1、本科毕业设计(论文)题目：价值流图析在ZX 车间精益生产中的应用院（系） 机电工程学院 专 业 工业工程 班 级 080212 姓 名 梁 佩 学 号 080212113 导 师 闫 莉 2012 年 6 月价值流图析在 ZX 车间精益生产中的应用摘 要精益生产起源于丰田生产方式，是由美国麻省理工学院组织专家研究汽车工业的生产方式总结出来的。其核心是消除一切无效劳动和浪费。价值流图析工具是精益生产中一种的系统分析工具。本文首先对精益生产及价值流图析工具进行研究与阐述，然后以 ZX 车间产品生产流程为研究对象,利用价值流图析工具绘制公司现状价值流图，借助定性和定量相结合的系统分析方法，根据价值流
2、现状图分析与评估工厂当前的生产运作情况，找到生产流程中过量生产、库存、等待、搬运等主要浪费，确定缩短生产周期的关键点，并研究生产周期缩短的策略。然后利用关键路径分析法选择生产流程中的关键路径，并以此为基础进行整体项目计划。通过这些工具的应用，对影响周期的主要问题点进行优化和改善，消除生产流程中的大量库存、等待、搬运等浪费，从而达到优化交货周期、改善生产现场、降低公司成本。在本文中，通过价值流图析在 ZX 车间实际应用研究，探讨精益生产理论在模具制造业中的应用状况和条件，对该公司及其他同类企业有积极指导作用，同时对精益思想在国内企业的具体应用具有一定的指导意义。关键词：价值流图析；生产周期；关键
3、路径分析法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 most important too
4、l 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 outline WS Company
5、s current 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 shorten Lead Time. And th
6、en 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 delivery, improve production
7、 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 guiding flag for the resea
8、rch and application of lean production conception in domestic manufacturers.Key Words：Value Stream Mapping(VSM)；Lead Time；PERT 目 录1 绪论 .61.1 题目背景、研究意义及国内外相关研究情况 .61.1.1 题目的背景和意义 .61.1.2 国内外研究综述 .61.2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 .81.2.1 主要研究内容 .81.2.2 研究方案、方法或措施 .82 ZX 车间价值流图分析 .102.1 ZX 车间概况 .102.2
9、ZX 车间产品 P-Q 分析 102.3 ZX 车间现状价值流图的绘制 .112.3.1 顾客需求数据框的绘制 112.3.2 生产过程框的绘制 .122.3.3 每个过程的周期及总周期的计算 .122.3.4 整体现状价值流图 .132.3.5 现状价值流图分析 .153 价值流优化方案与措施 173.1 产品生产周期优化方案 .173.2 价值流分析及生产线平衡 .173.3 价值流优化成果 194 基于 PERT 技术的产品周期优化 214.1 计划评审技术（PERT）原理 214.2 产品生产工艺分解优化 .214.2.1 主轴加工具体工艺流程 .214.2.2 PERT 计算方法及流
