汽车密封条C6工位工序动作平衡与仿真

汽车密封条C6工位工序动作平衡与仿真
摘要
本文是对万源瀚德汽车密封系统####分公司audiC6工位的实习考察的根底上，获取原始资料，在排好各工艺流程内容的根底之上，运用模特法对生产线每个工位的操作动作进展分析，以确定各操作单元的操作时间。

同时，根据实际情况确定出生产线的节拍，结合操作时间和节拍确定生产线平衡率.通过对生产线进展平衡并利用“5W1H〞提问法以与“ECRS〞原那么对生产线进展适当的改进并完成C6工位工序动作平衡的设计任务。

本文利用Flexsim这一软件工具对C6工位的运行过程进展了仿真，找出了在生产线运行过程中出现的阻塞和等待问题并对此进展了分析.
关键词：生产线平衡，MOD，仿真，节拍
Abstract
This article is Haldex Beijing Wan Yuan Changchun Automotive Sealing Systems Co., Ltd. Branch audiC6 inspection station on the basis of the internship to obtain the original information content in the line up on the basis of the process, the use of model laws on the production line for each work bit operating movements were analyzed to determine the operating unit's operating time. Meanwhile, according to the actual situation to determine the production line to the beat, bined with operating time and beat to determine line balance rate, through the production lines to balance and use of "5W1H" questions law, and "ECRS" principle of production appropriate to improve and plete the C6-position process Action balanced design tasks. In this paper, the software tool Flexsim C6-position of running the simulation, identified during the operation of the production line blocking and waiting for problems to
occur, and this is analyzed.
Keywords: line balancing, MOD, simulation, beat
目录
1 绪论1
1.1课题研究背景1
1.2当前汽车密封条的开展形势1
1.3汽车密封条的生产工艺2
1.4实习公司简介3
1.5国外汽车密封条开展情况4
2 流水线与人因工程学简介4
2.1流水线的概念与特征4
2.2流水线的节拍设定与平衡率计算6 2.3人因工程学7
2.3.1 人因工程概述7
2.3.2 人因工程的目的7
3 C6工位工序动作平衡分析设计1
3.1动作分析概述1
3.2动作分析方法用途2
3.3模特排时法3
3.4动作分析的应用6
3.2对各工序进展动作分析8
3.3计算工位的节拍18
3.4计算生产线平衡率19
4 C6工位生产线动作平衡分析改善1 4.1C6工位问题分析1
4.2C6工位改善方案2
4.3C6工位节拍的计算6
4.4C6工位改善后平衡率的计算：7
5 基于FLEXSIM的生产线仿真7
5.1仿真软件概述7
5.2FLEXSIM仿真软件简介7
5.3FLEXSIM的主要特性8
5.4FLIESIM软件特点8
5.5C6工位生产线改进前后的仿真分析8
6 结论13
致谢14
参考文献14
1绪论
1.1课题研究背景
汽车密封条是汽车的重要零部件之一，广泛用于车门、车窗、车身、座椅、天窗、发动机箱和后备箱等部位，具有防水、密封与节能的重要作用，隔音、防尘、防冻、保暖。

它必须具有很强的拉伸强度，良好的弹性，还需要比拟好的耐温性和耐老化性。

为了保证胶条与型材的紧固，胶条的断面结构尺寸必须与型材匹配。

其特点：汽车用密封条主要是由具有良好弹性和抗压缩变形、耐老化、臭氧、化学作用、较宽的使用温度X围〔-40℃~+120℃〕的三元乙丙橡胶(EPDM)橡胶发泡与密实复合而成，内含独特的金属夹具和舌形扣，巩固耐用，利于安装。

用途：主要应用在车门门扇门框、侧面车窗、前后档风玻璃、发动机盖和行李箱盖上，起到防水、防尘、隔音、隔温、减震、装饰的作用。

还可以生产用于安装客车行李仓门的橡胶铰链。

独特的配方设计使三元乙丙橡胶密封条具有优越的抗老化、耐上下温与耐化学药药品性性能，具有良好的弹性和抗压缩变形性，长期使用不会龟裂或变形，在-50度至120度之间都能维持其原有的高密封性能。

