摘 要
本文针对一汽大众奥迪车前端分装线的调查与研究，提出了个人的意见。装配线作业是汽车生产的重要环节。装配线的动作高效化、时间标准化、管理可视化以及装配现场的布局合理化对于汽车前端的装配效率、装配成本、以及装配质量有着重要作用。
在文中以理论联系实际，运用工业工程的知识对奥迪车前端分装线进行研究，利用mod法得到各工位的标准时间根据生产节拍确定出操作人员，再利用生产平衡率的标准对该分装线进行评定，分析其存在的问题，对存在的问题进行改善，设计出合理的设计方案，并用flexsim仿真软件对其进行仿真。在总体考虑下，层层分析，步步深入为一汽大众奥迪车前端分装线平衡与优化提出切实可行的方法，以便达到提高装配生产的能力，同时降低装配作业的生产成本的目的。
关键词 MOD法 Flexsim 生产线平衡 生产线优化
Abstract
This paper is the survey and research about faw Volkswagen an audi front repacking line, and I puts forward personal opinions. The assembly line homework is an important link in production of cars. The action of the assembly line, standardized time, high efficiency management visualization and the layout of the assembly site rationalization has an important role for the car front assembly efficiency, cost, and assembly quality. In this paper, using the theory with the practice of industrial engineering knowledge of an audi, packing front line of each station of the mod get standard time according to production to determine the beat operation personnel, recycle production rate of the standard of balance packing line evaluated and the analysis of its existing problems, the existing problems, and designed to improve rational design scheme, and flexsim simulation software of the simulation. In general, layer upon layer, consider sentences.finally.an analysis for faw Volkswagen an audi front line balance packing and optimization and feasible method, so as to improve the ability of the assembly production and reduce assembly work of the production cost of purpose. Key words: MOD method Flexsim line balance line Optimization
目 录
1 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2研究意义 1
1.3 国内外研究现状 1
1.4 主要研究内容 2
2 一汽大众奥迪车前端分装线设计 3
2.1 IE的方法理论 3
2.1.1 IE的方法研究 3
2.4.2 IE的时间研究 3
2.2 一汽大众奥迪车前端分装线环境 7
2.3节拍的确定 7
2.4 工艺流程 8
2.5 时间宽放 12
2.5.1 时间宽放概述 12
2.5.2时间宽放的内涵与标准 12
2.5.3 宽放时间的设定 15
2.6 基于MOD法的作业分析 16
2.7平衡率计算 22
2.8 一汽大众奥迪车前端分装线平衡率分析 23
3 一汽大众奥迪车前端分装线改进 24
3.1 工序优化 24
3.2装配作业重组 27
3.2.1最小工作站数的确定 27