10、程时间预测 224.2.3 PERT 网络分析图 234.2.4 计算关键路径 .244.2.5 计算完工概率（正态分布） .254.3 PERT 优化成果 265 结论 .27致 谢 .28参考文献 291 绪论1.1 题目背景、研究意义及国内外相关研究情况1.1.1 题目的背景和意义精益生产的理念最早起源于日本丰田汽车公司，而后由美国麻省理工学院组织专家研究汽车工业的生产方式总结出来的 1。其核心是追求消灭一切“浪费” ，以客户拉动和准时生产方式(JIT) 2组织企业的生产和经营活动，形成一个对市场变化快速反应的独具特色的生产经营管理体系。其特点是强调客户对时间和价值的要求，以科学合理的制
11、造体系来组织为客户带来增值的生产活动，缩短生产周期，从而显著提高企业适应市场万变的能力。价值流是当前产品通过其基本生产过程所要求的全部活动（包括增值和不增值活动）：（1）从原材料到产品交到顾客手中的生产流；（2）从概念到投产的设计流 3。价值流图析技术是分析整个价值流的一个强有力的工具，它通过价值流现状图，使得价值流中的问题显现出来，这样就可以应用各种精益技术将不增值的活动-即浪费消除。实现精益生产管理，最基本的一条就是消灭浪费，而判别和消灭浪费的一个有效工具就是价值流图析。ZX 车间是一间工模具设计制造车间，其产品主要为风力发电机主轴。本文通过价值流图析在 ZX 车间实际应用研究，探讨精益生
12、产理论在工模具制造业中的应用状况和条件，并对车间生产现状进行优化改善，消除浪费之源，使之不至于卷土重来，从而提高企业的竞争力。1.1.2 国内外研究综述第二次世界大战结束不久，因存在生产资源的极度匮乏以及市场规模小等因素，丰田公司对以福特公司为主的美国等西方汽车工业的大量生产方式进行了认真的研究和科学的分析，结合己方多年的经验，在不断探索之后，找到了一条适合日本国情的汽车生产方式:及时制造生产、全面质量管理、并行工程、充分协作的团队工作方式和集成的供应链关系管理，逐步创立了一套独特的多品种、小批量、高质量和低成本的丰田生产体系 4,5。1985 年美国麻省理工学院筹资 500 万美元，组织了以
13、詹姆斯.P.沃麦克，丹尼尔.T.琼斯，丹尼尔.鲁斯为代表等 53 名专家，用了五年时间对 14 个国家的近 90 个汽车装配厂进行实地考察，并对福特的大量生产方式和日本的丰田生产方式进行对比分析，最后于 1990 年著出了改变世界的机器 3一书，第一次把丰田生产方式命名为 Lean Production,即精益生产方式 3。1996 年，詹姆斯.P. 沃麦克，丹尼尔.T.琼斯等人著出了精益思想 6这本书，进一步完善了精益生产的理论体系。20 世纪末，越来越多的专家学者开始研究精益生产，很多企业将精益生产与本公司实际情况相结合，创造出适合本企业发展需要的新的管理体系，例如：精益六西格玛管理 7，
14、通用电气的群策群力 8，通用汽车的竞争制造系统等。并且许多因竞争失利处于低谷的企业纷纷转向精益生产方式，取得了显著的效果。随后，在越来越多的其他行业的企业中，精益生产的生产组织方法、人员管理方法以及企业协作方法都被广泛地吸收与推广。这时的精益生产已经应用于诸多领域,而我国是自上世纪 70 年代末期由日本引入精益生产方式。价值流也是起源于日本丰田公司，丰田称之为“物料与信息流图” 。其最初目的主要是帮助研究者或者是专业人员确认每一个价值流中存在的浪费环节，并且找到消除这种浪费或者说减少浪费环节的合适方法。但是这种模式的提出，最早是基于生产率为导向的，不是以质量为导向的，而这样做的目的是因为生产率
15、的提高会造成更加精益的运作，因此有助于暴露系统中存在的浪费和质量问题。价值流分析的主要目的，是为了揭示企业内部制造环境业务活动的类型，将所有的活动区分为非增值业务活动与增值业务活动，所以消除整个过程的非增值过程，能极大地提高了生产效率及服务质量 9。1998 年 6 月，迈克.鲁斯和约翰.舒克编写了学习观察 10，将价值流管理推广到全球。越来越多的人开始研究价值流及价值流图析工具。目前国内外己经将价值流的研究应用到了各个领域当中，并且在机械、电子、汽车制造业等领域也都有了成功的范例。随着价值流概念的引入，以及精益生产的理念不断完善，国内外已经有越来越多的学者关注到应用价值流管理这种方法来实现精