胶条断面设计，系统综合设计等方面的经历保证了良好的防水、防尘、隔音、隔温、减震作用。

密封条安装方便、结实可靠、活动门开关轻便。

1.2 当前汽车密封条的开展形势
汽车密封条是汽车的重要零部件之一，广泛用于车门、车窗、车身、天窗、发动机箱和后备(行李)箱等部位，具有隔音、防尘、防渗水和减震的功能，保持和维
护车内小环境，从而起着对车内乘员、机电装置和附属物品的重要保护作用。

随着汽车工业的开展，密封条的美观、环保、舒适功能的重要性日益凸现。

国外车业已将安装在汽车各部位的密封系统(称为汽车密封系统，Automo-bile sealing system)进展专门的研究和开发，其重要性正在日益受到人们的关注[1]。

1.3汽车密封条的生产工艺
汽车密封条的生产是一个很复杂的过程，它既有类似于流程性材料加工特点的工序，又具有离散型加工的步骤。

有机械的变化，又利用了化学的效应。

除根本的橡胶生产工艺，又运用了金属冷作、焊接、外表处理等多种加工方法。

橡胶密封条主要工艺流程包括炼胶、挤出硫化和后加工三个局部[2]。

图2-1骨架类密封条生产工艺流程
1.4实习公司简介
万源瀚德汽车密封系统##是一家中外合资企业，成立于一九九六年二月一日，拥有600余名员工，生产面积约三万平方米。

拥有全自动密封条生产线8条，具有年产1500-1800万米的生产能力，生产技术全部为从德国引进的专利技术。

为提高产品质量、产品档次，增加产品规格，合资公司先后从德国配套引进了密封胶条二次加工设备、PVC塑料生产线、PVC塑料与橡胶胶条粘合生产线、特殊工艺要求加工生产设备和炼胶生产设备等70余台套设备，以满足不同汽车生产厂家对汽车密封件的需求。

外方〔60%股份〕：GDX汽车公司现已成为全球第二大汽车密封系统供给商，在八个国家设有19家制造厂，万名员工。

是世界著名品牌汽车GM、FORD、VW、DCAG、BMW、PSA、RENAULT、NISSAN等几十家国际企业的汽车密封系统供给商。

中方〔40%股份〕：中国运载火箭技术研究院是中国航天工业开展与运载火箭技术研究基地，所研制的"长征"系列火箭名扬世界，具有雄厚的技术力量。

现有员工27000人，研究所13个,生产工厂7个。

合资公司成立至今，德方陆续将原来在德国生产的“捷达〞、“奥迪〞、“富康〞、“别克〞等密封件生产技术、生产设备全部转入合资公司，并对合资公司原有的生产设备进展了彻底的技术改造，使合资公司逐步成为目前中国国内唯一能提供高档汽车密封产品的专业生产公司。

公司已成为“奥迪〞、“捷达〞、“宝来〞、“高尔夫〞、“红旗〞、“马自达M6〞、“富康〞、“标致307〞、“别克〞产品先后通过吉普##国产化产品质量认证、一汽和一汽群众公司供货商产品质量认证、二汽神龙公司质量保证体系认证、##依维克公司质量保证体系认证、##通用汽车公司质量认证、##群众汽车公司质量认证、金杯通用汽车公司的质量认证，并已批量向各厂家供货。

公司晋升为一汽和一汽群众公司的A级供货商，二汽神龙公司的A级供货商，##通用A级供给商。

在质量管理方面与国际先进水平接轨，已通过QS9000、ISO9001：2000、 ISO TS16949：2002、VDA6.1质量认证与ISO14001环境管理体系认证。

1.5国外汽车密封条开展情况
近年来，我国汽车用橡胶密封条在研制开发和推广应用方面取得了很大开展，但与汽车工业兴旺国家的同类产品比拟还存在很大差距，特别是在新材料的研制和应用、密封条的设计制造能力、密封条的外观质量等方面均存在一定的差距。

我们应密切关注国内外对各类同类产品标准和其他相关技术资料的收集和分析，尽快建立汽车密封条各类产品的数据库，特别是对国内外各类标准体系的跟踪研究，尽快建立适合我国汽车密封条行业安康开展的技术标准体系，为自主开发设计密封条产品奠定坚实的根底。