3.2.2装配工艺流程图 28
3.2.3 工序重组 28
3.2.4 改进后平衡率分析 30
3.3 布局设计 31
4 一汽大众奥迪车前端分装线仿真 32
4.1 仿真概述 32
4.2 Flexsim简介 32
4.3 Flexsim 作用 32
4.4 Flexsim建模步骤 33
4.5 Flexsim应用 33
4.5.1 改善前仿真 33
4.5.2 改善后分析 39
4.5.3 改善前后对比 40
5 总结 41
5.1 论文提炼 41
5.2 现实意义 41
5.3 设计不足 41
致 谢 42
参考文献 43
随着市场需求的紧迫性，模块化的生产方式越来越受到汽车生产商的重视，1992年，大众Golf Ⅲ首次采用了“开放式”的汽车前端，并将前照灯、空调冷凝器、水冷器、发动机罩锁和其它功能件一起由一个安装支架集成为前端模块。前端模块先由模块供应商完成组装并送到整车厂总装线上的指定位置，再由整车厂组装到车身。通常采用螺栓将前端模块连接到翼子板支架(车身侧外板)和纵梁。从GolfⅢ到GolfⅥ，前端模块已连续成功地应用到大众四代车型的生产中。据HBPO内部资料统计表明，2008年前端模块占轿车年产量的比例在世界范围内已经超过25％，而在欧洲更高达42％。而汽车市场的日益壮大，前端模块的需求也就与日剧增。
而要适应市场的需求与波动，降低生产成本，提高生产要素的利用率，提高效益才是企业追求的目标。汽车前端的生产要适应这样的市场，就应该有较高的生产能力以适应销售旺季，以较强的灵活性适应销售冷热的变化。采用流水线的装配方式，其装配线的平衡是一个重要的问题。只有装配线平衡，也就是个工序生产节拍达到一致，才能最大程度的节约资源。
在这样的背景下，本文以一汽大众奥迪车前端分装线实际情况进行了相应的装配线设计、平衡与优化。
平衡生产线的意义
①提高作业员及设备工装的工作效率；
②减少单件产品的工时消耗，降低成本（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在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统；
⑤通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划（Layout）分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。
⑥减少物质、能源、时间和资金的占用与浪费；
⑦降低生产成本，降低员工的疲劳度。减少遭受损伤和工伤的概率，利用有限的资源求得最高的产出，提高生产效率。
国内外基本研究方法有以下几种：
① 将一个实际的流水生产线以一定方式进行简化，以建立一个可以模拟实际流水线情况的数学模型，然后采用适当的方法对这个数学模型进行求解，以得出若干个理论上的可行解供流水线的设计者参考。
② 运用运筹学中的各种算法，如线性规划法、整数规划法、动态规划法，分枝定界法等；
③ 各种启发式算法，如儿Kilbridge-Wester法、MOODIE-YOUNG法、以及Thomopoulos平衡搜寻法等；
④ 计算机仿真法；
⑤ 运用IT算法解决装配线平衡问题，如遗传算法、禁忌搜索法、枚举树搜索法、粒子群算法、蚁群算法等。
①了解题目技术背景，企业实际需求，掌握国内外技术发展现状。
②规划生产线，计算节拍，确定工位。
③生产线分析，利用MOD法进行工序动作分析、确定工时、人员、辅助设施及器具。
④利用工业工程理论和方法进行生产线平衡分析与优化。
⑤利用FLEXSIM仿真软件进行生产过程仿真。
工业工程(Industrial Engineering,简称IE)思想最早是由科学管理之父泰勒在20世纪初提出的,它是以人,物料,设备或设施,能源和信息组成的集成系统为主要研究对象,综合应用工程技术,管理科学和社会科学等知识,使其达到降低成本,提高质量和效益的目的[1],同时为科学管理提高决策依据。
以工业工程为主的装配生产线平衡相关技术主要是方法研究和时间研究两大技术，主要方法包括程序分析、操作分析、动作分析、作业测定和学习曲线等。运用该技术的优点就是使企业在不投资或少投资情况下，不增加工人劳动强度甚至是降低劳动强度，通过实施一系列适合自身特点改善方法，对生产过程的作业程序、作业方法、物料配置、空间布局及作业环境等各方面进行改善，达到企业平衡装配生产线进而提高生产能力、取得经济效益的目标。
IE的方法研究主要包括程序分析、动作分析和操作分析。
（1）程序分析
