【文章內(nèi)容簡介】 容，使各工序作業(yè)時間接近或減少工序時間之間的偏差，改善生產(chǎn)線的平衡狀況。具體可采用的 8 一些原則如下 [5]： 1) 首先應考慮對瓶頸工序進行作業(yè)改善，作業(yè)改善的方法可參照程序分析的改善方法及動作分析、工裝自動化等方法與手段。 2) 將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔給其他工序 。 3) 適當增加作業(yè)員。只要平衡率提高了，人均產(chǎn)量就等于提高了，單位產(chǎn)品成本也隨之下降。 4) 合并相關工序，重新排布生產(chǎn)工序，相對來講在作業(yè)內(nèi)容較多的情況下容易平衡。 5) 分解作業(yè)時間較長的工作，把該工序安排到其它工序當中去。 可采用的方法如下： 最優(yōu)化方法 最優(yōu)化理論與算法是一個重要的數(shù)學分值，他所研究的問題是討論在眾多的方案中什么樣的方案是最有以及怎么找出最優(yōu)方案。這類問題普遍存在。例如，工程設計中怎樣選擇設計參數(shù)，使得設計方案既滿足設計要求又能降低成本；資源分配中，怎樣分配有限資源，使得分配方案既能滿 足各方面的基本要求，又能獲得好的經(jīng)濟效益；生產(chǎn)計劃安排中選擇怎樣的計劃方案才能提高產(chǎn)值和利潤；原料配比問題中，怎樣確定各種成分的比例，才能提高質量，降低成本；城建規(guī)劃中，怎樣安排工廠、機關、學校、商店、醫(yī)院、住戶和其他單位的合理布局，才能方便群眾，有利于城市各行各業(yè)的發(fā)展；在人類活動的各個領域中，諸如此類，不勝枚舉。最優(yōu)化這一數(shù)學分支，正是為這些問題的解決，提供理論基礎和求解方法，他是一門應用廣泛、實用性強的學科。 最優(yōu)化是個古老的課題，長期以來，人們對最優(yōu)化問題進行著探討和研究。早在 17世紀，英國科學家 Newton 發(fā)明微積分的時代，就已提出極值問題，后來又出現(xiàn) Lagrange乘數(shù)法。 1847 年法國數(shù)學家 Cauchy 研究了函數(shù)值沿什么方向下降最快的問題，提出最速下降法。 1939 年前蘇聯(lián)數(shù)學家提出了解決下料問題和運輸問題這兩種線型規(guī)劃問題求解方法。人們關于最優(yōu)化問題的研究工作，隨著歷史的發(fā)展不斷深入。但是，任何科學的進步，都受到歷史條件的限制，直到 20 世紀 30 年代，最優(yōu)化這個古老課題并未形成獨立的有系統(tǒng)的學科 [7]。 20 世紀 40 年代以來，由于生產(chǎn)和科學研究突飛猛進的發(fā)展，特別是電子計算機日益廣泛應用，使最優(yōu)化 問題的研究不僅成為一種迫切需要，而且有了求解的有力工具。因此最優(yōu)化理論和算法迅速發(fā)展起來，形成一個新的學科。至今已出現(xiàn)線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、幾何規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡流等許多分支。最優(yōu)化理論和算法在實際應用中正在發(fā)揮越來越大的作用。 9 啟發(fā)式方法 啟發(fā)式方法以其簡便、易懂、快速和滿意贏得了眾多管理人員的信賴和歡迎 ,并被廣泛應用于各個領域。它的產(chǎn)生主要是為了克服現(xiàn)實建模的困難 ,提供一種更有效的決策工具 ,與最優(yōu)化方法相比較 ,啟發(fā)式方法的優(yōu)點主要有 :邏輯模型接近于現(xiàn)實 ,流程圖建立在決策者經(jīng)驗的 基礎上 ,因此啟發(fā)式方法隱含著多目標方案 。它的主要局限是它的靜態(tài)性 ,即在平衡過程中 ,固定的準則是預先確定的優(yōu)先準則 ,而從產(chǎn)品加工過程、市場需求和公司戰(zhàn)略來看 ,環(huán)境是動態(tài)變化的。啟發(fā)式方法的產(chǎn)生主要為了克服現(xiàn)實建模的困難，提供一種更有效的決策支持工具。事實上，更一般地講，啟發(fā)式算法是決策者在作決策時的思想方法的流程圖，與最優(yōu)化方法相比較，啟發(fā)式方法的優(yōu)點主要有：邏輯模型接近于現(xiàn)實；流程圖建立在決策者經(jīng)驗的基礎上，因此啟發(fā)式方法隱含著多目標方案。啟發(fā)式方法的主要局限是它的靜態(tài)性：在平衡過程中，使用固定的準則，也就 是預先確定的優(yōu)先準則：而從產(chǎn)品加工過程、市場需求和公司戰(zhàn)略來看，環(huán)境是動態(tài)變化的。包括遺傳算法和啟發(fā)式算法等。 遺傳算法 (geic algorithms,簡 秤 GA)是 1975 年受生物進化論的啟發(fā)而提出的。 