2流水线与人因工程学简介
2.1流水线的概念与特征
〔一〕流水生产的概念
流水生产是指劳动对象按照一定的工艺路线，顺序地通过各个工作中心，并按照
一定的生产速度〔节拍〕完成作业的连续重复生产的一种生产组织形成。

〔二〕流水生产的根本特征
流水生产，又称为流水线，它的根本特征如下：
1、流水线上固定生产一种或少数几种产品〔零件〕，其生产过程是连续重复进展的，最大限度地减少了制品的等候时间和设备的加工间歇时间。

2、工作中心的专业化程度很高，在流水线上，各个工作中心是按照产品工艺过程的顺序排列的。

在制品按单向运输路线移动，每个工作中心只固定完成一种或少数几种作业。

3、按照规定的节拍进展生产，所谓节拍，就是流水线上相继出产两件一样产品之间的时间间隔。

4、流水线上各工序的生产能力是平衡的、成比例的，即各道工序的工作中心〔设备〕数同各道工序单件作业时间的比例一样。

设流水线上各道工序的工作中心数分别为s1，s2，……，s m；各道工序的单件作业时间分别为t1，t2，……t m；流水线节拍为r。

为使流水线各工序之间保持平衡，必须是：
t1 s1=t2s
2
=…=t m s
m
=r
5、工艺过程是封闭的。

在流水生产条件下，生产过程的连续性、平等性、比例性、节奏性都很高，故流水线具有提高工作中心专业化水平、提高劳动生产率、降低产品本钱、稳定产品质量，以与提高生产的自动化水平第一系列优越性。

但流水生产也存在一些不利的方面，如由于设备高度专用化，对产品的变化缺乏适应性；一旦流水线上某台设备发生故障，就可能导致整条线停工，系统的可靠性较差；还有也是很重要的一点，就是从社会心理角度来看，流水线上的操作工人长时间重复简单而单调的操作，容易感到乏味、疲劳、对工作缺乏满足感。

所以
如何充分发挥流水线的优越性和克制某缺陷，将是现代生产与作业管理面临的一个主要课题[3]。

2.2流水线的节拍设定与平衡率计算
⑴流水线节拍r设计
r = F(1-β)÷N(1-α)
F:计划总工作时间β:工具准备/工人休息占总共时的百分比
N:计划期内产量β:容许废品率
⑵流水线某工序设备数量Si 计算
Si = Ti÷r
Ti: 某道工序的时间
⑶流水线人力计算P
P =(1+b%)∑( Pi g ÷Fi)
b: 后备工人百分比 Pi: 某工位人数, g: 班数, Fi: 某道工序每人看管设备数
⑷传送速度
υ=L /r
L:工位距离
流水线的平面布局
流水线能力评估
⑴流水线产出能力计算Cp:
Cp= (Tw-∑T I )÷r
Tw:总工作时间∑T I:线上所有工位的标准时间之合.r : 流水线节拍
⑵流水线平衡率计算
B% = ∑T I / (rxn)
T ∑T I:线上所有工位的标准时间之合. r : 流水线节拍. n:流水线工位数⑶流水线平衡率要求
多大的平衡率是适宜的, 至今尚无定论. 迎接和公司的工艺能力和管理水平来确定.通常而言如果平衡率低过70%, 应考虑优化. 可将85%±5%作为控制标准. 平衡率超过90%一般是很优秀的流水线.
2.3人因工程学
2.3.1人因工程概述
人因工程学是一门新兴的正在迅速开展的穿插学科，涉与多种学科，如：生理学、心理学、解剖学、管理学、工程学、系统科学、劳动科学、平安科学、环境科学等，应用领域十分广阔。

因此，在本学科的形成和开展过程中，各学科、各领域、各国家的学者从不同角度给该学科下定义、定名称，反映不同的研究重点和应用X围，至今仍未统一[6]。

2.3.2人因工程的目的
〔1〕使人工作得更有效;
〔2〕使人工作得更平安;
〔3〕使人工作得更舒适.;
我认为在具体应用：
〔1〕强化人员培训，提高章法意识，提高操作技能，提高预测风险的能力，是防止人为过失的有效措施。