16、益生产模式，并且在这个领域己经有很多学者发表了自己的观点和制作了模型来协助分析。在国内的研究文献中，可以检索到许多学者关于价值流及价值流图析的研究。早在 1989 年，张曙等提出了柔性制造系统的加权利用率的计算方法，是国内较早使用价值流工具研究如何提高设备效率的文献 11。随着发展，越来越多的国内学者开始研究价值流及价值流图析工具，如季香君在其研究中，使用了价值流图析的方法，通过现状图及未来图的对比分析，对 NBC-10-V 产品的生产进行了流程上的改进 12；杨青，乔黎黎以某大型零售企业供应链改进为例，对现状价值流图进行分析，利用改进后的价值流图改善了供应链效率 13；张林发从实例应用的角度
17、出发，分析了如何运用价值流识别和管理工具来发现浪费的根源和改进区域，并有针对性地进行改进 14；朱蕾介绍了持续流的定义及其意义，并对价值流中的增值活动进行了界定，无间断的有价值效应的流程就是持续流，是开始精益生产的第一步 15；王新荣在其文中探讨了反映价值流动的价值流图的形式化描述以及价值流图和过程的关系，提出了采用一种形式化数学表示方法对价值流图进行了定义 16；周延虎在对传统精益生产理论总结的基础上，指出传统精益生产方式的缺点：从理论上把精力过分集中在消除浪费，而实践中往往存在局部精益的问题，精益生产也不能满足市场快速变化的要求，缺乏发现复杂问题的数据工具 17。1.2 本课题研究的主要内
18、容和拟采用的研究方案、研究方法或措施1.2.1 主要研究内容深入车间，根据企业现状，运用价值流图析技术，寻找存在浪费问题的原因，对存在的问题进行分析，并提出解决方案。具体内容：（1）查阅资料，深入了解精益生产理论，并了解价值流图析理论的研究现状,掌握价值流图析与精益生产的联系；（2）深入企业一线，针对企业价值流现状，运用价值流现状图分析寻找产生浪费的主要因素；（3）针对问题进行分析，结合企业实际利益进行合理的改善；（4）提出新的价值流图，并进一步客观评价自己的改善是否合理。1.2.2 研究方案、方法或措施进行价值流分析意味着对全过程进行研究，而不是单个过程；改进全过程，而不是仅仅优化局部。因而
19、要深入企业生产一线，从整体到局部进行分析，详细了解价值流的流动方向，而后拉伸视野，从局部到整体进行系统性的价值流图分析（图 1.1） 。（1）深入生产一线，跟踪产品的生产路径，收集材料流和信息流相关数据；（2）绘制价值流现状图及未来状态图，通过两图的对比分析，寻找企业浪费的主要原因；（3）针对问题进行分析，探索合理的改善措施；（4）提出优化方案，并对方案进行评价改进。图 1.1 研究方法思路框图Z X 车间精益生产需求价值流图析原理精益生产理论企业现场收集材料流和信息流数据价值流现状图未来状态图对比改进找出问题 ， 分析问题提出优化方案优化效果评价返回结论与展望2 ZX 车间价值流图分析ZX
20、车间是一家工模具设计制造车间，本章将首先描述 ZX 车间的生产运作管理状况，然后使用价值流图析工具绘制现状价值流图，并对现状价值流图进行分析，找出现有生产运作中的主要问题。2.1 ZX 车间概况ZX 车间是一间工模具设计制造车间，其产品主要为风力发电机主轴，其内部生产部门主要是模具制造部分。目前模具制造存在一个迫在眉睫的问题，就是生产周期非常长，生产效率较为低下，无法应对客户的需求。目前 ZX 车间的组织架构及车间生产布局都是按照功能式结构安排，即模具布局在一个车间，其车、磨、铣、钻、刨也都布局在不同的区域，导致产品与物料在上下工序间来回搬运，物料搬运量很大，同时也导致各工序之间在制品库存量很
21、大。本章将会以价值流图析工具对 ZX 车间现有生产运作现况进行分析。2.2 ZX 车间产品 P-Q 分析ZX 车间目前主要生产制造的模具，主要的客户为三一重工，主要产品为轴类零件。现根据客户所需要的最终所交产品的类型进行分类，并进行订单量统计，具体见表 2.1。表 2.1 ZX 车间订单统计表类别 A 类零件 B 类零件 C 类零件 D 类零件 E 类零件占订单比例 13% 22% 17% 32% 16%图 2.1 不同客户订单量比例对 ZX 车间产品客户进行 P-Q 分析，见图 2.1 所示：A 类零件占 13%、B类零件占 22%、C 类零件占 17%、D 类零件占 32%；E 类零件占