程序分析是指整体性制造过程各作业运用取消，合并，重组与简化使之合理化，即取消(Eliminate),合并(Combine),重组(Rearrange),简化(Simplify)，简称ECRS。其主要用于对生产过程进行优化，使用较少的人数及较短的时间，一面谋求作业负荷均等，一面使作业人员能舒服地完成作业。
（2）动作分析
动作分析是对操作者细微身体动作进行分析，删除其无效动作，提高生产效率。他是对人的作业动作进行细微的分析，省去不合理的和浪费的动作，调整操作结构与快慢节奏，使人的动作与生产设备达到最优组合，制定出安全、正确、高效的动作序列，形成最经济的作业方法。
（3）操作分析
操作分析是对某部分的作业分析操作者的作业方法，或与机器的关系达到改善作业方法，降低工时消耗，提高设备利用率。
IE的另一个重要的研究部分是时间研究。时间研究(也称为作业测定)是指运用各种技术来确定合格工人按规定的作业标准，完成某项工作所需的时间[4]。
时间研究的目的是为了制定标准时间,改善作业系统,制定最佳作业系统。对工作时间的研究,用于安排生产工艺流程,适当的科学方法,可使工业工程人员快速且准确地把握生产工时,并进行适当的站位分布,以适应企业生产的需求。
而时间研究其中最常用的是预定时间标准法(Predetermined Time System) 简称PTS 法。它是指国际公认的制定时间标准的先进技术。它利用预先为各种动作制定的时间标准来确定进行各种操作所需要的时间[6]。而不是通过直接观察和测定来决定工作的“正常时间”，而是直接将组成工作的各动作单元顺序地记录后，按每个单元的特性逐项分析查表，求其时间值，然后累加，即为该工作的正常时间，再予以宽放即得标准时间。
预定时间标准法的产生，弥补了用秒表直接进行时间研究的不足之处，它的主要特点有：
① 不需要定额；
② 分析阶段可以同时对该作业的时间值和作业方法进行分析研究；
③ 可以正确地掌握作业方法，还可以预先设计最佳的作业方法；
④ 基本不用秒表，各工厂、车间制定的标准易保持一致。
⑤ 预定时间标准法的种类
目前，按照同一原理发展起来的具体PTS 方法已有40 多种，其中较著名的且应用较广的有MTM 法（方法时间测定法）、WF 法（工作因素法）、WF 简易法、模特法（MOD法）等。这里主要介绍模特法。
模特法的基本示意图如图2-2所示：
图2-2 模特法基本示意图
(1) 所有人力操作时的动作，均包括一些基本动作。通过大量的试验研究，模特法把生产实际中操作的动作归纳为21 种（详见后面介绍）。
(2) 不同的人做同一动作（在条件相同时）所需的时间值基本相等。表2-1为人体各部位动作一次的最少平均时间。这里所说的条件相同，是指操作条件相同，例如，手在无障碍物时的移动和在有障碍物时的移动，以及有不同高度的障碍物时的移动，其时间值是不同的。
这里所说的的不同的人做同一动作所需时间值基本相等，是指大多数人而言，对于少数特别快、特别慢的人不包括在内。
表2-1 人体各部位动作一次最少平均时间
(3) 使身体不同部位做动作时，其动作所用的时间值互成比例（如模特法中，手的动作是手指动作的两倍，小臂的动作是手指动作的3 倍），因此可以根据其手指一次动作时间单位的量值，直接计算其它不同身体部位动作的时间值。
模特法在人体工程学实验的基础上，根据人的动作级次，选择以一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最少的一次手指动作的时间消耗值，作为它的时间单位，即1MOD=0.129 s。模特法的21 种动作都以手指动一次（移动约2.5cm）的时间消耗值为基准进行试验、比较，来确定各动作的时间值。
MOD 时间单位：
1MOD = 0.129s
1s = 7.75MOD
1min = 465MOD
模特法具有很多优点：
⑴ 易懂、易学、易记
① 模特法将动作归纳为21 种，不像其它方法有几十种、甚至100 多种。它共有21 个动作，分为两大类。其中基本动作11 种，分为三大类：即移动动作（M）、抓取（G）、放置（P）。每个动作右边的数字表示模特的时间值。另一类的10 个动作表示了身体及其它方面的动作，同时也反映了时间值。用一张模特法基本图就可以全部表达出模特分析的基本动作，“一看就懂”，如图所示。
② 模特法把动作符号与时间值融为一体。如G3 表示复杂的抓取动作，而且也同时表示了3MOD=3×0.129s。如果是移动小臂去抓放在零件箱中的一个小螺钉（抓时要同时扒开周围的其它零件），在模特法中用M3G3 表示，其中M3表示小臂的移动，G3 表示复杂的抓取，M3G3 时间值是6MOD（其中M3 为3MOD，G3 为3MOD），因此只要知道动作的符号，也就知道了时间。
③ 在模特法的21 种动作中，不相同的时间值只有“0、1、2、3、4、5、17、30”8 个，且都是整数。这样只要有动作表达式，就能很快计算出动作的时间值。
