基于精益管理的X煤矿主煤流运输系统优化.pdf

分类号分类号F273F273密密级级公公开开 U D CU D C 单位代码单位代码 1042410424 学学 位位 论论 文文 基于精益管理的基于精益管理的 X X 煤矿主煤流煤矿主煤流 运输系统优化运输系统优化 于文涛于文涛 申申请请学学位位级级别别硕士学位硕士学位专专业业名名称称工工业工业工程程 指指导导教教师师姓姓名名袁清和袁清和职职称称教教授授 副副指指导导教教师师姓姓名名赵景忠赵景忠职职称称高级工程师高级工程师 山山 东东 科科 技技 大大 学学 二〇二〇一一七七年年六六月月 万方数据 论文题目论文题目 基于精益管理的基于精益管理的 X 煤矿主煤流煤矿主煤流 运输系统优化运输系统优化 作者姓名作者姓名 于于 文文 涛涛入学时间入学时间20142014 年年 9 9 月月 专业名称专业名称 工业工程工业工程研究方向研究方向管理工程管理工程 指导教师指导教师 袁袁 清清 和和职职称称教教授授 副副指导教师指导教师赵赵 景景 忠忠职职称称高级工程师高级工程师 论文提交日期论文提交日期20172017 年年 0404 月月 论文答辩日期论文答辩日期20172017 年年 0606 月月 授予学位日期授予学位日期20172017 年年 0606 月月 万方数据 THE OPTIMIZATION OF COALTRANSPORTATION SYSTEM FOR X COALMINE BASED ON LEAN MANAGEMENT ADissertation ted in fulfillment of the requirements of the degree of MASTER OF ENGINEERING from Shandong University of Science and Technology by Yu Wentao SupervisorYuan Qinghe College of Mining and Safety Engineering June 2017 万方数据 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除所列参考文献和世所公本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除所列参考文献和世所公 认的文献外，全部是本人攻读学位期间在导师指导下的研究成果。除文中已经认的文献外，全部是本人攻读学位期间在导师指导下的研究成果。除文中已经 标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研 究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 硕士生签名硕士生签名 日日期期 万方数据 学位论文使用授权声明学位论文使用授权声明 本人完全了解山东科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所本人完全了解山东科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意本人所 撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理。撰写的学位论文的使用授权按照学校的管理规定处理。 作为申请学位的条件之一，作为申请学位的条件之一，学校有权保留学位论文并向国家有关部门或其学校有权保留学位论文并向国家有关部门或其 指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文的全部或部分内容编入指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库发表，并可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版；允许学有关数据库发表，并可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版；允许学 校档案馆和图书馆保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫校档案馆和图书馆保留学位论文的纸质版和电子版，可以使用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文；为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆描等复制手段保存和汇编学位论文；为教学和科研目的，学校档案馆和图书馆 可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内可以将公开的学位论文作为资料在档案馆、图书馆等场所或在校园网上供校内 师生阅读、浏览。师生阅读、浏览。 （保密的学位论文在解密后适用本授权）（保密的学位论文在解密后适用本授权） 硕士生签名硕士生签名导师签名导师签名 日日期期日日期期 万方数据 学位论文审查认定书学位论文审查认定书 研究生研究生在规定的学习年限内在规定的学习年限内，， 按照培养方案及个人培养计划按照培养方案及个人培养计划，， 完成了课程学习，成绩合格，修满规定学分；在我的指导下完成本学位论文，完成了课程学习，成绩合格，修满规定学分；在我的指导下完成本学位论文， 论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关 规定，同意将本论文作为申请学位论文。规定，同意将本论文作为申请学位论文。 导师签名导师签名 日日期期 万方数据 山东科技大学硕士学位论文摘要 I 摘要摘要 主煤流运输系统的运输能力直接影响着煤矿企业的产能。对主煤流运输系 统开展精益管理体系，是优化煤矿系统、提高企业效益的有效手段。本文在对 X 煤矿主煤流运输系统进行现场调研的前提条件下，从八大浪费着手，研究适 合 X 煤矿主煤流运输系统的精益管理体系，讨论子体系之间的相互关系，制定 实施方案，指导煤矿现场工作人员有效优化系统，提高煤炭运输能力。具体来 讲，本文的研究工作主要有以下几个方面 （1）针对运输系统浪费严重、均衡性较差、效率较低的问题，在分析子体 系之间的相互关系的前提条件下，构建 X 煤矿主煤流运输系统系统的精益管理 体系车轮模型。 （2）根据八大浪费中的问题，结合模型，制定了主煤流运输系统优化实施 方案，以有效指导现场开展工作。 （3）通过提案改善，激发了职工主动参与的积极性，优化了作业程序和作 业工具，提高了作业效率；通过实施现场 6S 管理，塑造良好的企业形象，提高 工作环境，降低了 X 煤矿材料积压带来的损失；通过优化 TPM 体系，煤流系 统相关生产单位的设备完好率已经连续三个月维持在 95％以上，并且有继续上 升的趋势。 （4） 提出一种基于精益管理的利用技术与管理协同优化进行主煤流运输系 统效率提升的方法。在界定了主煤流运输系统工位能力的基础上，同时考虑了 作业时间受随机性因素影响，拟合现场数据确定节拍，引入价值流图识别瓶颈； 使用帕累托图分析瓶颈主要影响因素，利用人机联合作业图确定消除瓶颈的有 效途径；通过采用串行作业改为并行作业、动作经济原则优化动作、改变员工 更换频次的手段提高工作效率，提出关于最佳切换循环间隔 n 的目标函数，并 求解出最佳切换时间，每循环作业时间缩短 15.82s，最终，可以多提升 37 勾。 （5）在考虑皮带顺序起停的基础上，假定皮带机均已满负荷运作，采用 Flexsim 仿真实验的方法寻求煤仓的控制 P5 皮带机开停的最佳煤炭储量时刻。 通过 Flexsim 仿真软件仿真，得出井底煤仓 S2 的最佳煤炭储量阈值为 100t。 万方数据 山东科技大学硕士学位论文摘要 II 关键词关键词精益管理；生产线平衡；全员生产维护；Flexsim 仿真 万方数据 山东科技大学硕士学位论文摘要 III ABSTRACT The operation capacity of the main coal flow transportation system directly affects the production capacity of coal mining enterprises. It is an effective means to optimize the coal mine system and improve the enterprise efficiency by carrying out the lean management system for the main coal flow transportation system. Based on the prerequisite of field investigation of X coal mine main coal transportation system, this paper studied the lean management system suitable for X coal mine main coal transportationsystemfromtheEightWastes,discussedthe interrelationship among sub-systems, and developed the implementation plan in order to Guide the coal mine site staff to effectively optimize the system,which can improve the transportation capacity of coal. Specifically, the research work of this paper mainly has the following aspects 1 In order to solve the problem that the transportation system was serious, the balance was poor and the efficiency was low, the lean management system of the main coal flow transportation system of X coal mine was constructed under the premise of analyzing the relationship anong the subsystems model. 2According to the eight wasted problems, combined with the model, the various parts of the optimization implementation plan had been built which were good of guiding the work carried out on site effectively . 