畢業(yè)設計-價值流圖析在ZX車間精益生產(chǎn)中的應用

1、萬授享XI'AN TECHNOLOGICAL UNIVERSITY本科畢業(yè)設計（論文）題目：價值流圖析在ZX車間精益生產(chǎn)中的應用院（系）機電工程學院專業(yè)一工業(yè)工程班級080212姓名梁佩學號080212113導師閆莉2012年6月價值流圖析在ZX車間精益生產(chǎn)中的應用摘要精益生產(chǎn)起源于豐田生產(chǎn)方式，是由美國麻省理工學院組織專家研究汽車工 業(yè)的生產(chǎn)方式總結出來的。其核心是消除一切無效勞動和浪費。價值流圖析工具 是精益生產(chǎn)中一種的系統(tǒng)分析工具。本文首先對精益生產(chǎn)及價值流圖析工具進行研究與闡述，然后以ZX車間產(chǎn) 品生產(chǎn)流程為研究對象,利用價值流圖析工具繪制公司現(xiàn)狀價值流圖，借助定性 和定量相結

2、合的系統(tǒng)分析方法，根據(jù)價值流現(xiàn)狀圖分析與評估工廠當前的生產(chǎn)運 作情況，找到生產(chǎn)流程中過量生產(chǎn)、庫存、等待、搬運等主要浪費，確定縮短生 產(chǎn)周期的關鍵點，并研究生產(chǎn)周期縮短的策略。然后利用關鍵路徑分析法選擇生 產(chǎn)流程中的關鍵路徑，并以此為基礎進行整體項目計劃。通過這些工具的應用， 對影響周期的主要問題點進行優(yōu)化和改善，消除生產(chǎn)流程中的大量庫存、等待、 搬運等浪費，從而達到優(yōu)化交貨周期、改善生產(chǎn)現(xiàn)場、降低公司成本。在本文中，通過價值流圖析在zx車間實際應用研究，探討精益生產(chǎn)理論在 模具制造業(yè)中的應用狀況和條件，對該公司及其他同類企業(yè)有積極指導作用，同 時對精益思想在國內企業(yè)的具體應用具有一定的指導意

3、義。關鍵詞：價值流圖析；生產(chǎn)周期；關鍵路徑分析法Value stream mapping in ZX workshop Lean ProductionAbstractLean production is originated from TOYOTA production system, which is resulted from conclusion of Automobile Industry by MIT experts. The core point is to remove all the useless working and Muda. Now VSM is one of the

4、 most important tool to Analyse Lean production system.This thesis is beginning from description and research of lean production and related VSM. Based on the case of production procedure of ZX company, and with the combination of quantitative analysis and qualitative analysis method, we use VSM to

5、outline WS Company's cuiTent Value Stream Map. We can find the main Muda of over quantitative production, inventory, waiting and carrying during production process. According to current VSM drawing analysis and evaluation on current production status, We make out the solve way and strategy to sh

6、orten Lead Time. And then we need to choose the key route during production procedure by PERT, and go ahead project plan accordingly. With the lean production methods ,we can optimize and improve the main problems, remove inventory, Waiting, carrying and other Muda, finally we can optimize the deliv

7、ery, improve production workplace, and reduce cost at most.In the thesis, with the practical application of VSM on ZX Company, we explore lean production theory and method applying in the mold industry, it is positive guide for this manufacturer and other similar manufacturers. Meanwhile it is a gui

8、ding flag for the research and application of lean production conception in domestic manufacturers.Key Words： Value Stream Mapping(VSM)； Lead Time： PERT1緒論61.1 題目背景、研究意義及國內外相關研究情況61.1.1 題目的背景和意義61. 1.2國內外研究綜述61.2本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施71.2. 1主要研究內容81.3. 2研究方案、方法或措施82 ZX車間價值流圖分析102. 1 ZX車間概況102.2

9、 ZX車間產(chǎn)品P-Q分析102. 3 ZX車間現(xiàn)狀價值流圖的繪制112. 3.1顧客需求數(shù)據(jù)框的繪制113. 3. 2生產(chǎn)過程框的繪制124. 3. 3每個過程的周期及總周期的計算125. 3.4整體現(xiàn)狀價值流圖136. 3.5現(xiàn)狀價值流圖分析153價值流優(yōu)化方案與措施173.1產(chǎn)品生產(chǎn)周期優(yōu)化方案173. 2價值流分析及生產(chǎn)線平衡173. 3價值流優(yōu)化成果194基于PERT技術的產(chǎn)品周期優(yōu)化214. 1計劃評審技術(PERT)原理215. 2產(chǎn)品生產(chǎn)工藝分解優(yōu)化214. 2. 1主軸加工具體工藝流程214. 2. 2 PERT計算方法及流程時間預測224. 2.3 PERT網(wǎng)絡分析圖244.

