【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 容，使各工序作業(yè)時(shí)間接近或減少工序時(shí)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(yīng)考慮對(duì)瓶頸工序進(jìn)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(dòng)作分析、工裝自動(dòng)化等方法與手段。 2) 將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其他工序 。 3) 適當(dāng)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(guān)工序，重新排布生產(chǎn)工序，相對(duì)來(lái)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(shí)間較長(zhǎng)的工作，把該工序安排到其它工序當(dāng)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(gè)重要的數(shù)學(xué)分值，他所研究的問(wèn)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(lèi)問(wèn)題普遍存在。例如，工程設(shè)計(jì)中怎樣選擇設(shè)計(jì)參數(shù)，使得設(shè)計(jì)方案既滿足設(shè)計(jì)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(jì)效益；生產(chǎn)計(jì)劃安排中選擇怎樣的計(jì)劃方案才能提高產(chǎn)值和利潤(rùn)；原料配比問(wèn)題中，怎樣確定各種成分的比例，才能提高質(zhì)量，降低成本；城建規(guī)劃中，怎樣安排工廠、機(jī)關(guān)、學(xué)校、商店、醫(yī)院、住戶(hù)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(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中，諸如此類(lèi)，不勝枚舉。最優(yōu)化這一數(shù)學(xué)分支，正是為這些問(wèn)題的解決，提供理論基礎(chǔ)和求解方法，他是一門(mén)應(yīng)用廣泛、實(shí)用性強(qiáng)的學(xué)科。 最優(yōu)化是個(gè)古老的課題，長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)最優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行著探討和研究。早在 17世紀(jì)，英國(guó)科學(xué)家 Newton 發(fā)明微積分的時(shí)代，就已提出極值問(wèn)題，后來(lái)又出現(xiàn) Lagrange乘數(shù)法。 1847 年法國(guó)數(shù)學(xué)家 Cauchy 研究了函數(shù)值沿什么方向下降最快的問(wèn)題，提出最速下降法。 1939 年前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家提出了解決下料問(wèn)題和運(yùn)輸問(wèn)題這兩種線型規(guī)劃問(wèn)題求解方法。人們關(guān)于最優(yōu)化問(wèn)題的研究工作，隨著歷史的發(fā)展不斷深入。但是，任何科學(xué)的進(jìn)步，都受到歷史條件的限制，直到 20 世紀(jì) 30 年代，最優(yōu)化這個(gè)古老課題并未形成獨(dú)立的有系統(tǒng)的學(xué)科 [7]。 20 世紀(jì) 40 年代以來(lái)，由于生產(chǎn)和科學(xué)研究突飛猛進(jìn)的發(fā)展，特別是電子計(jì)算機(jī)日益廣泛應(yīng)用，使最優(yōu)化 問(wèn)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(lái)，形成一個(gè)新的學(xué)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(dòng)態(tài)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)流等許多分支。最優(yōu)化理論和算法在實(shí)際應(yīng)用中正在發(fā)揮越來(lái)越大的作用。 9 啟發(fā)式方法 啟發(fā)式方法以其簡(jiǎn)便、易懂、快速和滿意贏得了眾多管理人員的信賴(lài)和歡迎 ,并被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。它的產(chǎn)生主要是為了克服現(xiàn)實(shí)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(diǎn)主要有 :邏輯模型接近于現(xiàn)實(shí) ,流程圖建立在決策者經(jīng)驗(yàn)的 基礎(chǔ)上 ,因此啟發(fā)式方法隱含著多目標(biāo)方案 。它的主要局限是它的靜態(tài)性 ,即在平衡過(guò)程中 ,固定的準(zhǔn)則是預(yù)先確定的優(yōu)先準(zhǔn)則 ,而從產(chǎn)品加工過(guò)程、市場(chǎng)需求和公司戰(zhàn)略來(lái)看 ,環(huán)境是動(dòng)態(tài)變化的。啟發(fā)式方法的產(chǎn)生主要為了克服現(xiàn)實(shí)建模的困難，提供一種更有效的決策支持工具。事實(shí)上，更一般地講，啟發(fā)式算法是決策者在作決策時(shí)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(diǎn)主要有：邏輯模型接近于現(xiàn)實(shí)；流程圖建立在決策者經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，因此啟發(fā)式方法隱含著多目標(biāo)方案。