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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；Lead Time；PERT目 录1 绪论 61.1 题目背景、讨论意义及国内外相关讨论情形61.1.1 题目的背景和意义 61.1.2 国内外讨论综述 61.2 本课题讨论的主要内容和拟采纳的讨论方案、讨论方法或措施81.2.1 主要讨论内容 81.2.2 讨论方案、方法或措施 82 ZX 车间价值流图分析 102.1 ZX车间简况 102.2 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运算
2、122.3.4 整表达状价值流图 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稳 173.3 价值流优化成果 194 基于 PERT技术的产品周期优化 214.1 方案评审技术 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运算方法及流程时间猜测 224.2.3 PERT网络分析图 234.2.4 运算关键路径 244.2.5 运算完工概率 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治理体系；其特点是强调客户对
3、时间和价值的要求，以科学合理的制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才能；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 - 即铺张排除；实现精益生产治理，最基本的一条就是毁灭铺张，而判别和毁灭铺张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
4、车间实际应用讨论，探讨精益生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，排除铺张之源，使之不 至于卷土重来，从而提高企业的竞争力；1.1.2 国内外讨论综述其次次世界大战终止不久，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 了仔细的讨论和科学的分析，结合己方多年的体会，在不断探究之后，找到了 一条适合日本国情的汽车生产方式 : 准时制造生产、全面质量治理、并行工程、充分协作的团队工作方式和集成的供应链关系治理，逐步创立了一套特殊的多 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
5、麻省理工学院筹资 500 万美元，组织了以詹姆斯 .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，最终于 1990 年著出了转变世界的机器 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头讨论精益生产，很多企业将精益生产与本公司实际情形相结合，制造出
6、适合本企业进展需要的新的治理体系，例如：精益六西格玛治理 7 ，通用电气的群策群力 8 ，通用汽车的竞争制造系统等；并且很多因竞争失利处于低谷的企业纷纷转向精益生产方式，取得了显著的成效；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、人员治理方法以及企业协作方法都被广泛地吸取与推广；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 岁月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忙讨论者或者是专业人员确认每一个价值流中存在的铺张环 节，并且找到排除这种铺张或者说削减铺张环节的合适方法；但是这种模式的提出，最
7、早是基于生产率为导向的，不是以质量为导向的，而这样做的目的是由于生产率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铺张和质量问题；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，将全部的活动区分为非增值业务活动与增值业务活动，所以排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 . 舒克编写了学习观看 10 ，将价值流管理推广到全球；越来越多的人开头讨论价值流及价值流图析工具；目前国内外己经将价值流的讨论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胜利的范例；随着价值流概念的引入，以及精益生
8、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治理这种方法来实现精益生产模式，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帮助分析；在国内的讨论文献中，可以检索到很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益用率的运算方法，是国11内较早使用价值流工具讨论如何提高设备效率的文献；随着进展，越来越多的国内学者开头讨论价值流及价值流图析工具，如季香君在其讨论中，使用了价值流图析的方法，通过现状图及将来图的对比分析，对NBC-10-V产品的生产12进行了流程上的改进；杨青，乔黎黎以某大型零售企业供应链改进为例，对1314现状价值
9、流图进行分析，利用改进后的价值流图改善了供应链效率；张林发从实例应用的角度动身，分析了如何运用价值流识别和治理工具来发觉铺张的151617根源和改进区域，并有针对性地进行改进；朱蕾介绍了连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，是开头精益生产的第一步；王新荣在其文中探讨了反映价值流淌的价值流图的形式化描述以及价值流图和过程的关系，提出了采纳一种形式化数学 表示方法对价值流图进行了定义；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排除铺张，而 实践中往往存在局部精益的问题，精益生产也不能满意市场快
10、速变化的要求， 缺乏发觉复杂问题的数据工具；1.2 本课题讨论的主要内容和拟采纳的讨论方案、讨论方法或措施1.2.1 主要讨论内容深化车间，依据企业现状，运用价值流图析技术，查找存在铺张问题的缘由，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，深化明白精益生产理论，并明白价值流图析理论的讨论现状,把握价值流图析与精益生产的联系；2）深化企业一线，针对企业价值流现状，运用价值流现状图分析查找产生铺张的主要因素；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，并进一步客观评判自己的改善是否合理；1.2.2 讨论方案、方法或措施进行价值流分析意味着对全过程
11、进行讨论，而不是单个过程；改进全过程，而不是仅仅优化局部；因而要深化企业生产一线，从整体到局部进行分 析，具体明白价值流的流淌方向，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）深化生产一线，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将来状态图，通过两图的对比分析，查找企业铺张的主要缘由；3）针对问题进行分析，探究合理的改善措施；4）提出优化方案，并对方案进行评判改进；ZX车间精益生产需求精益生产理论价值流图析原理企业现场收集材料流和信息流数据价值流现状图对比改进将来状态图找出问题，分析问题提出优化方案返回优化成效评判结论与展望图1.1讨论
12、方法思路框图2ZX车间价值流图分析ZX车间是一家工模具设计制造车间，本章将第一描述ZX车间的生产运作治理状况，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，找显现有生产运作中的主要问题；2.1 ZX车间简况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，就是生产周期特别长，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依据功能式结构支配，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
