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业设备布局进行综合性的分析，并对设备布局做出改善，消除不增值的搬运活动，减少搬运的次数，缩短搬运的距离，从而才能提高作业能力，最终制定出完善的布置方案。 1.2.2 作业方法和作业测定问题
寻找不合理的地方，利用RCSE（消除、合并、重排、简化）的方法步骤对不合理的地方改善，改善操作方法和动作，为流程改善提供理论上的依据。对员工的操作方法进行分析，减少不必要的动作，并对工时进行测量，用模特排时法进行理论上的用时设定以及放宽，从而经济的使用人力。 1.2.3 瓶颈工序产能问题
怎样优化瓶颈工序的产能，如何对特殊工序进行分解、改善。可以提高整体作业能力。
1.2.4 准时生产问题
怎样消除浪费，降低库存，提高生产效率。以解决车间内生产能力不平衡、柔性差、操作方法不标准、存在浪费、存在瓶颈工序等问题。
1.3 预计要求和关键技术
工业工程的目的就是使生产系统中投入的要素得到充分利用，降低成本，保证质量和安全、提高生产率，获得最大效益。也就是说，通过研究、分析和评价，对人机系统（人、机、料、法、环）进行再设计，将各个组成部分恰当地综合起来，从而将原系统改善，以实现生产要素合理的配置，优化流程，保证安全、优质、准时完成任务的同时在成本、能耗上降到最低。
本文充分利用IE的基本方法进行优化：在作业研究方面，通过5W1H（Why,What,Who,Where,When,How）作业研究方法和ECRS即取消—合并—重排—简化的分析方法，对瓶颈工位进行优化；通过时间和动作分析以及现场管理等经典理论，结合HVAC的实际情况进行分析和改善。通过对流水线上各工位工时的测量，对工时定额重新核定，确保准时生产，杜绝浪费、降低企业成本。在产能瓶颈问题的分析中，对个别产能不足的瓶颈工位，应用生产线平衡方法，对其工序中存在的问题逐一剖析，找出造成瓶颈的根源，有针对性的改善。
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2 理论基础
2.1 IE基础理论
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工业工程(Industrial Engineering，即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，同时为科学管理提高决策依据[5]。
它是将人，机，料，法及环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计，评价与创新，从而提高工业生产效率和社会经济效益的专门化的综上所述技术，且内容日益广泛。新时期的IE是一个以制造为中心，基于现代科学技术，特别是信息，网络和计算机应用的综合技术。它是利用人因学，社会科学，自然科学，管理科学，行为学，组织学和伦理学的观念以及高度发达的通讯与效能技术和方法交互渗透去实现基目标。其特征是实践性，工程性，社会性，创新性。
以工业工程为主的生产线平衡技术分方法研究和作业测定两类，该技术的优点是使企业在不增加投资或减少投入的情况下，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方面的改善，达到平衡生产线并进而提高生产力，提高经济效益的目的。
2.1.1 方法研究分类
程序分析：整体性制造过程各作业运用剔除，合并，重排与简化使之合理化。 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。
动作分析：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。 程序分析、操作分析和动作分析分别按从宏观到微观、从粗略到具体的步骤介绍生产线平衡的实施要点和实务，可为生产线的改进提供指导。 2.1.2 程序分析的四大原则：
ECRS,即：删减(Eliminate)、合并(Combine)、重组(Rearrange)、简化(Simplify)，用于生产过程的优化。使用较少的人数和较短的时间，谋求作业负荷均和作业人员的舒适性，如表2-1所示。
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表2.1 程序分析四原则
改善原则 排除 Eliminate 组合 ②同时进行 Combine ③合并作业 ①改变次序 重排 ②改用其它方法 Rearrange ③改用别的东西 ①连接更合理 简化 ②使之更简单 Simplify ③去除多余动作 类。 ②使机器操作更简单。使零件标准化，减少材料种①改变布置，使动作边境更顺畅。 ②用台车搬运代替徒手搬运。更换材料。 ①把检查工程移到前面。 ③使用同一种设备的工作，集中在一起。 ②一边加工一边检查。 目的 ①排除浪费 ②排除不必要的作业 ①配合作业 事例 ①合理布置，减少搬运。 ②取消不必要的外观检查。 ①把几个印章合并一起盖。 2.1.3 作业测定
定义：决定一位合格适当而有良好训练人员，在标准状态下，对一特定的工作，以正常速度操作所需时间之方法。
目的：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,并进行适当的工序分布,以适应企业生产的需求。
实际测量时操作者可能偏离正常速度，因此应根据实际操作过程考虑操作人员的评比。确定作业评比系数常依靠有经验的监工对操作者的表现作出评价。
即：
正常时间＝观测时间×评比系数 式(2.1) 在连续观测过程中，操作者偶而会发生一些干扰性的中断使操作时间增加；标准工时应将干扰或中断所影响之时间，给予宽放加入正常时间。宽放时间是作业者个人自然需要,疲劳和合理的延迟所需时间,它可以作为绝对量直接加在经过修正的作业时间上,也可以采用系数的形式,乘以作业时间然后附在其上。[2]
宽放率（%）＝（宽放时间/正常时间）×100%
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标准时间＝正常时间×﹙1+宽放率﹚
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＝观测时间×﹙1+评比﹚×﹙1+宽放率﹚ 式（2.2）
2.2 流水线生产平衡理论
2.2.1 术语定义
a)工位:为了完成某一产品的各道工序,在装配线指定一个工作位置,工人在其中进行操作,这个位置即称为工位。
b)工步:将操作划分为一个一个操作单元,这些操作单元一般不能再分。
c)总作业时间:从产品整个装配流程来说,装配一个产品需要的时间,即装配一个产品所有作业工序的作业时间总和。
d)先后顺序约束:作业元素之间加工的先后顺序。在装配线的作业分配中,当且仅当一个作业元素的所有前作业元素被分配完毕,这个作业元素才能被分配[6]。
e)节拍:是流水线生产最重要的工作参数。节拍指流水线上连续生产两个相同在制品的间隔时间,它表明流水线生产速度的快慢或生产率的高低[7]。运用生产节拍的概念,将作业划分为数个工作站,每一个工作站要完成的工作由多个作业基本单元组成,使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态,以完成规定的操作量,从而使各工作站的闲置时间最少,作业达到平衡,效率较高[3]。生产线各站作业的不平衡,会造成无谓的损失外,还会造成大量半成品的堆积,严重时甚至会造成装配线的中止。要使产线能够顺畅高效率地运作,就必须使各站的负荷均衡化,即尽量使分配到各站作业总时间相等,避免或尽量减少等待时间。生产线的平衡状况反映了生产组织是否合理,这与产品的产量,质量及成本皆有很大关系。生产线节拍的公式定义如下﹕
生产线节拍=每天的生产时间/每天的计划产量 式（2.3） 目前,对于装配线平衡的研究主要分为以下3个方面：
(1)给定装配线的最小节拍,求最小工作站数,通常在装配线的设计与安装阶段进行；
(2)给定装配线的工作工序数,使装配线的节拍最小,对已存在的生产线进行调整优化；
(3)在装配线的工作站数和节拍得到优化确定的条件下,均衡工作站上的负荷,给工作人员一种公平感[12]。 2.2.2 生产线平衡定义