10、 2.4計算關鍵路徑254. 2. 5計算完工概率（正態(tài)分布）264. 3 PERT優(yōu)化成果275結論28致 謝29參考文獻301緒論I .1題目背景、研究意義及國內外相關研究情況1.1.1 題目的背景和意義精益生產(chǎn)的理念最早起源于日本豐田汽車公司，而后由美國麻省理工學院組 織專家研究汽車工業(yè)的生產(chǎn)方式總結出來的。其核心是追求消滅一切“浪 費”，以客戶拉動和準時生產(chǎn)方式（JIT）組織企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動，形成一 個對市場變化快速反應的獨具特色的生產(chǎn)經(jīng)營管理體系。其特點是強調客戶對時 間和價值的要求，以科學合理的制造體系來組織為客戶帶來增值的生產(chǎn)活動，縮 短生產(chǎn)周期，從而顯著提高企業(yè)適應市場萬變

11、的能力。價值流是當前產(chǎn)品通過其基本生產(chǎn)過程所要求的全部活動（包括增值和不增 值活動）：（1）從原材料到產(chǎn)品交到顧客手中的生產(chǎn)流；（2）從概念到投產(chǎn)的設 計流如。價值流圖析技術是分析整個價值流的一個強有力的工具，它通過價值流 現(xiàn)狀圖，使得價值流中的問題顯現(xiàn)出來，這樣就可以應用各種精益技術將不增值 的活動一即浪費消除。實現(xiàn)精益生產(chǎn)管理，最基本的一條就是消滅浪費，而判別和消滅浪費的一個 有效工具就是價值流圖析。ZX車間是一間工模具設計制造車間，其產(chǎn)品主要為風力發(fā)電機主軸。本文 通過價值流圖析在ZX車間實際應用研究，探討精益生產(chǎn)理論在工模具制造業(yè)中 的應用狀況和條件，并對車間生產(chǎn)現(xiàn)狀進行優(yōu)化改善，消除

12、浪費之源，使之不至 于卷土重來，從而提高企業(yè)的競爭力。II .2國內外研究綜述第二次世界大戰(zhàn)結束不久，因存在生產(chǎn)資源的極度匱乏以及市場規(guī)模小等因 素，豐田公司對以福特公司為主的美國等西方汽車工業(yè)的大量生產(chǎn)方式進行了認 真的研究和科學的分析，結合己方多年的經(jīng)驗，在不斷探索之后，找到了一條適 合日本國情的汽車生產(chǎn)方式:及時制造生產(chǎn)、全面質量管理、并行工程、充分協(xié) 作的團隊匚作方式和集成的供應鏈關系管理，逐步創(chuàng)立了一套獨特的多品種、小 批量、高質量和低成本的豐田生產(chǎn)體系：,九1985年美國麻省理工學院籌資500萬美元，組織了以詹姆斯.P.沃麥克，丹 尼爾.T.瓊斯，丹尼爾.魯斯為代表等53名專家，用

13、了五年時間對14個國家的近 90個汽車裝配廠進行實地考察，并對福特的大量生產(chǎn)方式和日本的豐田生產(chǎn)方 式進行對比分析，最后于1990年著出了改變世界的機器一書，第一次把 豐田生產(chǎn)方式命名為Lean Production,即精益生產(chǎn)方式一 1996年，詹姆斯.P. 沃麥克，丹尼爾.T.瓊斯等人著出了精益思想這本書，進一步完善了精益 生產(chǎn)的理論體系。20世紀末，越來越多的專家學者開始研究精益生產(chǎn)，很多企業(yè)將精益生產(chǎn) 與本公司實際情況相結合，創(chuàng)造出適合本企業(yè)發(fā)展需要的新的管理體系，例如： 精益六西格瑪管理已 通用電氣的群策群力，通用汽車的競爭制造系統(tǒng)等。并 且許多因競爭失利處于低谷的企業(yè)紛紛轉向精益生

14、產(chǎn)方式，取得了顯著的效果。 隨后，在越來越多的其他行業(yè)的企業(yè)中，精益生產(chǎn)的生產(chǎn)組織方法、人員管理方 法以及企業(yè)協(xié)作方法都被廣泛地吸收與推廣。這時的精益生產(chǎn)已經(jīng)應用于諸多領 域,而我國是自上世紀70年代末期由日本引入精益生產(chǎn)方式。價值流也是起源于日本豐田公司，豐田稱之為“物料與信息流圖:其最初 目的主要是幫助研究者或者是專業(yè)人員確認每一個價值流中存在的浪費環(huán)節(jié)，并 且找到消除這種浪費或者說減少浪費環(huán)節(jié)的合適方法。但是這種模式的提出，最 早是基于生產(chǎn)率為導向的，不是以質量為導向的，而這樣做的目的是因為生產(chǎn)率 的提高會造成更加精益的運作，因此有助于暴露系統(tǒng)中存在的浪費和質量問題。 價值流分析的主要目

15、的，是為了揭示企業(yè)內部制造環(huán)境業(yè)務活動的類型，將所有 的活動區(qū)分為非增值業(yè)務活動與增值業(yè)務活動，所以消除整個過程的非增值過 程，能極大地提高了生產(chǎn)效率及服務質量。1998年6月，邁克.魯斯和約翰.舒克編寫了學習觀察口3將價值流管 理推廣到全球。越來越多的人開始研究價值流及價值流圖析匚具。目前國內外己 經(jīng)將價值流的研究應用到了各個領域當中，并且在機械、電子、汽車制造業(yè)等領 域也都有了成功的范例。隨著價值流概念的引入，以及精益生產(chǎn)的理念不斷完善, 國內外已經(jīng)有越來越多的學者關注到應用價值流管理這種方法來實現(xiàn)精益生產(chǎn) 模式，并且在這個領域己經(jīng)有很多學者發(fā)表了自己的觀點和制作了模型來協(xié)助分 析。在國內