⑵ 实用
① 用模特法不需测时，亦不要进行评比，就能根据其动作决定正常时间。因此使用它来分析动作、评价工作方法、制定标准时间、平整流水线，都比其它PTS 法容易，且见效快。
② 实际使用中，还可以根据企业实际情况，决定MOD 的单位时间值的大小。如：
1MOD=0.129s=0.00215min 正常值、能量消耗最小动作；
1MOD=0.1s 高效值、熟练工人的高水平动作时间值；
1MOD=0.143s 包括恢复疲劳时间的10.75%在内的动作时间。
模特法基本动作的分类一般最常见的手工操作，其操作动作有95%以上是以上肢为主的动作，并且上肢动作的最基本特点是由成对出现的“移动动作”和“终结动作”结合而成的。一个操作动作的完成就对应着“移动—终结”动作及一些其它少量的附加因素的组合。因此它的动作分类如表2-3所示。表中每个动作代表符号后面的数字即表示模特值，如M1代表1MOD，P2代表2MOD，B17代表17MOD，如此类推。
表2-2 模特法的动作分类
随着近几年来我国的汽车行业发展迅猛，汽车销售行业也随着汽车行业的发展进入了旺季 。总体来说中国的汽车领域还有很大的发展空间。
2010年上半年,中国汽车产量达892.74万辆,同比增长48.85%；销量达901.6万辆,同比增长 47.65%。乘用车产量为668.36万辆，同比增长51.2%；销量为672.09万辆，同比增长48.2%，说明了乘用车的前景是非常乐观的。以上数字也证明了中国汽车销售的崛起。
我国汽车行业已经有了50年的发展历程，这五十年对中国的汽车行业来说已经是一个很长的发展时期，中国的汽车市场到了崛起的时候，其汽车前景是空前的，也是开阔的。
一汽大众生产的奥迪车在近几年的需求越来越大，导致一汽大众不得不加以改善，提高生产能力，很多生产线已经开始扩建，对于汽车前端分装线来说，自己的生产能力急需提高，一汽大众奥迪车汽车前端之前每日的订单量仅仅在500左右，而目前已经大约在1000左右，将来还会增加，面对如此形势加强自身的生产能力变得十分必要。
通过对现场的观察发现在汽车前端分装的过程中，存在着很多问题，作业单元分配不合理、时间标准无参照、操作不规范、供应不及时等，为了解决这些问题，本文通过对分装线的工艺流程分析、动作分析、平衡率分析后对出现问题的地方提出改善的方法。
装配线节拍是指流水线上前后出产两个相同制品的时间间隔。可以按下式[7][8]计算：
（2-1）
式中： ---- 流水线节拍
---- 计划期内有效工作时间
---- 计划期内应完成的产量
一汽大众奥迪车汽车前端目前每日的订单量大约为1000左右，班制为一班制，每天有效时间为7.5小时，因此合适的节拍为：
秒
前端装配的过程主要是零部件的安装、压合、卡扣、紧固、检查等基本操作。通过对装配现场工艺过程的观察分析，结合装配线的操作卡，整理得到汽车前端的装配工艺见表2-1所示：
表2-3 工艺流程图
时间宽放是指作业时间中减除净作业时间外﹐由于“作业者的生理需要”“作业方法问题”“管理需要”等原因﹐经常会造成作业中断产生作业时间以外的时间﹐这种不可避免的必要的时间增加。[9]它是为使作业正常进行﹐在净作业时间以外附加的由于不可抗因素造成的作业中断及迟延或由于作业者疲劳所造成的迟延时间。宽放时间多以与净时间的比率即宽放率来表述﹐宽放率要定义的是在一定的作业时间内允许的宽放比例﹐通常以百分率表示。
时间宽放的种类大致分为：一般宽放与特殊宽放(见图2-1)。一般宽放是指无论何种作业都需要的基本宽放。特殊宽放是指因作业的特殊性﹐如作业构成﹑管理方法造成的特殊许可的宽放。
图2-1宽放的构成
A﹑私事宽放：是指除疲劳以外作业者在生理上的需要﹐如喝水﹑上厕所﹑擦汗等。当每天工作8小时﹐上下午无中间休息时的标准为﹕
对于轻松工作﹐为正常时间的2%~5%。
对于较重工作(或环境不良)为5%~7%。
对于举重(或天气炎热无空调)为 7%。
B﹑疲劳宽放：由于作业造成的精神及肉体上的负荷所带来的劳动机能衰退及速度减慢称为疲劳。它是客观存在于人体的自然现象﹐所以必段给予时间宽放﹐以消除这种时间的迟延。这是符合实事求是及以人为本的现代IE理念的。
设定疲劳宽放率时可参照表(2)的疲劳宽放评价项目与宽放率设定。必须认真听取现场员工与管理者的意见﹐解决疲劳的问题才是关键。
表2-4 疲劳宽放评价项目与宽放率表
C﹑作业宽放：作业宽放主要是由于材料﹑零件﹑机械﹑工具等生产相关物品造成的非周期性﹑不规则的准备或是清扫等类似的作业﹐一般在15分钟内完成。超过15分钟的不计入作业宽放之内﹐主要有以下几种情形﹕
①作业台及场地的简单清洁与准备﹐包括转换产品品种时的时间消耗。