13、也导致各工序之间在制品库 存量很大；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；现依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 2.1ZX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%35%30%不同客户订单量比例32%25%22%20%15%17%16%13%占订单比例10%5%0%A类零件 B类零件 C类零件 D类零件 E类零件图 2.1不同客户订单量比例对 ZX车间产品
14、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 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类零件为讨论对象，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序号工序名称工序内容及要求设备程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2.3 ZX车间现状价值流图的绘制绘制价值流图通常采纳铅笔和白纸进行绘制，绘制过程需要对生产流程进行调查并统
15、计数据；本文中 ZX 车间的价值流图采纳 Microsoft Visio 2021 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；依据客户需求情形分析，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；依据企业的实际情形和信息，用以下图示绘制成客户需求如图2.2所示：客户C/T- 加工周期班次机器使用率T- 工作时间图 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，假如是以前做过的老订单，就直接下单给 PMC154681485481班次
16、11111机器使用率68%71%75%64%67%工作时间 min505505505505505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各工序数据框所需数据表表 2.4各生产过程主要铺张点统计表库存量38396工序名称粗车等待、库等待、铣库槽存、搬68 运、次品408铺张等待、精库车存、搬148 运、次品888铺张3030粗磨等待、库单件加工周期 min主要铺张存、搬运154存、搬运546 批量加工周期 min铺张924等待、精库磨存、搬81 运、次品铺张324486铺张总周期 min2.3.3 每个过程的周期及总周期的运算整个价值流图中有两个时间我们需要重点讨论，一个
17、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全部生产过 程时，真正产生价值的时间；为了分析的便利，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，为了分析便利，我们依据选取 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；表 2.5各生产工序的生产周期运算表这是一种典型的推式生
18、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头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：加工周期分布比例粗磨 5411%精磨 8116%粗车 15430%粗车铣槽精车粗磨精车 14829%铣槽 6813%精磨图 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%；其次就是精磨、铣槽和粗磨，分别达到16%、13%和 11%；2.3.4 整表达
19、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淌方向；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选购信息，第三类是企业内部生产方案信息；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、选购单、生产方案表等；目前ZX 车间的物流是从左至右的流淌；客户端与供应商端信息流主要是采纳电子信息流，内部生产方案信息采纳电子邮件与 生产方案表结合的方式传递；整表达状价值流图如图2.4所示；每 周 发 货 一 次户客0运发运用发采ni车货m50562个5-0间 期时 周值 产增 生测预月每磨精nim 业
20、%7618ni=T班 用作 率m501/C单使5=8T个5505-0磨粗nim 业 %4645作m545门部制控产生划计作工周每=T/班 用 5=率 0C单 使 T个0572ni%车精m8业 5741作 率 50 4=班 用 5T/单 使 T=1C个547nim 业 %17n测预月每槽铣86=T班 用作 率 m5i8/C单使05=6T个5043nim 业 %8商应供车粗45作 61=T班 用 5= 1率 0m545/C 单 使 T每 两 周 供 货 一 次077%6. 1率值增流图现值价状-体整 42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
21、要是 :1 、占用流淌资金； 2、额外治理费用； 3、掩盖生产过程中存在的问题； 4、延长制造周期等；由于在制品库存为 :加工周期 =加工时间 实际加工时间 + 帮助时间 + 等待时间 154681485481总周期 min3030增值比5.08%2.24%4.88%1.78%2.67%图 2.5各工序增值比依据和纵向 零件次序 两方面分析，依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 ,必需使用天车搬
22、运；依据传统的生产方式，这些都是必需的，但从精益生产的角度看，其中有些是余外的、无价值的，应设法排除；夹紧、找正 3F铣削48T装刀2F粗磨外圆41T精磨外圆65T装刀2F下活6F精车127T下活4F下活5F粗车外圆 120T下活6F下活6合计 154F681485481依据以上价值流分析，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，并依据精益生产的要求转变生产方案方式及送货方式；改善总体设想如图 3.1 所示价值流将来状态图；每 天 发 货 一
23、 次户客运发运用 发采 车货64期间周时产值生增测预月nim 业 %7工磨2216m=T作 率 2921/C 单 使 T班 用 4=动拉0车精m8业 641作 率=T/C班 用 4=单 使 T1动拉0槽铣nim 业 %1786作 率ni=T班 用 4=/m29 86C单 使 T测预月每动拉0nim 业 %8车粗45作 61=班 率m24T/单 用 =T9451C使商应供每 天 供 货 一 次个1451%2.67率值增来每门划部计制作控工产周生每图态状工未轴加主1-图3依据将来状态图，将原先的推式生产改为拉式生产；原先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，这样既平稳了物流，又削
24、减了库存铺张；经物流平稳后的主轴加工周期见表 3.2 ；表 3.2 平稳后各工序加工周期表工序名称粗车铣槽精车磨工单件加工周期 min15468148122单件加工总周期 min492总周期 min492+1545=1262由表 3-2 可见，物流平稳后实行流水线生产：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+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粗车铣槽精车磨工动作内容 时间min性质 动作内容 时间min性质 动作内
25、容 时间min性质 动作内容 时间 性质min磨刀15F夹紧、找正 10F上活8F上活7F上活8F下刀4F夹紧、找正5F夹紧、找正4F夹紧、找正3F铣削48T装刀2F粗磨外圆41T装刀2F下活6F精车127T精磨外圆65T粗车外圆120T下活6F下活5F下活6F合计15468148122注： F- 无价值； T- 有价值将表 3.3 与表 3.2 对比，可见无价值操作大大削减；3.3 价值流优化成果这种转变现行生产方案的方式，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、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改善前后比较在制品库存 个单件加工周期min六件加工周期 min改善前55053030改善后24921262由表 3.4 中数据可见，改善后主轴批量加工时间仅为原先的41.7%；更重要的是整个生产过程流淌了起来，形成了一个流淌的拉式生产方式，削