16、的研究文獻中，可以檢索到許多學者關于價值流及價值流圖析的研 究。早在1989年，張曙等提出了柔性制造系統(tǒng)的加權利用率的計算方法，是國 內較早使用價值流工具研究如何提高設備效率的文獻打。隨著發(fā)展，越來越多的 國內學者開始研究價值流及價值流圖析工具，如季香君在其研究中，使用了價值 流圖析的方法，通過現(xiàn)狀圖及未來圖的對比分析，對NBC-10-V產(chǎn)品的生產(chǎn)進行 了流程上的改進楊青，喬黎黎以某大型零售企業(yè)供應鏈改進為例，對現(xiàn)狀價 值流圖進行分析，利用改進后的價值流圖改善了供應鏈效率皿；張林發(fā)從實例應 用的角度出發(fā)，分析了如何運用價值流識別和管理工具來發(fā)現(xiàn)浪費的根源和改進 區(qū)域，并有針對性地進行改進皿；朱

17、蕾介紹了持續(xù)流的定義及其意義，并對價值 流中的增值活動進行了界定，無間斷的有價值效應的流程就是持續(xù)流，是開始精 益生產(chǎn)的第一步：京；王新榮在其文中探討了反映價值流動的價值流圖的形式化描 述以及價值流圖和過程的關系，提出了采用一種形式化數(shù)學表示方法對價值流圖 進行了定義猛；周延虎在對傳統(tǒng)精益生產(chǎn)理論總結的基礎上，指出傳統(tǒng)精益生產(chǎn) 方式的缺點：從理論上把精力過分集中在消除浪費，而實踐中往往存在局部精益 的問題，精益生產(chǎn)也不能滿足市場快速變化的要求，缺乏發(fā)現(xiàn)復雜問題的數(shù)據(jù)工 具嘰1.2本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施1.2.1 主要研究內容深入車間，根據(jù)企業(yè)現(xiàn)狀，運用價值流圖析

18、技術，尋找存在浪費問題的原因， 對存在的問題進行分析，并提出解決方案。具體內容：（1）查閱資料，深入了解精益生產(chǎn)理論，并了解價值流圖析理論的研究現(xiàn)狀, 掌握價值流圖析與精益生產(chǎn)的聯(lián)系；（2）深入企業(yè)一線，針對企業(yè)價值流現(xiàn)狀，運用價值流現(xiàn)狀圖分析尋找產(chǎn)生 浪費的主要因素；（3）針對問題進行分析，結合企業(yè)實際利益進行合理的改善；（4）提出新的價值流圖，并進一步客觀評價自己的改善是否合理。1.2.2 研究方案、方法或措施進行價值流分析意味著對全過程進行研究，而不是單個過程；改進全過程， 而不是僅僅優(yōu)化局部。因而要深入企業(yè)生產(chǎn)一線，從整體到局部進行分析，詳細 了解價值流的流動方向，而后拉伸視野，從局部

19、到整體進行系統(tǒng)性的價值流圖分 析（圖1. Do（1）深入生產(chǎn)一線，跟蹤產(chǎn)品的生產(chǎn)路徑，收集材料流和信息流相關數(shù)據(jù)：（2）繪制價值流現(xiàn)狀圖及未來狀態(tài)圖，通過兩圖的對比分析，尋找企業(yè)浪費 的主要原因；（3）針對問題進行分析，探索合理的改善措施；（4）提出優(yōu)化方案，并對方案進行評價改進。ZX車間精益生產(chǎn)需求圖1.1研究方法思路框圖2 ZX車間價值流圖分析ZX車間是一家工模具設計制造車間，本章將首先描述ZX車間的生產(chǎn)運作管 理狀況，然后使用價值流圖析工具繪制現(xiàn)狀價值流圖，并對現(xiàn)狀價值流圖進行分 析，找出現(xiàn)有生產(chǎn)運作中的主要問題。2.1 ZX車間概況ZX車間是一間工模具設計制造車間，其產(chǎn)品主要為風力發(fā)電

20、機主軸，其內 部生產(chǎn)部門主要是模具制造部分。目前模具制造存在一個迫在眉睫的問題，就是 生產(chǎn)周期非常長，生產(chǎn)效率較為低下，無法應對客戶的需求。目前ZX車間的組織架構及車間生產(chǎn)布局都是按照功能式結構安排，即模具 布局在一個車間，其車、磨、銃、鉆、刨也都布局在不同的區(qū)域，導致產(chǎn)品與物 料在上下工序間來回搬運，物料搬運量很大，同時也導致各工序之間在制品庫存 量很大。本章將會以價值流圖析工具對ZX車間現(xiàn)有生產(chǎn)運作現(xiàn)況進行分析。2.2 ZX車間產(chǎn)品P-Q分析ZX車間目前主要生產(chǎn)制造的模具，主要的客戶為三一重工，主要產(chǎn)品為軸 類零件。現(xiàn)根據(jù)客戶所需要的最終所交產(chǎn)品的類型進行分類，并進行訂單量統(tǒng)計, 具體見表