3 By the implementation of the Kaizen, the enthusiasm of the employee to participate actively was inspired , and operating procedures or operating tools were optimized so that operational efficiency was improved. By the implementation of on-site 6S management, a good corporate image was created and the working environment was improved which reducing the X coal mine material backlog brought about by the loss. By optimizing the TPM system, the equipment intact rate of the coal production system had been maintained at more than 95 for three consecutive months and there was a continuing upward trend. 4 A based on lean management was proposed to optimize the efficiency of the main coal flow transportation system by using technology and management. On the basis of defining the capacity of the main coal transportation system, the randomness factors were considered in the operating time. The production rhythm was determined by fitting 万方数据 山东科技大学硕士学位论文摘要 IV the field data, and the bottleneck was identified by introducing the value stream mapping. The use of man-machine joint operation map to determine the effective way to eliminate bottlenecks. through the use of serial operation to parallel operation, action economic principles to optimize the action, changing the frequency of staff to improve the frequency of work efficiency. The best switching cycle interval n target Function was proposed to solve the best switching time. Ultimately, each cycle time was shortened 15.82s, and 37 hook coal was raised more. 5 On the basis of considering the starting and stopping of the Belt conveyor, it was assumed that the belt machine is running at full capacity and the Flexsim simulation experiment was used to find the best coal reserves for the control of the P5 belt machine. Simulation of Flexsim simulation software showed that the optimal coal reserves threshold for coal bottom S2 was 100t. Keywords Lean management; Production line balance; TPM; Flexsim simulation 万方数据 山东科技大学硕士学位论文目录 V 目录目录 摘要摘要.............................................................................................................I 目录目录............................................................................................................V 1绪论绪论...................................................................................................... 1 1.1研究背景及研究意义..................................................................................1 1.2国内外研究现状..........................................................................................2 1.3本文的总体思路和研究方法......................................................................5 1.4本文的主要创新点......................................................................................5 1.5本章小结......................................................................................................6 2系统优化的理论基础系统优化的理论基础..........................................................................7 2.1精益管理概述..............................................................................................7 2.2八大浪费......................................................................................................8 2.3KAIZEN（提案改善）...............................................................................9 2.46S 管理......................................................................................................10 2.5生产线平衡................................................................................................12 2.6Flexsim 系统仿真......................................................................................12 2.7本章小结....................................................................................................13 3X 煤矿主煤流运输系统现状及八大浪费识别煤矿主煤流运输系统现状及八大浪费识别...............................14 3.1X 煤矿概述................................................................................................14 3.2主煤流运输系统八大浪费识别................................................................14 3.3确定精益管理子体系................................................................................16 3.4X 煤矿主煤流系统优化精益管理开展体系设计....................................18 3.5本章小结....................................................................................................19 4X 煤矿主煤流运输系统优化方案制定煤矿主煤流运输系统优化方案制定........................................... 21 4.1主煤流运输系统改善提案实施方案........................................................21 4.2主煤流运输系统现场 6S 管理改善方案.................................................23 4.3主煤流运输系统 TPM 改善方案.............................................................24 4.4主煤流运输系统生产线平衡改善方案....................................................25 4.5本章小结....................................................................................................27 万方数据 山东科技大学硕士学位论文目录 VI 5X 煤矿主煤流运输系统改善方案实施煤矿主煤流运输系统改善方案实施........................................... 