〔2〕灯光，噪音要控制得当，冰柜，风扇要做到真正能够被每个人用到,享受到。

〔3〕提倡无惩罚主动报告制度。

如果当事人报告所面临的是处分时，就很难从当事人那里得到真实的情况，因而也就很难发现过失的苗头。

我们了解和调查的根本目的是防止类似事件的再次发生而不是别的目的。

3C6工位工序动作平衡分析设计
3.1动作分析概述
动作分析是方法研究的另外一个内容，主要研究分析人在进展各种操作时的身体动作，以消除多余的动作，减轻劳动强度，使操作简便更有效，从而制定出最正确的动作程序。

通过研究作业动作中以下不合理现象，通过排除、组合、重排、简化的方法优化作业过程，提高作业效率、质量：
1、停滞
2、无效动作
3、次序不合理
4、不均衡〔如：太忙碌、太清闲等〕
5、浪费
程序分析是从大处着眼，根据程序图分析生产过程的种种浪费，从合理安排程序中去寻求提高工作效率的方法。

而动作研究那么是在程序决定后，研究人体各种操作动作之浪费，以寻求省力、省时、平安的最经济的方法。

动作分析的实质是研究分析人在进展各种工作操作时之细微动作，删除无效动作，使操作简便有效，以提高工作效率。

其内容为：发现操作人员的无效动作或浪费现象，简化操作方法，减少工人疲劳，在此根底上制定出标准的操作方法，为制定动作时间标准作技术准备。

它包括：动素分析、影象分析、动作经济原那么等内容。

动作分析是按操作者实施的动作顺序观察动作，用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容，把握实际情况，并将上述记录图表化，以此为根底，判断动作的好坏，找出改善着眼点的一套分析方法[4]。

3.2动作分析方法用途
〔1〕目视动作观察法：分析者直接观测实际的作业过程，并将观察到的情况直接记录到专用表格上的一种分析方法。

〔2〕影像动作观察法：通过录像和摄影，用胶卷和录音带记录作业的实施过程，再通过放影、放像的方法观察和分析作业动作的方法。

高速摄影分析法〔细微动作影像分析〕常速摄影分析法慢速摄影分析法 VTR 分析法
动作分析的用途
动作分析有以下几点用途：
1、为减轻作业疲劳，提高工作效率而找出动作存在的问题
2、探讨最适当的动作顺序、方法和人体各部位动作的同时实施
3、探讨最适合于动作的工夹具和作业X围内的布置
4、比拟动作顺序、方法改进前后的情况，预测和确认改善的效果
5、用记号和图表一目了然地说明动作顺序和方法
6、改善动作顺序和方法，制定最适当的标准作业方法
7、提高能细微分析动作和判断动作好坏的动作意识
动作分析的目的
生产活动实际上是由人和机械设备对材料或零部件进展加工或检验组成的，
而所有的检验或加工又都有是由一系列的动作所组成，这些动作的快慢、多少、有效与否，直接影响了生产效率的上下。