21、2. 1。表2,1 ZX車間訂單統(tǒng)計表類別A類零件B類零件C類零件D類零件E類零件占訂單比例13%22%17%32%16%不同客戶訂單量比例對ZX車間產(chǎn)品客戶進行P-Q分析，見圖2.1所示：A類零件占13%、B 類零件占22%、C類零件占17%、D類零件占32%； E類零件占16%。由于D類零 件所占比例最大，后續(xù)的價值流圖分析將以D類零件為研究對象，進行價值流分 析與生產(chǎn)周期影響因素分析。其中，D類零件主要加工工藝過程可見表2. 2。表2. 2 D類零件主要加工工藝過程序號工序名稱工序內容及要求設備1粗車粗車外圓、臺階車床2銃槽銃槽銃床3精車車兩端面、車倒角數(shù)控車床4粗磨粗磨兩端面磨床5精磨

22、精磨外圓、臺階磨床2.3 ZX車間現(xiàn)狀價值流圖的繪制繪制價值流圖通常采用鉛筆和白紙進行繪制，繪制過程需要對生產(chǎn)流程進行 調查并統(tǒng)計數(shù)據(jù)。本文中ZX車間的價值流圖采用Microsoft Visio 2010進行 繪制。2. 3.1顧客需求數(shù)據(jù)框的繪制軸類零件有各種各樣的品種和款式，客戶需求也多種多樣。根據(jù)客戶需求情 況分析，在D類零件的訂單量中，風力發(fā)電機主軸的比重最多也最大。風力發(fā)電機主軸的主要加工工藝過程由上表2. 2可見，各工序間通過天車進 行運轉。根據(jù)企業(yè)的實際情況和信息，用以下圖示繪制成客戶需求如圖2. 2所 示：C/T-加工周期 班次 機器使用率 T-工作時間圖2. 2客戶需求數(shù)據(jù)框

23、2. 3.2生產(chǎn)過程框的繪制ZX車間接到客戶訂單后，如果是以前做過的老訂單，就直接下單給PMC （生 產(chǎn)管理部門）進行安排生產(chǎn)。對于比較穩(wěn)定的客戶，PMC也會根據(jù)客人以往的 需求趨勢，每周、每月進行訂單預測生產(chǎn)；如果接到新的訂單，就會首先進行新 產(chǎn)品開發(fā)，新模具制造由設計部門下單給模具部生產(chǎn)，模具生產(chǎn)完成后移交生產(chǎn) 部門，生產(chǎn)部門生產(chǎn)安排由PMC進行統(tǒng)籌與管控。針對生產(chǎn)部門的主要生產(chǎn)過程, 利用價值流圖析工具，從成品倉庫開始，逆著生產(chǎn)流程方向檢討產(chǎn)品流經(jīng)的各個 工序，即精磨、粗磨、精車、銃槽、粗車，尋找浪費點，并對每個過程段的加工 時間、換模時間、班次、有效工作時間、機器效率及庫存、搬運等浪費

24、點進行記 錄，具體數(shù)據(jù)見表2.3與表2. 4所示：整個價值流圖中有兩個時間我們需要重點研究，一個是產(chǎn)品加工時間，一個 是生產(chǎn)周期。加工時間即增值時間，就是一個產(chǎn)品不停頓的流過所有生產(chǎn)過程時, 真正產(chǎn)生價值的時間。為了分析的方便，我們將加工過程中非增值但必要的時間 當成增值時間進行分析，這樣我們就可以將每個工序的標準工時當成增值時間。 對于ZX車間來講，每個產(chǎn)品的標準工時有所差異，為了分析方便，我們按照選 取50個產(chǎn)品的平均標準工時作為每道工序的標準工時。目前的加工過程是以六個主軸作為一個加工批量,經(jīng)過五個工序，先逐個粗 車六個主軸，再逐個對六個主軸銃槽，以此類推，直到六個主軸全部加工完成。 具

25、體加工過程和耗用時間如表2. 5所示。表2.5各生產(chǎn)工序的生產(chǎn)周期計算表工序名稱粗車銃槽精車粗磨精磨單件加工周期期in)1546814854816批量加工周期(min)924408888324486總周期(min)3030這是一種典型的推式生產(chǎn)方式，這種加工組織方式存在的問題是，在六件 批量加工過程中，當六件中的第一件開始加工到完成為止這段時間內，其它五 件都處在排隊等待當中，即形成了可怕的在制品庫存(結合表2-4可知)。從表2.5數(shù)據(jù)可以看出，不同的生產(chǎn)工序占用的周期時間不一樣，具體每 道工序占用的比例如圖2.3所示：圖2. 3 各工序加工周期分布比例由圖2-3可以看出，粗車和精車的加工周期