22、16%。由于 D 类零件所占比例最大，后续的价值流图分析将以 D 类零件为研究对象，进行价值流分析与生产周期影响因素分析。其中，D 类零件主要加工工艺过程可见表2.2。表 2.2 D 类零件主要加工工艺过程2.3 ZX 车间现 状价值流 图的绘制绘 制价值流 图通常采 用铅序号 工序名称 工序内容及要求 设备1 粗车 粗车外圆、台阶 车床2 铣槽 铣槽 铣床3 精车 车两端面、车倒角 数控车床4 粗磨 粗磨两端面 磨床5 精磨 精磨外圆、台阶 磨床13%22%17%32%16%0%5%10%15%20%25%30%35%A类 零 件 B类 零 件 C类 零 件 D类 零 件 E类 零 件不 同
23、 客 户 订 单 量 比 例占 订 单 比 例笔和白纸进行绘制，绘制过程需要对生产流程进行调查并统计数据。本文中 ZX车间的价值流图采用 Microsoft Visio 2010 进行绘制。2.3.1 顾客需求数据框的绘制轴类零件有各种各样的品种和款式，客户需求也多种多样。根据客户需求情况分析，在 D 类零件的订单量中，风力发电机主轴的比重最多也最大。风力发电机主轴的主要加工工艺过程由上表 2.2 可见，各工序间通过天车进行运转。根据企业的实际情况和信息，用以下图示绘制成客户需求如图 2.2所示：图 2.2 客户需求数据框2.3.2 生产过程框的绘制ZX 车间接到客户订单后，如果是以前做过的老
24、订单，就直接下单给 PMC（生产管理部门） 进行安排生产。对于比较稳定的客户，PMC 也会根据客人以往的需求趋势，每周、每月进行订单预测生产；如果接到新的订单，就会首先进行新产品开发，新模具制造由设计部门下单给模具部生产，模具生产完成后移交生产部门，生产部门生产安排由 PMC 进行统筹与管控。针对生产部门的主要生产过程，利用价值流图析工具，从成品仓库开始，逆着生产流程方向检讨产品流经的各个工序，即精磨、粗磨、精车、铣槽、粗车，寻找浪费点，并对每个过程段的加工时间、换模时间、班次、有效工作时间、机器效率及库存、搬运等浪费点进行记录，具体数据见表 2.3 与表 2.4 所示：表 2.3 各工序数据
25、框所需数据表工序名称 粗车 铣槽 精车 粗磨 精磨加工周期(min) 154 68 148 54 81客户C / T - 加工周期班次机器使用率T - 工作时间表 2.4 各生产过程主要浪费点统计表2.3.3 每 个过 程的 周期及总周期的计算整个价值流图中有两个时间我们需要重点研究，一个是产品加工时间，一个是生产周期。加工时间即增值时间，就是一个产品不停顿的流过所有生产过程时，真正产生价值的时间。为了分析的方便，我们将加工过程中非增值但必要的时间当成增值时间进行分析，这样我们就可以将每个工序的标准工时当成增值时间。 对于 ZX 车间来讲，每个产品的标准工时有所差异，为了分析方便，我们按照选取
26、 50 个产品的平均标准工时作为每道工序的标准工时。目前的加工过程是以六个主轴作为一个加工批量,经过五个工序，先逐个粗车六个主轴，再逐个对六个主轴铣槽，以此类推, 直到六个主轴全部加工完成。具体加工过程和耗用时间如表 2.5 所示。班次 1 1 1 1 1机器使用率 68% 71% 75% 64% 67%工作时间(min) 505 505 505 505 505工序名称 粗车 铣槽 精车 粗磨 精磨库存量 3 8 3 9 6主要浪费等待、库存、搬运浪费等待、库存、搬运、次品浪费等待、库存、搬运、次品浪费等待、库存、搬运浪费等待、库存、搬运、次品浪费工序名称 粗车 铣槽 精车 粗磨 精磨单件加工