②由于来料及零件不良造成的停顿。
③现场监督者与检查员临时抽检及口头指示造成的偶发停顿。
④上下工位的传递中偶发问题。
D﹑管理宽放：由于企业的管理制度所造成的管理所造成的管理时间的占用。
例如班前会及交接班会及体操时间等。总之由于管理工作及制度所造成的时间占用可以归类为管理宽放。这部分时间的分析与改善作为管理程序的改善课题单独处理相对来说更容易取得理解共识。当然有些时间是不可以节省的，例如针对职员的健康管理所用的时间，或者企业文化建设的时间。
E﹑特殊宽放：根据产品的工艺特点或生产计划周期的长短，不同的产品﹑不同的生产线根据具体情况可以设定特殊宽放，无特别原因不可以乱加特殊宽放，那样将失去标准时间的客观性与准确性。
设定宽放时间方法不只一种，最重要的原则是实事求是，世界上100%准确设定疲劳宽放的方法几乎没有，因为人群的体质特征不同，本书介绍的是日本的相关标准，因为体质特征接近，可以借鉴，若是欧美的标准会有一些偏差。请使用者多加留意。
确定宽放率基本有以下几步：A﹑确定宽放项目B﹑确定各宽放项目的具体比率。C﹑累计这项比率。D﹑在正常时间中追加宽放时间。
宽放时间=正常时间*(1+宽放率) （公式3-1）
确定私事宽放4%、疲劳宽放7%、作业宽放9%、管理宽放2%。
根据现场观察分析，工人工作比较轻松，不会消耗过大的体力，私事宽放取为4%，根据疲劳宽放的评价项目，我认为工人的工作内容的评价应为拿轻物上下、普通步行并携带物品、口罩﹑长筒﹑草靴﹑手套等劳保用品有时用，但偶尔可以拿下、需要小心细致、几乎很少有重复动作、一定兴趣并非反复动作、创造性注意力需要一点、对他人的安全及责任需普通程度的留意、环境清洁、少许燥音、普通的温度变化、正常一般照明水平、地面光洁。宽放率为7%。作业台及场地的简单清洁与准备，由于来料及零件不良造成的停顿，临时抽检等情况，考虑这些方面将作业宽放率定为9%。工段长有时会将该工段工人召集在一起布置一下工作内容，这些时间应该算为管理宽放，管理宽放率选为2 %
所以宽放率应取为4%+7%+9%+2%=22% 。
模特法是当今世界上普遍采用的，以提高工作效益，减轻工人劳动强度为目的，通过对作业内容的分析和研究，提出合理、经济、有效的操作方法与适应的时间值的一种管理技术，六十年代中期由澳大利亚学者G.C赫德教授发明的模特法，其原理是，以劳动者最简单的手指动作所消耗的时间为基准，计算人体所有有形动作所需时间，进而计算一个工序，一条作业线以至一种产品生产所需的时间消耗，通过分析、研究、对比，找出不合理的、多余的动作；改进、改造操作方法和工位器具；改善作业环境，从而实现动作经济的目的，减轻劳动强度，提高劳动生产率，模特法诞生后，很快收到发达工业国家的重视，并且学生得到推广应用那个，并不断完善和发展。
对汽车前端分装线的MOD法，是要改进传统的管理方法与劳动定额估工人法，是劳动定额科学化、合理化，充分调动工人的积极性，提高劳动生产率。
对装配工序和工步在工艺规范允许的前提下，采用模特法预置作业时间。
因为 标准时间=正常时间×(1+宽放率）
改善后装配线的作业次序和内容会发生变化，为了让工人有一个适应过程，同时根据宽放标准和实际装配生产情况，确定私事宽放4%、疲劳宽放7%、作业宽放9%、管理宽放2%。
模特法中标准1MOD=0.129秒，那么考虑宽放因素22%后可以改写为：
1MOD=0.129×(1+22%)=0.157秒
对于工位人员的安排，根据工序时间与节拍的比值，并向上取整数求得。
以水箱分装为例，水箱分装工序是第三工序，从现场的初步观察，这道工序是比较复杂的工序之一，针对此工序工人进行分析得到下表2-3所示：
表2-5 水箱动作分析
同理对其它各工序进行分析得出各工序标准时间及人员安排如下如下表2-4所示：
表2-6 各工序动作分析
平衡率对于每一条流水生产线来说都是非常重要的，流水线想要达到“流水”生产，其生产平衡是必不可少的，只有生产线平衡率高了才能称之为流水生产。当中 “生产线平衡”是指对生产的全部工序进行平均化，调整个作业负荷，以使个作业时间尽可能相近的技术手段与方法。[10]
通过生产线的平衡可以提高作业员及设备工装的工作效率；减少单件产品的公式消耗，降低成本；减少工序的在制品，真正实现“一个流”；在平衡的生产线基础上实现单元生产，提高生产应变能力，对应市场变化，实现柔性生产系统；通过平衡生产线可以综合应用到程序分析、动作分析、规划分析、搬运分析、时间分析等全部IE手法，提高全员综合素质。
生产平衡率的计算公式如下：
根据该生产线现有的数据，我们可以得到各工序时间为241.34s，工人数量为20人，C=27s，所以
平衡损失率=1-平衡率=1-44.7%=55.3%，分析图如图2-2所示：