26、占用周期最長，分別高達30%和 29%；其次就是精磨、銃槽和粗磨，分別達到16%、13%和ll%o2.3.4整體現(xiàn)狀價值流圖整個生產(chǎn)過程包含2種價值流，一種是物流，即產(chǎn)品沿著生產(chǎn)流程的流動 方向；另一種是信息流，信息流包含三類，一類是與客戶之間的訂單信息，第二 類是與供應商之間的采購信息，第三類是企業(yè)內部生產(chǎn)計劃信息。信息流傳遞方 式一般分為2種，一種是電子郵件等電子信息，一種是打印成紙質的訂單、采 購單、生產(chǎn)計劃表等。目前ZX車間的物流是從左至右的流動；客戶端與供應商 端信息流主要是采用電子信息流，內部生產(chǎn)計劃信息采用電子郵件與生產(chǎn)計劃表 結合的方式傳遞。整體現(xiàn)狀價值流圖如圖2. 4所示。生

27、產(chǎn)控制部門每周工作計劃154681485481 增值時間 50omin7703407402700-505生產(chǎn)周期 2625min-3030niin增值率 16.7%圖27整體現(xiàn)狀價值流圖2. 3.5現(xiàn)狀價值流圖分析由圖2.4可知，生產(chǎn)過程中存在大量在制品庫存，產(chǎn)生的影響主要是：1、占 用流動資金；2、額外管理費用；3、掩蓋生產(chǎn)過程中存在的問題：4、延長制造 周期等。因為在制品庫存為：加工周期二加工時間(實際加工時間+輔助時間)+ 等待時間(庫存時間)。為此根據(jù)加工工序，到現(xiàn)場實際觀測，然后對整個加工過 程進行了分析，具體數(shù)據(jù)如表2. 6所示。表2. 6 各工序加工時間統(tǒng)計表主軸租車詵槽精車n精

28、磨總時間加工周期加工等待加工等待加工等待加工等待加工等待加工等待第一件154154*5=7706868*5=340148148*5=7405454*5=27081050521202625第二件1547706834014874054270818150522012706第三件15477068340148740542708116250522822787第四件15477068340148740542708124350523632868第五件15477068340148740542708132450524442949第六件15477068340148740542708140550525253030經(jīng)分析

29、可知，主軸各加工工序所需時間嚴重的不平衡，粗車需要154min,而 粗磨大頭僅需54 nlin,最長加工時間和最短加工時間相差100 min。由于加工時 間不均衡，導致主軸在生產(chǎn)加工過程中物流不暢，故使加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生等待和大 量的在制品庫存。由表2. 6可見,主軸從投人到產(chǎn)出需要505+2525=3030min,其中2525min為 在制品等待所產(chǎn)生的庫存時間，實際加工時間的利用率僅為505/3030=16. 7%, 時間浪費實在驚人。表2. 7各工序增值比工序名稱粗車銃槽精車粗磨精磨加工周期(min)154681485481總周期(min)3030增值比5. 08%2. 24%4.88%1.7

30、8%2. 67%增值比圖2. 5 各工序增值比根據(jù)（增值時間/加工周期）對每個生產(chǎn)工序的增值比進行計算，如表2.7所 示。粗車和精車增值比最高，達到為5. 08%和4. 88%,其他工序增值比都非常低, 如圖2.5所示。增值比越低，就代表浪費就越多，改善的空間就越大。改善的 過程就是設計方案減少生產(chǎn)流程中過量生產(chǎn)、庫存、等待、搬運、動作、次品、 多余工序等七大浪費的過程。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，ZX車間采用的是一種典型的推動生產(chǎn)方式,生產(chǎn)完 全按照預測進行.由于預測的偏差以及顧客需求的不確定性,所以經(jīng)常會出現(xiàn)無 法按計劃生產(chǎn)的現(xiàn)象，使車間生產(chǎn)管理模式在生產(chǎn)布局上形成在制品庫存.材料 從上游生產(chǎn)階

31、段流出，進入中間的在制品存儲區(qū),然后進入下游生產(chǎn)階段.雖然各 種在制品庫存的功能是為以保證產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)起調節(jié)作用，但是，由于各個信 息孤島的存在,致使各種庫存不但不能起到協(xié)調生產(chǎn)、保證生產(chǎn)連續(xù)性的作用， 反而適得其反，給產(chǎn)品的質量管理、成本管理、勞動生產(chǎn)率、對市場的反應能力 等方面帶來極其不利的影響，同時也造成巨大的浪費。這些數(shù)據(jù)也說明了在當前價值流中存在巨大的浪費一不增值活動，因此,要 通過消除價值流中的浪費,設計一條更加合理的價值流,找到并立即消除不必要 且不增值活動,并努力減少必要但不增值的活動，即減少生產(chǎn)流程中的庫存、等待 等浪費，才能使ZX車間的價值流增益。3價值流優(yōu)化方案與措施經(jīng)

32、過第二章對ZX車間進行價值流分析，找到了影響ZX車間生產(chǎn)周期的主 要因素為庫存、等待、搬運等浪費，本章將會針對這些影響因素制定優(yōu)化方案， 并按照優(yōu)化方案對生產(chǎn)周期進行優(yōu)化。2.1 產(chǎn)品生產(chǎn)周期優(yōu)化方案產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的主要浪費為庫存、等待、搬運浪費。根據(jù)價值流現(xiàn)狀圖，發(fā) 現(xiàn)在制品庫存過多的主要原因有以下幾點：一是生產(chǎn)計劃不合理，生產(chǎn)部將計劃直接下達到各部門，是典型的推式生產(chǎn)。 這樣各部門只對上級負責，并不關心產(chǎn)品的需求方，結果使生產(chǎn)線上必然形成缺 貨或積壓。二是加工周期不平衡，現(xiàn)行主軸加工過程各工序加工時間不平衡，導致等待 時間增多，所以改善的一個著眼點就是平衡時間，使每個工序操作的時間差距盡