GA 是基于“適者生存”的一種高度并行、隨機和自適應的優(yōu)化算法 ,他將問題的求解表示成“染色體”的適者生存過程 ,通過“染色體”群的一代代不斷進化 ,包括復制、交叉和變異等操作 ,最終收斂到“最適應環(huán)境”的個體 ,從而求得問題的最優(yōu)解或滿意解。與傳統(tǒng)優(yōu)化方法相比 ,遺傳算法的優(yōu)點是 :①群體搜索 。②不需要目標函數(shù)的導數(shù) 。③概率轉移準則。近年來 ,由于遺傳算法求解復雜優(yōu)化問題的巨大潛力及其在工業(yè)工程領域的成功應用 ,這種算法得到了廣泛的關注 [8]。 禁忌搜索 (Taoo Search,簡 秤 TS)的思想最早是由 Glover(1986)提出 ,它是對局部鄰域搜索的一種擴展 ,是一種全局逐步尋優(yōu)算法 ,是對人類智力過程的一種模擬。 TS 算法通過引入一個靈活的存儲結構和相應的禁忌準則來避免迂回搜索 ,并通過藐視準則來赦免一些被禁忌的優(yōu)良狀態(tài) ,進而保證多樣化的有效探索以最終實現(xiàn)全局優(yōu)化。相對于模擬退火和遺傳算法 ,TS 是又一種搜 索特點不同的 metaheuristic 算法。迄今為止 ,TS 算法在組合優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、機械學習、電路設計和神經(jīng)網(wǎng)絡等領域取得了很大的成功 ,近年來又在函數(shù)全局優(yōu)化方面得到較多的研究 ,并大有發(fā)展的趨勢。 基礎工業(yè)工程方法 工業(yè)工程師對人員、物料、設備、能源和信息組成的集成系統(tǒng)進行設計、改善和設置的一門學科，它綜合運用數(shù)學、物理學和社會科學的專門知識和技術，結合分析和設計的原理和方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進行確定、預測和評價。工業(yè)工程的八大目標： 10 可獲利性、有效性、高效率、適應性、響應性、高質量、持續(xù) 改進、經(jīng)濟可持續(xù)性讓它成為改進生產(chǎn)線的必要手段。 泰勒是工業(yè)工程的奠基人，也是科學管理的創(chuàng)始人，他論述《科學管理原理》時，工業(yè)工程的內(nèi)容只是科學管理的一部分。直到 1911 年，科學管理學家才開始用工業(yè)工程一詞，并在 1917 年美國成立了工業(yè)工程協(xié)會。很多企業(yè)設立工業(yè)工程部門負責工作研究。此后，工業(yè)工程逐漸從科學管理分離出來，從其發(fā)展歷程來說，工業(yè)工程的前身是泰勒的科學管理，二者一脈相承。從其職能來說，工業(yè)工程是溝通技術與管理的橋梁。自 70 年代信息技術的發(fā)展，管理的實踐者將工業(yè)工程引入工業(yè)宏觀系統(tǒng)的研究領域，與政府 部門的工業(yè)管理職能也發(fā)生了關系。工業(yè)工程的目標就是設計一個生產(chǎn)系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法，使它以最低的成本生產(chǎn)具有特定質量水平的某種或幾種產(chǎn)品，并且這種生產(chǎn)必須是在保證工人和最終用戶的健康和安全條件下進行。在工業(yè)工程的發(fā)展過程中，不同時期、不同國家、不同組織和不同學者下過很多定義，在各種定義中，最具權威并且今天仍被廣泛采用的是美國工業(yè)工程師 學會 (AIIE)于1955 年提出、后經(jīng)修訂的定義，表達如下：“工業(yè)工程是對入員、物料、設備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)，進行設計、改善和設置的一門學科。它綜合運用數(shù)學、物理學和社會科學方面的專門知識和技術，以及工程分析和設計的原理與方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進行確定、預測和評價?！痹摱x表明 IE 是一門方法學，它告訴人們，為把人員、物料和設施組成有效的系統(tǒng)，需要運用哪些知識，采用什么方法去研究問題和解決問題。 用工業(yè)工程方法處理生產(chǎn)線平衡問題時，可以分為兩大部分：方法工程與作業(yè)測定 方法工程是由支持人們的工作能 有效進行所運用的整體手段的部分組成。方法工程是對運行過程中的每道工序、每個作業(yè)、每個動作甚至每個微動作，都進行系統(tǒng)化的科學分析，尋求新的工作方法，以實現(xiàn)時間節(jié)約與空間節(jié)約的預期。方法工程有三大分析技術，程序分析是指以整個生產(chǎn)過程為對象，研究分析一個完整的工藝或流程程序。