27、周期(min) 154 68 148 54 816 批量加工周期(min) 924 408 888 324 486表 2.5 各生产工序的生产周期计算表这是一种典型的推式生产方式, 这种加工组织方式存在的问题是, 在六件批量加工过程中, 当六件中的第一件开始加工到完成为止这段时间内, 其它五件都处在排队等待当中, 即形成了可怕的在制品库存(结合表 2-4 可知)。从表 2.5 数据可以看出，不同的生产工序占用的周期时间不一样，具体每道工序占用的比例如图 2.3 所示：图 2.3 各工序加工 周期分布比 例由 图2-3 可 以看出，粗车和精车的加工周期占用周期最长，分别高达 30%和 29%；其
28、次就是精磨、铣槽和粗磨，分别达到 16%、13%和 11%。2.3.4 整体现状价值流图整个生产过程包含 2 种价值流，一种是物流，即产品沿着生产流程的流动方向；另一种是信息流，信息流包含三类，一类是与客户之间的订单信息，第二类是与供应商之间的采购信息，第三类是企业内部生产计划信息。信息流传递方式一般分为 2 种，一种是电子邮件等电子信息，一种是打印成纸质的订单、采购单、生产计划表等。目前 ZX 车间的物流是从左至右的流动；客户端与供应商端信息流主要是采用电子信息流，内部生产计划信息采用电子邮件与生产计划表结合的方式传递。整体现状价值流图如图 2.4 所示。总周期(min) 3030粗 车 1
29、5430%铣 槽 6813%精 车 14829%粗 磨 5411%精 磨 8116%加 工 周 期 分 布 比 例粗 车铣 槽精 车粗 磨精 磨生产控制部门 每周工作计划粗车铣槽精车粗磨精磨发运供应商客户每月预测每月预测每 两 周 供 货 一 次每 周 发 货 一 次增值时间 生产周期77015434068740148270540-50581505min2625min-3030min增值率16.7%C/T=154min单班作业使用率68%T=505minC/T=68min单班作业使用率71%T=505minC/T=148min单班作业使用率75%T=505minC/T=54min单班作业使用率
30、64%T=505minC/T=81min单班作业使用率67%T=505min5个5个5个5个0-5个采用货车发运图2-4整体现状价值流图2.3.5 现状价值流图分析由图 2.4 可知，生产过程中存在大量在制品库存, 产生的影响主要是:1、占用流动资金；2、额外管理费用；3、掩盖生产过程中存在的问题；4、 延长制造周期等。因为在制品库存为: 加工周期=加工时间( 实际加工时间+ 辅助时间) + 等待时间（库存时间） 。为此根据加工工序,到现场实际观测, 然后对整个加工过程进行了分析, 具体数据如表 2.6 所示。表 2.6 各工序加工时间统计表经分析可知，主轴各加工工序所需时间严重的不平衡, 粗
31、车需要 154min,而粗磨大头仅需 54 min，最长加工时间和最短加工时间相差 100 min。由于加工时间不均衡, 导致主轴在生产加工过程中物流不畅, 故使加工环节产生等待和大量的在制品库存。由表 2.6 可见,主轴从投人到产出需要 505+2525=3O3Omin,其中 2525min 为在制品等待所产生的库存时间, 实际加工时间的利用率仅为 505/3030=16.7%,时间浪费实在惊人。表 2.7 各工序增值比工序名称 粗车 铣槽 精车 粗磨 精磨加工周期(min) 154 68 148 54 81总周期(min) 3030增值比 5.08% 2.24% 4.88% 1.78% 2
32、.67%图 2.5 各工序增值比加 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=77068 68*5=340148148*5=74054 54*5=270 81 0 505 2120 2625第 二 件 154 770 68 340 148 740 54 270 81 81 505 2201 2706第 三 件 154 770 68 340 148 740 54 270 81 162 505 2282 2787第 四 件 154 770 68 340 148 740 54 270 81 243 505 2363 286