图2-2 一汽大众奥迪车前端分装线平衡分析图
一般情况下，当生产线的平衡率在50%—60%之间的时候，进行的是一种根本没有任何科学管理的粗放式生产，而现在的平衡率连50%都没有达到，说明生产线存在很大的问题。主要存在以下问题：
①作业单元分配不合理
前端分装线没有进行严密的作业单元安排，只是按照前端生产的工艺顺序依次的排列装配，出现了工作量不均衡的情况，有的工位一直不停的干仍然跟不上节拍，有的工位有一半的时间是空闲的。装配线中出现了空闲工位的人到工位忙的人那帮忙，现场出现了人员交叉流动协助的现象。
②时间无参照标准
装配现场，每个工序没有明确的时间标准，而是凭借多年来的生产经验来生产，工作标准不能真正的成为标准。
③操作不规范
工人的操作水平好坏，决定了生产产品的好坏，工人的操作技术水平直接影响了装配线的效益。出现问题时返修的时间要远大于正常标准下的时间，产生了时间的浪费、资源的浪费、利益的损失。
④零件供应不及时
多数工位的零件都是在所剩不多时，通知组长，组长再用对讲机通知物流组送零件，由于物流组要负责很多分装线的零件供应，总会出现工位零件全部用完时，补充零件还没有送到所要工位上，出现了不必要的等待。
⑤零件摆放不合理
一些工位的工人在装配过程中因为零件的摆放位置问题，需要弯腰、行走等动作的浪费。有的零件放的低，有的零件放的有些远。
为了能尽最大可能达到人员的精简，资源的有效利用，减少不必要的时间、人力、空间等的投入，将一汽大众奥迪车前端分装线上的工序加以精简，以分装水箱为例。
从对水箱分装操作工人的动作分析可以发现以下可以改进的地方
①安装水箱左右缓冲块时，工人先对右侧缓冲块进行安装，然后再对左侧缓冲块进行安装，零件箱在操作工人的右手边，在安装左缓冲块时需要由右手传递给左手，在安装左右支架的操作过程中，也可发现此类问题。
②在翻转水箱的操作中，可以发现，工人在分装水箱的过程中需要将水箱180°翻转，在翻转的过程中需要手工操作，易产生工人的身体疲劳和操作工时的浪费。
③工人操作时是站立操作，极易产生身体上的疲劳。
根据动作经济的原则，对分装水箱工序的操作进行改善
①将零件存放处设计在操作台中间的位置，使操作工人在取零件时直接从手的上方取到，而且在装配时可以进行双手同时作业。这样在第二个步骤安装缓冲块，由原来的44mod值缩减为19mod值，第三个步骤安装底座支架141mod缩减为101mod，减少了65mod值，缩减比例为35%。
②对操作台放置水箱的部位进行改进，将桌面添加一个可水平旋转的平台，这样在翻转水箱时只需轻轻推动一下，即可实现，在第四个步骤中mod值由原来的19mod缩减为9mod值，缩减比例为52.6%。
③对分装水箱的操作工人设计一个座椅，按照人因工程的理论方法进行设计，使工人可以以坐姿完成水箱的分装。
改善后的水箱分装动作分析如表3-1所示：
表3-1 改进后水箱分装动作分析
总之通过以上改善使分装水箱由原来的294mod缩减为212mod，缩减比例为27.9%，时间由原来的46.27s缩减为33.36s。
①对第二工序放置水箱进行分析
工人在取风扇时，需要弯腰拿取，耗费了体力的同时，也增加了工位消耗的时间。
对第二工序放置水箱进行改进
在水箱存放处设计一个底座，水箱运来时，水箱直接用叉车放在底座上，使工人不必弯腰直接从身边拿起。从而第二工序放置水箱工序中可以减少17mod值，减少时间2.68s。
②对第四工序安装风扇进行分析
工人在取风扇时，需要弯腰拿取，耗费了体力的同时，也增加了工位消耗的时间。
对第四工序安装风扇进行改进
在风扇存放处设计一个底座，风扇运来时，风扇直接用叉车放在底座上，使工人不必弯腰直接从身边拿起。从而第四工序安装风扇工序中可以减少17mod值，减少时间2.68s。
③对第七工序固定水箱总成进行分析
工人在取水箱总成时，需要弯腰拿取，耗费了体力的同时，也增加了工位消耗的时间。
对第七工序固定水箱总成进行改进
在水箱总成存放处设计一个底座，水箱在上一道工序装配完后直接用放在底座上，使工人不必弯腰直接从身边拿起。从而第七工序中可以减少17mod值，减少时间2.68s。
④对第十三工序车灯分装进行工序分析
工人在装配完后需要将车灯组拿起放到货架中，耗费了体力的同时，也增加了工位消耗的时间。
对第十三工序车灯分装工序进行改进
在第十三工序车灯分装和第十四工序安装车灯组两工序之间加辊子传输带，从而减少了两工序之间的人工搬运。从而第十三工序车灯分装工序中可以减少9mod值，减少时间1.42s，对于第十四工序安装车灯组可以减少54mod值，减少时间7.87s。
工序改进后的时间见表3-2：
表3-2 改进后工序时间
上一章已经确定了节拍为27s，下一步是如何合理组织流水线上工作地的任务分工。这种分工将形成流水线的工作站数。
