)，經(jīng)證實，造成原因是材料短缺或異常等非自然 因素，則刪除該數(shù)據(jù)并重新進行一次裝配獲取作業(yè)時間。經(jīng)過實驗檢驗，所指定的時間基本合理。所指定的時間是由模擬了實際操作壞境獲得的， 并且也考慮到了可能對結(jié)果造成影響的外界因

16、素。2.rpw refers to ran ked positi onal weight tech niq ue, which is a comm on heuristic used to improve assembly line balancing. the method places a weight on each task based on the total time required by all succeed!ng tasks, and the tasks would be assigned to different work station sequentially, ac

17、cording to these weightsfor our experiment, there would be 2 major problems if we do not use rpw but randomly assign tasks to work stati ons in stead first of all, tasks in an assembly line are often closely in terrelated and have a seque ntial order; for example, in our product, the process "i

18、nstalling the base" is essential to most of the following tasks which are actually carried out on the base. this requires that this task to be performed at the beginning stage of the assembly line. if tasks are randomly assigned, then the sequences in product!on order may be ignored and signifi

19、cant decrease in production efficiency may be resulted in the assembling process rpw helps calculate the positional weight and avoid situations where tasks that have succeeding tasks are carried out in a later stagesec on dly, if we put all 8 tasks in separate work stati ons, the n the idle time for

20、 some work stations would be very high. for the last process "fastening the 4 screws； it takes the longest time (about 1 minute), so it will slow down all other procedures on the same assembly line as some of the tasks may only take 10 seconds (e.g .in stalling the top lid) if they are done sep

21、arately, which means the worker at that work station may have 50 seconds idling for every product, drastically reducing the efficiency of the whole production process.of course, there are certain shortcomings for rpw under some extreme situations. take our product as an example, if the first task (i

22、nstalling the base) in the assembly line turns out to take an unexpectedly long time, let's say 2 minutes, to finish and cannot be broken down into smaller tasks, then according to rpw, the whole assembly line will only need 2 work stations, while the second work station almost have to finish ev

23、ery tasks after the first station finishes the base. this is when rpw may ne be applicable3.如果提供的工作站數(shù)目不局限于8個，即8個工作站可以不都使用,也可以適當?shù)脑黾?工作站數(shù)日來延長裝配線,甚至可以在裝配線旁邊增加一條分支的裝配線，那么是否可 以有更好的裝配線的平衡的結(jié)果?答：經(jīng)過第一次實驗的試裝配，裝配作業(yè)單元任務(wù)如下：1.裝圓臺底座2.裝配重3.裝鍵槽4.裝帶有鍵槽的葉子5.裝花托6.裝不帶鍵槽的葉子7.裝頂蓋8.裝外殼9.擰螺絲10.插花根據(jù)實驗，裝配的順序如下:task順序關(guān)系1-2-3-41,2,35465768798109完成這幾個任務(wù)單元所需的時間差別還是比較大的。例如：裝頂蓋只需67秒的 時間，而要將外殼螺絲全部擰好，則需要一份多鐘的時間。如果將這十個作業(yè)任務(wù)單 獨分配到十個工位上，那么有些工位的閑置時間將近一分鐘，平均約每一分多鐘才能產(chǎn) 出一件成品，這樣的情況是我們需要努力避免的。因此，在工位數(shù)量不受限制的情況下，