33、8第 五 件 154 770 68 340 148 740 54 270 81 324 505 2444 2949第 六 件 154 770 68 340 148 740 54 270 81 405 505 2525 3030总 时 间 加 工 周 期主 轴 粗 车 铣 槽 精 车 粗 磨 精 磨根据（增值时间/加工周期）对每个生产工序的增值比进行计算，如表 2.7 所示。粗车和精车增值比最高，达到为 5.08%和 4.88%，其他工序增值比都非常低，如图 2.5 所示。增值比越低，就代表浪费就越多，改善的空间就越大。改善的过程就是设计方案减少生产流程中过量生产、库存、等待、搬运、动作、次品、
34、多余工序等七大浪费的过程。根据以上数据可以看出，ZX 车间采用的是一种典型的推动生产方式,生产完全按照预测进行.由于预测的偏差以及顾客需求的不确定性,所以经常会出现无法按计划生产的现象,使车间生产管理模式在生产布局上形成在制品库存.材料从上游生产阶段流出,进入中间的在制品存储区,然后进入下游生产阶段.虽然各种在制品库存的功能是为以保证产品的连续生产起调节作用,但是,由于各个信息孤岛的存在,致使各种库存不但不能起到协调生产、保证生产连续性的作用,反而适得其反,给产品的质量管理、成本管理、劳动生产率、对市场的反应能力等方面带来极其不利的影响,同时也造成巨大的浪费。这些数据也说明了在当前价值流中存在
35、巨大的浪费-不增值活动,因此,要通过消除价值流中的浪费,设计一条更加合理的价值流,找到并立即消除不必要且不增值活动,并努力减少必要但不增值的活动,即减少生产流程中的库存、等待等浪费，才能使 ZX 车间的价值流增益。3 价值流优化方案与措施经过第二章对 ZX 车间进行价值流分析，找到了影响 ZX 车间生产周期的主要因素为库存、等待、搬运等浪费，本章将会针对这些影响因素制定优化方案，并按照优化方案对生产周期进行优化。3.1 产品生产周期优化方案产品生产过程中的主要浪费为库存、等待、搬运浪费。根据价值流现状图, 发现在制品库存过多的主要原因有以下几点：一是生产计划不合理，生产部将计划直接下达到各部门
36、，是典型的推式生产。这样各部门只对上级负责，并不关心产品的需求方，结果使生产线上必然形成缺货或积压。二是加工周期不平衡，现行主轴加工过程各工序加工时间不平衡，导致等待时间增多，所以改善的一个着眼点就是平衡时间，使每个工序操作的时间差距尽可能小。三是由于生产过程中的上下工序距离很长，且主轴产品过于庞重，每次搬运需要天车和两个工人方可移动，无法做到连续性生产，因此需要利用库存来保证生产的连续性。四是由于订单波动，生产较多库存来应付这种波动，以满足客户的需求。库存、等待、搬运等浪费主要来源于过多的库存的来回搬动，以及生产线不合理布局。搬运及大量库存可以通过价值流分析来解决；各道工序计划将会利用 PE
37、RT 技术进行优化。3.2 价值流分析及生产线平衡根据目前的加工方式从横向(工艺顺序)和纵向(零件顺序)两方面分析，根据价值流的含义可判别出其中有些是有价值的，有些是无价值的，有些虽无价值, 但是必要的，具体如表 3.1 所示。表 3.1 价值流分析表动 作 内 容 时 间(min)性 质 动 作 内 容 时 间(min)性 质 动 作 内 容 时 间(min)性 质 动 作 内 容 时 间(min)性 质 动 作 内 容 时 间(min)性 质磨 刀 15 F 夹 紧 、 找 正 10 F 上 活 8 F 上 活 5 F 上 活 7 F上 活 8 F 下 刀 4 F 夹 紧 、 找 正 5
38、F 夹 紧 、 找 正 4 F 夹 紧 、 找 正 4 F夹 紧 、 找 正 3 F 铣 削 48 T 装 刀 2 F 粗 磨 外 圆 41 T 精 磨 外 圆 65 T装 刀 2 F 下 活 6 F 精 车 127 T 下 活 4 F 下 活 5 F粗 车 外 圆 120 T 下 活 6 F 下 活 6 F 合 计 154 68 148 54 81注 ： F-无 价 值 ； T-有 价 值粗 车 铣 槽 精 车 粗 磨 精 磨如精车外圆、台阶面时，要反复上小架子找正、卸下,再上大架子找正、卸下等,同时由于主轴体积较大、质量很重, 必须使用天车搬运。按照传统的生产方式，这些都是必须的，但从精益