33、可能小。三是由于生產(chǎn)過程中的上下工序距離很長，且主軸產(chǎn)品過于龐重，每次搬運 需要天車和兩個工人方可移動，無法做到連續(xù)性生產(chǎn)，因此需要利用庫存來保證 生產(chǎn)的連續(xù)性。四是由于訂單波動，生產(chǎn)較多庫存來應付這種波動，以滿足客戶的需求。庫存、等待、搬運等浪費主要來源于過多的庫存的來回搬動，以及生產(chǎn)線不 合理布局。搬運及大量庫存可以通過價值流分析來解決；各道工序計劃將會利用 PERT技術進行優(yōu)化。3. 2價值流分析及生產(chǎn)線平衡根據(jù)目前的加工方式從橫向（工藝順序）和縱向（零件順序）兩方面分析，根據(jù) 價值流的含義可判別出其中有些是有價值的，有些是無價值的，有些雖無價值， 但是必要的，具體如表3.1所示。表3.

34、1 價值流分析表租車跣梢精車粗磨精磨動作內容時間 (min)性質動作內容時間 (min)性質動作內容時間 (min)性質動作內容時間 (min)性質動作內容時間 (min)性質磨刀15F夾緊、找正10F上活8F上活5F上活7F上活8F下刀4F央索、我正5F夾緊、找正4F夾累、我正4F夾累、找正3F銃削48T裝刀2F粗磨外國41T精磨外圓65T裝刀2F下活6F秸車127T下活4F下活5F粗車外圓120T«下活6F下活6F合計154681485481注：F-無價值：T-有價值如精車外圓、臺階面時，要反復上小架子找正、卸下，再上大架子找正、卸 下等，同時由于主軸體積較大、質量很重，必須使用

35、天車搬運。按照傳統(tǒng)的生產(chǎn) 方式，這些都是必須的，但從精益生產(chǎn)的角度看，其中有些是多余的、無價值的, 應設法消除。根據(jù)以上價值流分析，應用工業(yè)工程的基本方法，對無價值的操作可以采用 合并、精簡，設想將以前需要5個工序才能完成的操作合并成3個。同時將以前 三臺機床單獨進行的操作組成一個拉式小流水線共同協(xié)作完成主軸的加工過程, 并按照精益生產(chǎn)的要求改變生產(chǎn)計劃方式及送貨方式。改善總體設想如圖3.1 所示價值流未來狀態(tài)圖。至Z95 褂網(wǎng)普 Uez6b KES要 UW9-9震變a卻CMO1函胸飛米送1一三親牛76函8 二公9據(jù)義軍 4頁J國# .S百二 HI/J定三三T國儂二骷藁郅<卻根據(jù)未來狀態(tài)

36、圖，將原來的推式生產(chǎn)改為拉式生產(chǎn)：原來三個車工單獨的加 工變?yōu)橐粋€流水線加工流程，形成拉式作業(yè)，這樣既平衡了物流，乂減少了庫存 浪費。經(jīng)物流平衡后的主軸加工周期見表3. 2。表3. 2 平衡后各工序加工周期表工序名稱粗車銃槽精車磨工單件加工周期期in件加工總周期(min)492總周期(min)492+154x5=1262由表3-2可見，物流平衡后實行流水線生產(chǎn)：主軸單件加工周期為：154+68+148+122=492 min；六個主軸加工時間為：492+154X5=1262 min：三臺機床組成流水線生產(chǎn)，每過154min制造出一個主軸。改善后的主軸加 工價值流如表3

37、. 3所示。表3. 3 改善后價值流分析表銃槽精年磨工動作內容(黑性質動作內容2性質動作內容黑)性質動作內容Z性質磨刀 15 F夾緊、找正10 F上活 8 工 下刀 1 F夾緊、找正3 F 銃削 48 T上活 夾緊、才刀外活計裝車下合45IX2206活 下8F 上活7F5 F爆找正4 F2 F1粗磨外圓41T127T精磨外圓65T6F 下活5F148122注：F-無價值;有價值將表3.3與表3.2對比，可見無價值操作大大減少。3. 3價值流優(yōu)化成果這種改變現(xiàn)行生產(chǎn)計劃的方式，能將指令直接下達到裝配車間，然后由裝配 車間拉動生產(chǎn)系統(tǒng)。再考為保證改善方式的執(zhí)行，與生產(chǎn)車間主任、車工師傅溝 通，他們

38、認為改善方案在生產(chǎn)工藝上具有可行性。實施后的結果如表3. 4所示。表3.4 改善前后比較在制品庫存(個)單件加工周期(min)六件加工周期(min)改善前55053030改善后24921262由表3.4中數(shù)據(jù)可見，改善后主軸批量加工時間僅為原來的41.7%更重要 的是整個生產(chǎn)過程流動了起來，形成了一個流動的拉式生產(chǎn)方式，減少了在制品 庫存，雖然單件加工周期變更不大，但總加工周期大為縮短，使生產(chǎn)過程大為精 簡。4基于PERT技術的產(chǎn)品周期優(yōu)化3.1 計劃評審技術(PERT)原理PERT (Program Evaluation and Review Technique)即 iI,劃評審技術，最早是