工作站也叫工作地，它们分别承担产品生产过程中至少一个或多个无法再分解的作业单元。工作站中需完成的作业单元及其工时总额，分别称作站工作含量，及站工作含量时间。流水线中所有站工作含量时间的总和为总工作含量时间，亦即制造单位制品所需全部作业元素加工时间的总和，以表示。
，
为作业
的加工时间。
装配线工作站分工的合理性体现在用最少的工作站数来完成制品的生产过程，即完成所有的作业单元。因为工作站数越少，工作站上的负荷越饱满，成本也越低，装配线的利用效率或负荷率也就越高。在给定了节拍时间后，最少工作站数应为：
式中的表示向上取整数
流水线的最少工作站数可以作为衡量装配线利用程度的一个标准，用来检查工作站任务分工组织的合理性。
根据一汽大众奥迪汽车前端装配节拍C=27秒，得工作站数：
在完成任务的前提下，工作站的个数越少，成本越低，所以尽可能选择最小工作站数。
依据工艺画出流程图，如图3-1所示：
图3-1 配工艺流程图
图中代表第i个作业单元,箭线起点的作业单元为箭头的紧前作业，没有箭线直接连接的作业单元不存在紧前作业约束关系。
通过对现场的观察分析，发现一些工位过于空闲，而有些工位过于忙碌，而出现这种情况的原因有以下几点：
（1）分装线没有进行合理的分析安排，不注重对装配线的后续跟踪改善。下发任务后，依据的是以往工人完成的时间来确定。
（2）各个工位的时间相差过多，实现不了一个流的生产方式，生产线不均衡所致。
根据方法研究理论，需要对装配过程进行程序分析，对装配作业运用删减(Eliminate),合并(Combine),重组(Rearrange),简化(Simplify)进行优化。使用较少的人数及较短的时间，一面谋求作业负荷均等，一面使作业人员能舒服地完成作业，然后在此基础上重新平衡分配装配任务。
依据原装配工艺卡，在装配约束和规范允许的前提下，重新进行组合，组成新的作业单元。
根据该分装线的实际情况，提出生产线平衡的目标为精简人力，控制成本。运用ECRS改善原则中的合并原则，合并不同的工序，改变工序的作业人员数量，使各工序作业时间趋于一致，达到减员增效的目的，如表3-3所示：
表3-3 一汽大众奥迪车前端分装线装配情况表（平衡后）
对于工位重组中时间略多于节拍的工位，由于之前宽放时间，可以在略多于节拍的工位稍加抓紧就可以在规定时间完成，所以对于工位四可以计算为27秒。
每个工位安排一人即可，相比改进前的18人，改善到10人，在当今人力资源极其紧缺的社会，这种减少将会为企业带来更大的主动，因为这部门节省下来的人力不但可以为公司节省下资金，也可能为公司创造其他价值。改善后一汽大众奥迪车前端分装线平衡分析如图3-2所示：
图3-2一汽大众奥迪车前端分装线平衡分析（平衡后）
根据前面分析计算得到：工序时间总和为255.84s,工人数量10人，C为生产节拍27s：
平衡损失率=1-平衡率=1-94.8%=5.2%
一般情况下，当生产线的平衡率在50%—60%之间的时候，进行的是一种根本没有任何科学管理的粗放式生产；当生产线的平衡率在60%—70%之间的时候，存在人为去平衡生产线的因素，但并没有解决深层次的问题；当生产线的平衡率在70%—85%之间的时候，对生产线的管理控制基本是科学管理的原则下进行的；当生产线的平衡率在85%以上的时候，可以认为生产线基本实现了“一个流”的生产。而一个流的生产正是我们的目标。
而改进后的生产平衡率已经达到了94.8%，说明改进后的一汽大众奥迪车前端分装线基本达到了“一个流”的生产。
从改善前和改善后进行对比分析可以看出以下几点：
①生产平衡率得到了提高。生产平衡率由原来的44.7%改善为94.8%基本实现了一个流的生产方式
②减少了工位布置。工位由原来的15个工位减少为7个工位，节约了工厂中很多宝贵的资源。
③减少了人员。人员由原来的20人减少到现在的10人，节约了一半的人工投入。
④改善了分装线中不合理的地方。改善了零件的摆放位置，增加了辅助工具，减少了工人的劳动强度。
直线形流水式布局是指加工的零件具有几乎完全相同的工艺路线时，设备可按固定的工艺路线顺序排列，形成一条好似单一对象的生产线，当然设备布局的形状也不是绝对的的直线的，只是按照顺序延伸，零件在生产线上单项流动，没有迂回，流动畅通，运输路线最短，在制品最少。
U形布局是待加工的零件虽然所用的设备相同，但是具有不同的工艺路线时，为了缩短零件的运输距离和便于组织多机床看管，事宜用U形布置，设备在U形线中按照零件族的典型工艺进行排序。
相比直线型布置，采用U形布置，工位比较集中，便于组织管理，而且装配线原先布局也采用的U型布置方式，所以确定改善后的布局也采用U型生产线布局方式。改善后的一汽大众奥迪车前端分装线布局见图3-3所示。