全面研究和分析從第一個到最后一個作業(yè)，有無多余的作業(yè)，程序是否合理，搬運是否太多，等待是否太長，以便進一步改善工作和工作方法；作業(yè)分析是指研究以人為主題的工序，使作業(yè)者、作業(yè)對象、和作業(yè)工具三者科學的、合理的布局與安排，以減輕作業(yè)者的勞動強度 ，減少作業(yè)時間消耗，使工作質量得到保證；動作分析是研究作業(yè)者在進行各種作業(yè)時的身體動作，以排除多余的動作，減少疲勞，使作業(yè)簡便有效，從而制定出最佳的動作程序。 作業(yè)測定是運用各種技術來確定合格工人按規(guī)定的作業(yè)標準完成某項工作所需要的時間，目的在于找到標準時間，并揭示由各種原因造成無效時間的性質和數(shù)量，采取措施消除無效時間。作業(yè)測定的主要方法有時間研究、工作抽樣、預定時間標準法和標準數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 11 4 改善方案的制定及評價 本章將先分析 DS05 高檔 秤 生產(chǎn)現(xiàn)狀和存在的問題，然后制定改善方案并對結果進行評價。 生產(chǎn)線現(xiàn)狀及問題 作者通過本節(jié)交代公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀與存在的問題，在分析問題時，直接進行方法研究中的作業(yè)分析，直逼問題的存在點。理論上在進行方法研究時，先要進行程序分析，把多余的流程找出來然后去掉， 再做作業(yè)分析，最后做動作分析，研究操作者的每個動作要素， 但考慮到本文 所采用的例子是高檔 秤 裝配線，生產(chǎn)流程出現(xiàn)問題的可能性較小，所以 跳過了程序分析， 而把程序分析作為后期的改進建議列在 節(jié)，對于時間的處理，由于條件關系，實際測試具有一定的不可行性，本文采用產(chǎn)品作業(yè)指導書規(guī)定的標準時間。 公司概述 該 公司位于山東威海，公司規(guī)模 1000 人左右。 專業(yè)從事戶外用品類的設計、生產(chǎn)、加工、出口，以高標準的要求來審視產(chǎn)品的每一個部件和每一個加工環(huán)節(jié)。以誠信、公平、合理、本分為經(jīng)營理念。與 各 單位通力合作。 RTI 威海遠際戶外用品有限公司是一家集漁具用品、戶外用品、塑料制品、電子產(chǎn)品、五金工具的生產(chǎn)、加工、銷售及備案范圍的貨物、技術進出口于一體的自主開發(fā)、生產(chǎn)制造型企業(yè)。本文研究的是其中一個分廠的一條生產(chǎn) DS05 的高檔 秤 的生產(chǎn)線，該廠規(guī)模較小，所有員工不到 200 人。 生產(chǎn)線現(xiàn)狀 DS05 高檔 秤 是漁具用品，該生 產(chǎn)線目前有 28 道工序，分設 9 個工位，各工位的具體作業(yè)和標準時間 表 所示 ： 表 改善前各工位具體作業(yè)和標準時間 工位 工序 操作名 秤 標準時間（秒） 該工位總時間（秒） 1 1 移印 DS05 面蓋 10 30 2 面蓋內(nèi)超聲 DS06 內(nèi)鏡片 20 2 3 裝 LED鏡片 10 33 4 裝導電膠條 8 5 裝三鍵按鈕 15 12 該表內(nèi)的數(shù)據(jù)來自于 生產(chǎn)作業(yè)指導書，操作時間是作業(yè)指導書規(guī)定的標準時間。 根據(jù)表 的數(shù)據(jù)可以作出改進前的工位山積圖，便于和改進后 作 對比。 圖 改善前工位時間山積圖 該產(chǎn)品計劃 月產(chǎn)量 10000 件，每月工作 26 天，則計劃日產(chǎn)量 384 件，每天工作 8小時，其中休息一個小時，計劃不合格品率為 2%，由此可計算出 ： 3 6 安裝電路板 17 60 7 焊接電路板 15 8 貼反光紙 10 9 打螺絲 18 4 10 安裝傳感器 10 33 11 安 裝大小支架 12 12 安裝吊鉤 11 5 13 安裝秤鉤 12 43 14 安裝電池扣 6 15 排線 10 16 打 AB 膠 15 6 17 安裝 DS05 后蓋 17 70 18 打螺絲 20 19 標定 19 20 秤 重 14 7 21 貼 DS05 外鏡片及清潔 18 35 22 貼日期碼 7 23 裝 DS05 電池蓋 10 8 24 裝吸塑罩 15 50 25 裝卡紙 15 26 熱合 20 9 27 檢查外觀 10 60 28 包裝 50 13 該流水線的節(jié)拍 e 8 60 60= = =1384FC N ??? ?計 劃 有 效 工 作 時 間 （ 分 / 件 ）計 劃 期 內(nèi) 計 劃 產(chǎn) 量 （ 1+ ） （ ） 1 t 414( )niiW ???? 秒 （ ） 最少工作地數(shù) m in 414[ ] 760WS C? ? ? （ ） 時間損失系數(shù) 1 100 % 23%seiiLS C TSC? ???? ? ??? （ ） 生產(chǎn)線平衡率