39、生产的角度看，其中有些是多余的、无价值的，应设法消除。根据以上价值流分析，应用工业工程的基本方法，对无价值的操作可以采用合并、精简，设想将以前需要 5 个工序才能完成的操作合并成 3 个。同时将以前三台机床单独进行的操作组成一个拉式小流水线共同协作完成主轴的加工过程，并按照精益生产的要求改变生产计划方式及送货方式。改善总体设想如图 3.1 所示价值流未来状态图。生产控制部门 每周工作计划粗车铣槽磨工发运供应商客户每月预测每月预测每 天 供 货 一 次每 天 发 货 一 次增值时间生产周期0492min646min增值率76.2%C/T=154min单班作业使用率68%T=492minC/T=6
40、8min单班作业使用率71%T=492minC/T=122min单班作业使用率67%T=492min采用货车发运图3-1主轴加工未来状态图1541546801481个拉动拉动精车C/T=148min单班作业使用率67%T=492min拉动0122根据未来状态图，将原来的推式生产改为拉式生产；原来三个车工单独的加工变为一个流水线加工流程，形成拉式作业，这样既平衡了物流，又减少了库存浪费。经物流平衡后的主轴加工周期见表 3.2。表 3.2 平衡后各工序加工周期表由表 3-2 可见，物流平衡后实行流水线生产：主轴单件加工周期为：154+68+148+122=492 min；六个主轴加工时间为：492
41、+1545=1262 min；三台机床组成流水线生产，每过 154min 制造出一个主轴。改善后的主轴加工价值流如表 3.3 所示。表 3.3 改善后价值流分析表工序名称 粗车 铣槽 精车 磨工单件加工周期(min) 154 68 148 122单件加工总周期(min) 492总周期(min) 492+1545=1262动 作 内 容 时 间(min) 性 质 动 作 内 容 时 间(min) 性 质 动 作 内 容 时 间(min) 性 质 动 作 内 容 时 间(min) 性 质磨 刀 15 F 夹 紧 、 找 正 10 F 上 活 8 F 上 活 7 F上 活 8 F 下 刀 4 F 夹
42、 紧 、 找 正 5 F 夹 紧 、 找 正 4 F夹 紧 、 找 正 3 F 铣 削 48 T 装 刀 2 F 粗 磨 外 圆 41 T装 刀 2 F 下 活 6 F 精 车 127 T 精 磨 外 圆 65 T粗 车 外 圆 120 T 下 活 6 F 下 活 5 F下 活 6 F 合 计 154 68 148 122注 ： F-无 价 值 ； T-有 价 值粗 车 铣 槽 精 车 磨 工将表 3.3 与表 3.2 对比，可见无价值操作大大减少。3.3 价值流优化成果这种改变现行生产计划的方式，能将指令直接下达到装配车间，然后由装配车间拉动生产系统。再者为保证改善方式的执行，与生产车间主任
43、、车工师傅沟通，他们认为改善方案在生产工艺上具有可行性。实施后的结果如表 3.4所示。表 3.4 改善前后比较由表 3.4 中数据可见，改善后主轴批量加工时间仅为原来的 41.7%；更重要的是整个生产过程流动了起来，形成了一个流动的拉式生产方式，减少了在制品库存，虽然单件加工周期变更不大，但总加工周期大为缩短，使生产过程大为精简。在制品库存(个) 单件加工周期(min) 六件加工周期(min)改善前 5 505 3030改善后 2 492 12624 基于 PERT 技术的产品周期优化4.1 计划评审技术（PERT）原理PERT(Program Evaluation and Review Te