39、由美國 海軍在計劃和控制北極星導彈的研制時發(fā)展起來的。PERT技術使原先估計的、 研制北極星潛艇的時間縮短了兩年。簡單地說，PERT是利用網(wǎng)絡分析制定計劃以及對計劃予以評價的技術。它 能協(xié)調整個計劃的各道工序，合理安排人力、物力、時間、資金，加速計劃的完 成。在現(xiàn)代計劃的編制和分析手段上，PERT被廣泛的使用，是現(xiàn)代化管理的重 要手段和方法。PERT網(wǎng)絡是一種類似流程圖的箭線圖。它描繪出項目包含的各種活動的先 后次序，標明每項活動的時間。對于PERT網(wǎng)絡，項目管理者必須考慮要做哪些 工作，確定時間之間的依賴關系，辨認出潛在的可能出問題的環(huán)節(jié)，借助PERT 還可以方便地比較不同行動方案在進度和成

40、本方面的效果。PERT是開發(fā)一個PERT網(wǎng)絡要求管理者確定完成項目所需的所有關鍵活 動，按照活動之間的依賴關系排列它們之間的先后次序，以及估計完成每項活動 的時間。這些工作可以歸納為5個步驟。1、確定完成項目必須進行的每一項有意義的活動，完成每項活動都產(chǎn)生事 件或結果；2、確定活動完成的先后次序；3、繪制活動流程從起點到終點的圖形，明確表示出每項活動及其它活動的 關系，用圓圈表示事件，用箭線表示活動，結果得到一幅箭線流程圖，我們稱之 為PERT網(wǎng)絡圖；4、估計和計算每項活動的完成時間；5、計算每項活動的最早與最晚時間，找到活動的關鍵路線。借助包含活動時間估汁的網(wǎng)絡圖，管理者能夠制定出包括每項活

41、動開始和結 束日期的全部項目的日程計劃。在關鍵路線上沒有松弛時間，沿關鍵路線的任何 延遲都直接延遲整個項目的完成期限。3.2 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝分解優(yōu)化4. 2.1主軸加工具體工藝流程在對ZX車間主軸加工路線進行關鍵路徑的分析時，必須清楚了解其產(chǎn)品的 具體流程路線，如表4.1所示。表4-1主軸加工具體工藝流程序號工序名稱工序內容及要求設備A下料切割原料切割機B鍛造、退火C鎮(zhèn)工在鋒床上打一中心孔鉆鑲床D粗車車外圓、車臺階車床E熱處理調質處理F車工鉆、鍵兩端面臺階孔車床G深孔鉆深孔鉆孔鉆床H車工車兩端面、車倒角車床I粗磨磨花鍵外尺寸磨床G銃二銃槽銃床K劃線L償工鉆、攻兩端面螺紋孔鉆鎮(zhèn)床M滾外齒滾兩端花鍵

42、N鉗工修倒角、修毛刺0熱處理齒面淬火P磨工磨外徑磨床Q成檢每工序要半檢4.2.2 PERT計算方法及流程時間預測在網(wǎng)絡計劃中最基本的參數(shù)是流程或工序的時間。一般來講，流程時間是一 個隨機變量。在PERT方法中采用三時估計法。所謂三時估計法，就是估計流程 三種完工的時間，即匕一一最樂觀完成時間指順利完成的最短時間；能完成時間指正常情況下完成工序最可能的時間；）觀完成時間指極不順利條件下完成的時間。通過對新產(chǎn)品開發(fā)過程的每一個流程進行時間的三種預測，可以對整個產(chǎn)品預沸% + 4mij +與|算流程完成時間的:t(M)=開發(fā)過程的時間做出相對準確的判斷。從而對產(chǎn)品開發(fā)計劃做出準確的完成概率平均值:方

43、差值:所以一個新產(chǎn)品的完工期為關鍵路徑上各流程時間之和。由概率論定理可 知，產(chǎn).口附:；節(jié)；從正態(tài)分布的隨機變量。其期望值為關鍵路線上各 工序叫=E "6” "（年I期望值：24一，）余46 ，均方差:工序編號緊前工序叫j與t(bj)2A3045604525具體計算數(shù)據(jù)在下表4-2所示：（時間單位：min）表4-2 各工序流程完成時間預測BA152030216.3CA101420142.8DB3015601525EC、D2025102711. 1FE90180240175625GE3050805269.4HF101421153.4IE3050601925JH、G、I3038

44、45386.3KJ2030453117.4LK306012065225MK2010601044.4NK101420152.80L2030103011. 1P0、M、N557080696.3QP101520152.84. 2.3 PERT網(wǎng)絡分析圖要確生產(chǎn)流程中的關鍵路線，必須先找出關鍵流程。關鍵流程是指總時差為 零的流程。關鍵路線是由關鍵流程連接而成的線路。從網(wǎng)絡角度看，關鍵路線就 是從起點至終點的最長路（箭頭路長表示流程時間），它決定整個新產(chǎn)品開發(fā)時 間的長短。通過關鍵路徑的分析，我們可以清楚掌握各個流程的關鍵程度，可以計算出 各個流程的最早開工時間和最遲必須開工時間等，以便制定計劃者能夠準