图3-3 一汽大众奥迪车前端分装线布局
图中 代表装配工人, 代表工序，当中的i代表第几道工序， 代表物流方向。
利用模型复现实际系统中发生的本质过程，通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。模型包括物理的和数学的，静态的和动态的，连续的和离散的各种模型。所指系统也很广泛,包括机械、电气、化工、水力、热力等系统,也包括社会、经济、管理、生态等系统。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或者需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。仿真的重要工具是计算机。仿真与数值计算、求解方法的区别在于它首先是一种实验技术。仿真的过程包括建立仿真模型和进行仿真实验两个主要步骤。
Flexsim 是一款功能强大的仿真分析工具，可以帮助分析人对系统设计和运行做出更加明智的决策。
与现实系统相比，使用Flexsim建立3D计算机模拟系统，可以节省更多的时间与投资。
作为“假如-怎样”分析工具，面对众多方案，Flexsim 可以提供给大量的回馈信息，从而易于选定最恰当的方案。并可以轻松发现问题，并且在有限时间内，对解决方案做出准确评价。
在现实系统建立之前，使用 Flexsim 提前做出仿真模型；在政策实施之前，利用 Flexsim 进行测试运行政策，可以有效避免新系统缺陷以及常出现的问题。减少了不必要的浪费与损失，通过不断反复的尝试，找到优化的方法，使用 Flexsim, 可以在很短的时间里完成方案的建立。
⑴提高设备的利用率
⑵减小等待时间和排队长度
⑶有效分配资源
⑷消除缺货问题
⑸把故障的负面影响减至最低
⑹把废弃物的负面影响减至最低
⑺研究可替换的投资概念
⑻决定零件经过的时间
⑼研究降低成本计划
⑽建立最优批量和工件排序
⑾研究设备预置时间和改换工具的影响
⑿优化货物和服务的优先次序与分派逻辑
⒀在系统全部行为和相关作业中训练操作人员
⒁展示新的工具设计和性能
⒂管理日常运作决策
⒃解决物料发送问题
第一步 在模型中生成实体
第二步 实体连接
第三步 给发生器指定临时实体的到达速率
第四步 设置暂存器容量双击暂存区，就会出现其参数视窗。
第六步 设定处理器的加工时间
第七步 设置检验站处理时间
第八步 重新设置和运行模型
第九步 生成数据
建立模型如下图
将各实体进行连接
分配人员
检查模型
输入发生器时间
设定暂存区使用运输工具
设定暂存区参数
设置传送带参数
设置合成器参数
运行
结果分析图
改善后的设备布局
改善后数据结果
从分析图表可以明显的看出，生产平衡率得到了极大的提升，基本实现了一个流的生产方式，为一汽大众奥迪车前端分装线实现精益生产提供了现实可行的设计方案。
随着市场竞争的日益激烈，落后的生产方式严重制约着生产力的解放。而一汽大众奥迪车前端分装线显然是其中的一份子。
本文深入分析了一汽大众奥迪车前端分装线存在的诸多问题，并提出了改进方案，具体的工作有以下几个方面：
①利用mod法计算各个工序的标准工时，纠正工厂原有的工时测定值，为接下来的改善提供依据。改善了工人操作同时节省了工人的劳动强度及劳动人数，分析了当前生产方式存在的问题。
②计算改善前一汽大众奥迪车前端分装线生产平衡率，针对平衡率低下进行系统分析，通过工序优化、工序重组对分装线进行改进，提高生产平衡率由原来的44.7%改善为94%。
③减少了分装线的工位，节约空间、设备、能源的投入，提高了一汽大众奥迪车前端分装线得生产效益，提高生产效率的同时，降低了产品生产的成本。
④节约了人员的投入由原来的20人缩减为10人，极大的缓解了现阶段人员紧张的情况。
⑤合理摆放零部件，减轻了工人的劳动强度，减少了工位时间的消耗，降低了一汽大众奥迪车前端分装线人工成本。
通过对一汽大众奥迪车前端分装线现场的调查分析研究，发现不合理的现象，运用工业工程的原理对奥迪车前端分装线进行研究，设计出切实可行的改善方案，为真正的一汽大众奥迪车前端分装线改进提供了理论基础。
论文中没有对电子看板、零件存放底座、工人座椅，改善后的操作台等运用人因工程等方面的理论进行详细的设计，对物流的流动及设施的规划也没有详细的分析设计，对于管理人员人数也没有作出细致的安排。
一汽大众奥迪车分装线的平衡与优化研究是一个需要更加细致详尽的分析设计，需要更加专业的IE人员对其改进，也许不久的将来我可以做到，将一汽大众奥迪车分装线的平衡与优化研究更加完善。
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