28 5.1提案改善方案实施与评价........................................................................28 5.26S 管理改善方案实施与评价..................................................................30 5.3设备维护改善方案实施与评价................................................................37 5.4生产线改善方案实施与评价....................................................................40 5.5主煤流运输系统煤仓的仿真模型构建、实施与评价............................57 5.6本章小结....................................................................................................63 6结论与展望结论与展望........................................................................................65 6.1总结............................................................................................................65 6.2不足与展望................................................................................................66 参考文献参考文献..................................................................................................67 致致谢谢..................................................................................................71 攻读硕士期间取得的成果攻读硕士期间取得的成果......................................................................72 万方数据 山东科技大学硕士学位论文目录 VII Contents 1Introduction...........................................................................................................1 1.1The background and significance of research..............................................1 1.2The research status at home and abroad.......................................................2 1.3The general thought and research in the paper............................... 5 1.4The main innovation points in the paper......................................................5 1.5The summary of this chapter........................................................................6 2The theoretical basis of system optimization......................................................7 2.1Lean management overview........................................................................7 2.2The eight waste............................................................................................8 2.3KAIZEN.......................................................................................................8 2.46S management..........................................................................................10 2.5The balance of production line...................................................................12 2.6Flexsim System simulation........................................................................12 2.7The summary of this chapter......................................................................13 3Present situation and the eight waste identification of it.................................14 3.1X coal mines overview..............................................................................14 3.2The eight waste identification....................................................................14 3.3Determine the lean management system....................................................16 3.4The design of the optimization and lean management system...................18 3.5The summary of this chapter......................................................................19 4Plan ulation ...............................................................................................21 4.1The 6S management and improvement plan..............................................21 4.2The 6S management and improvement plan..............................................23 4.3The TPM improvement plan......................................................................24 4.4The production line balances improvement scheme.................................25 4.5The summary of this chapter......................................................................27 万方数据 山东科技大学硕士学位论文目录 VIII 5The improvement projects implementation .................................................. 28 5.1Implementation and uation of proposal improvement plan................ 28 5.2Implementation and uation of 6S management...................................30 5.3Implementation and uation of line balance.........................................37 5.4Implementation and uation of production lines improvement plan....40 5.5Implementation and uation of the simulation model...........................57 5.6The summary of this chapter......................................................................63 6Conclusions and prospect...................................................................................65 6.1Conclusions................................................................................................65 6.2Deficiency and prospect.............................................................................66 Reference....................................................................................................................67 Acknowledgement.....................................................................................................71 Main work achievement of the author during working on master paper........... 72 万方数据 山东科技大学硕士学位论文绪论 1 1绪论绪论 1.1研究背景及研究意义研究背景及研究意义 精益管理在煤矿的应用比较少，为什么将精益管理应用到煤矿企业，本节 将进行论述。 1.1.1研究背景研究背景 在国内外市场竞争愈演愈烈的环境下，越来越多的企业为了争夺市场和自 己生存发展的空间把注意力转向提高自己的科学技术水平和企业管理能力上。 作为我国能源结构的主体，我国的煤炭企业对我国经济发展，特别是第二产业 的发展起着不可或缺的作用[1]。 从过去的分散型小煤矿到集约型大煤矿， 我国煤 炭企业经历了一个漫长的发展过程。煤矿的技术手段、管理制度和理念都相应 的做出了很多改变，有了很大的提升，随着国内资源需求增长，煤炭的产量大 幅度提高。 然而，就煤矿开采的整个工艺流程来看，仍然存在着许多制约因素。这些 问题的存在不仅降低了煤炭开采的工作效率， 甚至严重桎梏了煤炭企业的发展。 煤炭在井下的生产过程主要经过了掘进、采煤、运输以及提升四大工艺流 程，其中矿井主煤流运输在煤炭的生产过程中发挥着极其重要的作用，是煤炭 生产的核心程序。其系统复杂、环节多、货流量大[2]。经