许多工厂对工序动作的安排，往往是在产品刚开场生产时安排一次，此后除非出现重大问题很少进展变更。

效率的提高一般视作业者的动作熟练程度而定，随着动作的逐渐熟练，作业者对作业动作习以为常，完全在无意识中进展操作。

实际上，这样的作法潜藏着极大的效率损失。

许多人们认为理所当然的动作组合，其实都存在:
停滞无效动作次序不合理不均衡〔如：太忙碌、太清闲等〕浪费等不合理现象。

这些动作对产品的性能和结构没有任何改变，自然也不可能创造附加价值，使生产效率因之降低。

吉尔布雷斯曾说过：“世界上最大的浪费，莫过于动作的浪费。

〞
以日常生活中的动作为例：一个熟练的厨师，可以同时用两个甚至更多的炉子炒菜，快速而且不会出过失。

而平常人那么可能用一个炉子炒菜都会出现在中途发现某一种材料还未准备好的状况，所消耗的时间也更长。

究其原因，就是因为动作安排合理与否造成的。

动作分析就是对作业动作进展细致的分解研究，消除上述不合理现象，使动作更为简化，更为合理，从而提升生产效率的方法。

3.3 模特排时法
模特排时法〔简称模特法或MOD法〕是澳大利亚预定时间标准研究会开发，属通用型和功能型第二水平。

该法主要依据美国人西格〔A.B.Segur〕所创立的动作时间分析〔MTA〕法，动素划分与时间表示方法比拟容易学习和应用。

MOD
法主要基于以下假设〔根本原理〕[5]。

所有人力操作时的动作，均包括一些根本动作。

模特法把生产实际中的操作动作归纳为21种根本动作。

不同的人做同一动作〔在条件一样时〕所需的时间根本相等〔误差在10%左右〕。

这样，可以不用通过实际操作测量，只需对作业进展分析、计算，便可以确定作业所需要的时间值，编写作业规程。

人体的不同部位做动作时，其最快速度所需要时间与正常速度所需要的时间之比，大体相似。

人体不同部位做动作时，其动作所需时间互成比例。

MOD法在人体工程学实验的根底上，根据人的动作级次，选择一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最少的手指一次动作的时间消耗值，作为它的时间单位，定为1MOD。

相当于手指移动2.5cm的距离，平均动作所需要的时间为0.129s，即1MOD=0.129s。

MOD法动作分类
(1)移动动作M(5个) 移动动作为手指的动作M1、手腕的动作M2、前臂动作M3、上臂动作M4与伸直手臂的动作M5。

(2)终结动作(6个) 指移动动作(即移动手指一手臂)的终结动作。

移动手或手臂，不是去拿物件就是放置物件，所以终结动作由抓握(G)和放置动作(P)两种动作组成。

〔1)抓握动作(G) 根据其动作的特点分为：
①接触G0；
②简单地抓G1；
③复杂地抓G3〔注意力〕。

〔2)放置动作(P) 根据放置的特点又分为：
①简单放置P0；
②较复杂的需要注意力的放置P2〔注意力〕；
③复杂的需要注意力的放置 P 5〔注意力〕。

(3)其它动作(11种) 其它动作共分为：
1)下肢动作又分为：
①足踏动作F3；
②走步动作W5。

2)重量因素L1 考虑重量对时间值的影响。

3)其它动作又分为：
①目视动作E2(独立)；
②校正R2(独立)；
③单纯地判断和反响动作D3(独立)；
④按下动作A4(独立)；
⑤旋转动作C4；
⑥弯体动作B17(往复)；
⑦坐下起身动作S30。

注：需要注意的动作独：只有在其它动作停止的场合独立进展者；
左右手同时动作时，取两者中较大的MOD值作为该步骤的MOD值。

动作分析时使用的其他符号：延时BD，表示一只手进展动作，另一只手什么也没做。

有效时间UT，指人的动作之外的机械或其他固有的时间，例如电动
扳手拧螺母、焊锡等。

一道工序的标准时间就是动作分析的时间与有效时间UT 的总和，即
标准时间=0.129*总MOD值+UT
3.4 动作分析的应用
1．C6工位的工艺流程
工艺是将原材料或半成品加工成产品的方法、技术。

也就是一个过程中用到的方法和技术，通常从概念到实物或从原材料到产品的过程里所用到的方法和技术都可称为工艺[7]。

万源瀚德汽车密封系统####分公司成型车间的C6工位的工艺过程为：第一道工序，定长工序，工人将360米的挤出半成品剪为所需尺寸，然后是对撞工序，操作者经过一系列的动作将密封条的两端相接在一起，再者就是修边工序，操作者将密封条的接头处的多余的胶布撕去，撕去胶布之后，操作者对其进展检验，检验完成之后将其装箱。

该生产工艺流程如图3-1：
图 3-1 C6工位生产流程图
根据以上流程表，可得出密封条的工艺流程表，如表3-2所示：
通过对根底工业工程理论的学习，
结合调研结果，对万源瀚德密封系统
####分公
司成型车间C6工位的各个工序进展动作分析，然后计算出节拍，生产线平衡率等。

