一星工厂生产线的优化与设计文献综述
2020-04-11 17:25:25
文 献 综 述
随着全球经济的发展,科学技术的飞跃,市场需求的变化,国内国际企业的竞争日趋激烈,企业竞争优势体现在质量,成本,交期,服务,安全等各方面。在进行原料加工生产的制造业中, 装配线生产率水平的高低可作为企业经营管理水平的重要经济指标之一。也能反映出企业综合管理水平的高低。对于装配线而言,节拍时间是衡量生产线的生产能力,各个生产工位的作业时间不可能完全一样才造成各个工位的生产节拍不同, 即产生作业负荷不均衡的结果。实现均衡生产, 有利于保证设备, 人力的负荷平衡, 从而能提高设备和工时的利用率, 同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序, 以保证品质量和安全生产; 均衡地进行生产还有利于节约物资消耗, 减少在制品, 加速流动资金的周转, 从而降低生产成本;并通过运用各种科学的改善技术, 提高了全员的综合素质。为了让装配线发挥出最大的效能,必须使装配线各工序的生产能力均衡一致,也就是使装配线达到平衡。
装配线是在一系列工作台上将制造出的零件组合在一起, 包括部件装配线与产品总装线。装配线(包含自动化,半自动化和手工装配线)是制造行业中应用很广泛的生产方式。生产线平衡是这种生产方式评价的重要指标, 因此研究人员对其进行了大量的研究工作。目前国内外对于流水线平衡的理论研究已达到相当高的水平, 提出了各种算法:Jackson 算法, 分枝定界算法, 遗传算法,随机算法, 启发式算法等, 用建立模型并求解的方式来解决一般装配线的平衡问题。
西方的工业化已经经历了将近一个世纪的发展, 从20世纪初泰勒等人的工作研究与时间研究, 到80年代左右计算机技术在工业领域的应用及至90年代通讯与网络技术的发展, 工业化的内涵和外延都发生了很大变化。应用工业工程(Industrial Engineering, IE)理论和方法的企业在发展取得了很大进步, 同时也获得了可观的效
益。对于我国企业,传统的装配线理论主要把注意力放在劳动力的有效利用上,对设备及设施的利用不充分, 且通常把问题看成静态并寻找最优的解决方案。
工业工程分为基础工业工程与现代工业工程。 基础工业工程技朮可分为方法研究与作业测定两个方面, 可使企业在不用增加投资,或投资很少的情况下就能大大提高生产线的平衡。成效也会快而明显,也被认为是减少各种浪费,挖掘企业内部的潜力,提高生产效益的实用技术; 而现代工业工程则是与概率论, 数理统计,运筹学及系统工程等相结合, 对企业进行更科学的管理。考虑当前国内的技术水平, 管理状况及信息流通水准, 基础工业工程的理论更易于实施并展现效果, 而若能将基础工业工程与现代工业工程相结合则对企业的长远发展有着重大意义。
本文将从线平衡的理论出发, 将结合本企业实际情况, 系统而全面地应用各种理论, 探讨提高装配线平衡及生产效率的有效方法, 为有相同状况的企业提供改善思路及方法。本文以企业内正在在运行的某产品装配线为例进行研究, 规划了进行装
配线平衡改善步骤﹔ 对于学习曲线, 工时量测的理论及人机关系理论进行深入研究,总结出适用于同类线体的经验﹔并且应用工业工程的改善方法, 对实际生产的状况进行了调整, 提高了装配线平衡率, 为企业实际效益的增加发挥了作用。
在现代的社会,生产装配线平衡有这重要的意义。生产现场的改善与革新永远围绕着质量、效率、原料消耗(成本)这几方面进行的,而效率改善的核心即是消除工序不平衡,消除工时浪费,实现”一个流(One Piece Flow)”生产。实现均衡生产,有利于保证设备、人力的负荷平衡,从而能提高设备和工时的利用率,同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序,以保证产品质量和安全生产;均衡地进行生产还有利于节约物资消耗,减少在制品,加速流动资金的周转,从而降低生产成本;在均衡生产的基础上实现的”单元生产”,提高了生产应变能力,对应市场变化实现柔性生产系统;通过平衡生产线,可以综合运用程序分析、操作分析、动作分析、设备布局(Layout)分析、时间分析等全部工业工程相关方法,并能适当提高全员的综合素质。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。装配线生产线平衡理论是解决这个问题的一个很好的方法。首先,它将生产分为几个内容:工作站: 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, 工人在其中操作;作业元素: 将操作划分为一个一个操作单元, 这些操作单元一般而言是不能够再细分的。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, 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,而流水线最重要参数是节拍。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。我们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,使流水线与之前相比达到一个比较高的效率。
生产线节拍的公式定义如下﹕