44、chnique)即计划评审技术，最早是由美国海军在计划和控制北极星导弹的研制时发展起来的。PERT 技术使原先估计的、研制北极星潜艇的时间缩短了两年。简单地说，PERT 是利用网络分析制定计划以及对计划予以评价的技术。它能协调整个计划的各道工序，合理安排人力、物力、时间、资金，加速计划的完成。在现代计划的编制和分析手段上，PERT 被广泛的使用，是现代化管理的重要手段和方法。PERT 网络是一种类似流程图的箭线图。它描绘出项目包含的各种活动的先后次序，标明每项活动的时间。对于 PERT 网络，项目管理者必须考虑要做哪些工作，确定时间之间的依赖关系，辨认出潜在的可能出问题的环节，借助 PERT
45、还可以方便地比较不同行动方案在进度和成本方面的效果。PERT 是开发一个 PERT 网络要求管理者确定完成项目所需的所有关键活动，按照活动之间的依赖关系排列它们之间的先后次序，以及估计完成每项活动的时间。这些工作可以归纳为 5 个步骤。1、确定完成项目必须进行的每一项有意义的活动，完成每项活动都产生事件或结果；2、确定活动完成的先后次序；3、绘制活动流程从起点到终点的图形，明确表示出每项活动及其它活动的关系，用圆圈表示事件，用箭线表示活动，结果得到一幅箭线流程图，我们称之为 PERT 网络图；4、估计和计算每项活动的完成时间；5、计算每项活动的最早与最晚时间，找到活动的关键路线。借助包含活动时
46、间估计的网络图，管理者能够制定出包括每项活动开始和结束日期的全部项目的日程计划。在关键路线上没有松弛时间，沿关键路线的任何延迟都直接延迟整个项目的完成期限。4.2 产品生产工艺分解优化4.2.1 主轴加工具体工艺流程在对 ZX 车间主轴加工路线进行关键路径的分析时，必须清楚了解其产品的具体流程路线，如表 4.1 所示。表 4-1 主轴加工具体工艺流程4.2.2 PERT 计算方法及流程时间预测在网络计划中最基本的参数是流程或工序的时间。一般来讲，流程时间是一个随机变量。在 PERT 方法中采用三时估计法。所谓三时估计法，就是估计流程三种完工的时间，即最乐观完成时间指顺利完成的最短时间； 能完成
47、时间指正常情况下完成工序最可能的时间； 观完成时间指极不顺利条件下完成的时间。 通过对新产品开发过程的每一个流程进行时间的三种预测，可以对整个产品开发过程的时间做出相对准确的判断。从而对产品开发计划做出准确的完成概率预测。而后用下面公式来计算流程完成时间的：平均值：(,)=+4+62=(6 )2方差值：序号 工序名称 工序内容及要求 设备A 下料 切割原料 切割机B 锻造、退火 C 镗工 在镗床上打一中心孔 钻镗床D 粗车 车外圆、车台阶 车床E 热处理 调质处理 F 车工 钻、镗两端面台阶孔 车床G 深孔钻 深孔钻孔 钻床H 车工 车两端面、车倒角 车床I 粗磨 磨花键外尺寸 磨床G 铣工
48、铣槽 铣床K 划线 L 镗工 钻、攻两端面螺纹孔 钻镗床M 滚外齿 滚两端花键 N 钳工 修倒角、修毛刺 O 热处理 齿面淬火 P 磨工 磨外径 磨床Q 成检 每工序要半检 所以一个新产品的完工期为关键路径上各流程时间之和。由概率论定理可知，新产品的完工期是一个服从正态分布的随机变量。其期望值为关键路线上各工序时间期望之和，即：期望值：=(,)+4+6均方差：= (,)(6 )2具 体计算数据在 下表 4-2 所示： (时间单位： min)表 4-2 各工序 流程完成时间 预测工序编号 紧前工序 (,) 2A 30 45 60 45 25B A 15 20 30 21 6.3C A 10 14 20 14 2.8D B 30 45 60 45 25E C、D 20 25 40 27 11.1F E 90 180 240 175 625G E 30 50 80 52 69.4H F 10 14 21 15 3.4I E 30 50 60 49 25J H、G、I 30 38 45 38 6.3K J 20 30 45 31 17.4L K 30 60 120 65 225M K 20 40 60 40 44.4N K 10 14 20 15 2.8O L 20 30 40 30 11.1P O、M、N 55 70 80 69