现在的各工位的布局图如图3-2.
配电柜
挤出半成品区
支架
半成品
半成品
对撞机
凳子
图3-2 C6工位工序位置图
3.2 对各工序进展动作分析
在该工位上一共有五个工序，占地面积大约是140平方米，再次工位上一共有两个定长板，七台硫化机，供修边，检验用的有两个大支撑架.5个工序分别是定长〔2机器4人〕对撞〔7机器7人〕修边〔2放置竿 2人〕检验〔修边的俩人〕装箱〔1人〕
该工位一共分为五个工序，分别为定长，对撞，修边，检验，装箱；对这五个工序分别进展动作分析，结果如下：
第一道工序，有俩个工人共同合作完成：表3-1
该工序的工作时间=4046+90+78+103+25+5+5=4352
在该工序上完成了120件的定长所消耗的时间是4352MOD，那么一件所用时间为：4352*0.129÷120=4.678s
第二道工序：对撞硫化，表3-2
20+4+3+3+50+50+8+50+50+13+8+5+4+13+8+5+8+8+3+5+20+4+4+4+3+3+3+1795+12 +40+5+25=2236，这是干完12件所用的时间，那么干一件用的时间为：2236*0.129÷12=24.037s
第三道工序：修边表3-3
表3-3 修边工序的动作分析
干完一件的时间为3+3+3+3+4+5+3=48MOD=48*0.129=6.192s 第四道工序：检验表3-4
完成以上操作的时间为：3+4+3+5+60+4=89MOD，一共检验五件，那么每件所需时间为：148*0.129÷5=3.818s
第五道工序：装箱表3-5
43+40+16+3+18+20+18+30+3+28+30+28+20+3+18+20+18+30+6+45+30+30=497MOD,他一共完成30件成品的包装，那么每件成品所需时间为:497*0.129÷30=2.1371s
3.3计算工位的节拍
流程的“节拍〞〔Cycle time〕是指连续完成一样的两个产品之间的间隔时间。

换句话说，即指完成一个产品所需的平均时间。

节拍通常只是用于定义一个流程中某一具体工序或环节的单位产出时间。

如果产品必须是成批制作的，那么节拍指两批产品之间的间隔时间。

在流程设计中，如果预先给定了一个流程每天〔或其它单位时间段〕必须的产出，首先需要考虑的是流程的节拍[8]。

而通常把一个流程中生产节拍最慢的环节叫做“瓶颈“〔Bottleneck〕。

流程中存在的瓶颈不仅限制了一个流程的产出速度，而且影响了其它环节生产能力的发挥。

更广义地讲，所谓瓶颈是指整个流程中制约产出的各种因素。

例如，在有些情况下，可能利用的人力缺乏、原材料不能与时到位、某环节设备发生故障、信息流阻滞等，都有可能成为瓶颈。

正如“瓶颈〞的字面含义，一个瓶子瓶口大小决定着液体从中流出的速度，生产运作流程中的瓶颈那么制约着整个流程的产出速度。

瓶颈还有可能“漂移〞，取决于在特定时间段内生产的产品或使用的人力和设备。

因此在流程设计中和日后的日常生产运作中都需要引起足够的重视。

空闲时间是指工作时间内没有执行有效工作任务的那段时间，可以指设备或人的时间。

当一个流程中各个工序的节拍不一致时，瓶颈工序以外的其它工序就
会产生空闲时间
根据调研情况可知，该工位的有效工作时间7.5小时，每天的产量为1800件，那么节拍为：
CT=7.5 x 60 x 60÷1800=15s
3.4 计算生产线平衡率
要衡量生产线总平衡状态的好坏，我们必须设定一个定量值来表示，即生产线平衡率或平衡损失率，以百分率表示。

首先，要明确一点，虽然各工序的工序时间长短不同，但如前所述，决定生产线的作业周期的工序时间只有一个，即最长工序时间Pitch time，也就是说Pitch time等于节拍〔cycle time〕。

另外一种计算方法同样可以得到cycle time，即由每小时平均产量，求得一个产品的CT〔Q，每小时产量〕。

cycle time〔CT〕=Pitch time=3600/Q
1、产线平衡计算公式平衡率=〔各工序时间总和/〔工位数*CT〕〕*100%=〔∑
ti/〔工位数*CT〕〕*100%
2、生产线的平衡损失率计算公式平衡损失率=1-平衡率
二、平衡生产线的意义
1、提高作业员与设备工装的工作效率；
2、减少单件产品的工时消耗，降低本钱〔等同于提高人均产量〕；
3、减少工序的在制品，真正实现“一个流〞；
4、在平衡的生产线根底上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统；。