45、確地做 出計劃安排，使資源最大化的優(yōu)化配置。根據(jù)表4-2所示的具體流程，做出產(chǎn)品生產(chǎn)的關鍵路徑分析的網(wǎng)絡分析圖, 如圖4-1所示。11 4-1產(chǎn)品生產(chǎn)過程中關鍵路徑的網(wǎng)絡分析圖4. 2.4計算關鍵路徑根據(jù)事項最早時間的計算方法：從起點事項開始，設3= 表示流程從 零時刻開工，然后自左至右逐步計算各流程最早時間，直至終點流程。計算方法歸納如下：%=。；(2)從左至右計善(3)(j = 2,3,4,n)；丁£ = "(幾)由表4-2提供的各流程的時間數(shù)據(jù)進行計算:% 二0：“(2) = "(1) + t(l,2) = 0 + 45 = 45生(3) = %(2) +

46、t(2,3) = 45 + 21 = 66(%(3) + t(3,5)(66 + 45)%(5) = max £ Q) + t(2,4) = max45 + 14j = 111 »i%(6)=1(5) + t(5,6) = 111 + 27 = 138tE(7) = %(6) + t(6,7) = 138 + 175 = 313./(K riv rv E E E t t tzfk rk zfk FEE t t t -83 +823 = Aly973%(13) + t(13,16) tr(16) = max %(12) 4-1(12,14) :(12) + 1(12,15)(

47、426 + 30=max 397 + 40 = 456397 + 15t£(17) = %(16) +1(16,17) = 456 + 69 = 525“(18) = t£(17) + t(17J8) = 525 + 15 = 540性+ t(7/0)313 + 157(10) = max7(6) +1(6,8)=max138 + 52 = 3287(6) + t(6,9)138 + 49Te2(訂)e /aij + 4%. + %=540 (mm)即整個產(chǎn)品的完工期為540 min,這個時間也為其關鍵流程的所需時間之和。 由此可以確定這個流程的關鍵路徑為下圖4-2所示。圖

48、4-2 流程的關鍵路徑即關鍵路線節(jié)點為：1、2、3、5、6、7、10、11、12、13、16、17、18 節(jié)點;關鍵路線為：A-B-D-E-F-H-J-K-L-0-P-Q 路線。4. 2.5計算完工概率（正態(tài)分布）對于一個網(wǎng)絡計劃，只要計算出關鍵路線上的標準差。和完工期的期望值"，就能對給定某個時間內完成工程的可能性進行概率評價:A =0w=4=r c12ttJ -s來查詢標準正態(tài)分布：T 項目的計劃完工期,計劃8 h,即480 min；TE項目完期的的期望值，前面計算為540 min：。一一項目各關鍵流程的方差之和。根據(jù)表4-2可知，標準差為：iri-l2O B + D + E +

49、H +K +。0 +/252 x 2 + 6.32 x 3 + ll.l2 X 2 + 6252 + 3.42 + 17.42 + 2252 + 2.82=665.7則可計算出T-Te 480 - 540查標準正態(tài)分布表，得0(A) = 0(- 0.0901) = 1 - 0(0.09) = 1 - 0.5359 = 0.4641則可知生產(chǎn)任務在8 h內完工的概率為0.4641。根據(jù)對完工時間概率的判 斷，可以幫助計劃任務制定者或者高層管理者對于整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程有一個預 判，并能及時對全局有一個調控。1 .3 PERT優(yōu)化成果根據(jù)以上主軸加工過程中的關鍵工藝路徑圖，我們就可以將整個主軸的制造

50、周期控制在540 min以內，而第三章中經(jīng)價值流圖優(yōu)化后的生產(chǎn)周期為1262 min,相比縮短722min,約縮短57. 2%,具體見圖4-30同時可以根據(jù)以上關鍵 路徑制定更加合理準確的項目計劃，并對關鍵路徑上的各個工序點進行重點管 控，保證按照關鍵路徑時間完成。優(yōu)化前優(yōu)化后生產(chǎn)周期圖 4-3 優(yōu)化 前后 生產(chǎn) 周期 對比5結論生產(chǎn)周期的長短直接影響到企業(yè)的生存，縮短生產(chǎn)周期問題是所有生產(chǎn)企業(yè) 的存在的普遍需要解決的問題。本論文通過使用精益生產(chǎn)的工具一一價值流圖技 術，對zx車間生產(chǎn)運作系統(tǒng)進行了分析，找到影響生產(chǎn)周期的主要因素為生產(chǎn) 過程中的庫存、等待、搬運等浪費，并制定了具體的改善方案，即價值流圖析和 PERT優(yōu)化減少在制品庫存數(shù)量，縮短產(chǎn)品加工周期。一、運用價值流圖析技術，對產(chǎn)品生產(chǎn)周期進行優(yōu)化，甄別出無價值和有價 值活動，并平衡產(chǎn)品生產(chǎn)線周期時間，