啟發(fā)式方法的主要局限是它的靜態(tài)性：在平衡過(guò)程中，使用固定的準(zhǔn)則，也就 是預(yù)先確定的優(yōu)先準(zhǔn)則：而從產(chǎn)品加工過(guò)程、市場(chǎng)需求和公司戰(zhàn)略來(lái)看，環(huán)境是動(dòng)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(jiǎn) 秤 GA)是 1975 年受生物進(jìn)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(jī)和自適應(yīng)的優(yōu)化算法 ,他將問(wèn)題的求解表示成“染色體”的適者生存過(guò)程 ,通過(guò)“染色體”群的一代代不斷進(jìn)化 ,包括復(fù)制、交叉和變異等操作 ,最終收斂到“最適應(yīng)環(huán)境”的個(gè)體 ,從而求得問(wèn)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(diǎn)是 :①群體搜索 。②不需要目標(biāo)函數(shù)的導(dǎo)數(shù) 。③概率轉(zhuǎn)移準(zhǔn)則。近年來(lái) ,由于遺傳算法求解復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題的巨大潛力及其在工業(yè)工程領(lǐng)域的成功應(yīng)用 ,這種算法得到了廣泛的關(guān)注 [8]。 禁忌搜索 (Taoo Search,簡(jiǎn) 秤 TS)的思想最早是由 Glover(1986)提出 ,它是對(duì)局部鄰域搜索的一種擴(kuò)展 ,是一種全局逐步尋優(yōu)算法 ,是對(duì)人類(lèi)智力過(guò)程的一種模擬。 TS 算法通過(guò)引入一個(gè)靈活的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的禁忌準(zhǔn)則來(lái)避免迂回搜索 ,并通過(guò)藐視準(zhǔn)則來(lái)赦免一些被禁忌的優(yōu)良狀態(tài) ,進(jìn)而保證多樣化的有效探索以最終實(shí)現(xiàn)全局優(yōu)化。相對(duì)于模擬退火和遺傳算法 ,TS 是又一種搜 索特點(diǎn)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(jī)械學(xué)習(xí)、電路設(shè)計(jì)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域取得了很大的成功 ,近年來(lái)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(shì)。 基礎(chǔ)工業(yè)工程方法 工業(yè)工程師對(duì)人員、物料、設(shè)備、能源和信息組成的集成系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的一門(mén)學(xué)科，它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會(huì)科學(xué)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)和技術(shù)，結(jié)合分析和設(shè)計(jì)的原理和方法，對(duì)該系統(tǒng)所取得的成果進(jìn)行確定、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。工業(yè)工程的八大目標(biāo)： 10 可獲利性、有效性、高效率、適應(yīng)性、響應(yīng)性、高質(zhì)量、持續(xù) 改進(jìn)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性讓它成為改進(jìn)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(xué)管理的創(chuàng)始人，他論述《科學(xué)管理原理》時(shí)，工業(yè)工程的內(nèi)容只是科學(xué)管理的一部分。直到 1911 年，科學(xué)管理學(xué)家才開(kāi)始用工業(yè)工程一詞，并在 1917 年美國(guó)成立了工業(yè)工程協(xié)會(huì)。很多企業(yè)設(shè)立工業(yè)工程部門(mén)負(fù)責(zé)工作研究。此后，工業(yè)工程逐漸從科學(xué)管理分離出來(lái)，從其發(fā)展歷程來(lái)說(shuō)，工業(yè)工程的前身是泰勒的科學(xué)管理，二者一脈相承。從其職能來(lái)說(shuō)，工業(yè)工程是溝通技術(shù)與管理的橋梁。自 70 年代信息技術(shù)的發(fā)展，管理的實(shí)踐者將工業(yè)工程引入工業(yè)宏觀系統(tǒng)的研究領(lǐng)域，與政府 部門(mén)的工業(yè)管理職能也發(fā)生了關(guān)系。工業(yè)工程的目標(biāo)就是設(shè)計(jì)一個(gè)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(zhì)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(hù)的健康和安全條件下進(jìn)行。在工業(yè)工程的發(fā)展過(guò)程中，不同時(shí)期、不同國(guó)家、不同組織和不同學(xué)者下過(guò)很多定義，在各種定義中，最具權(quán)威并且今天仍被廣泛采用的是美國(guó)工業(yè)工程師 學(xué)會(huì) (AIIE)于1955 年提出、后經(jīng)修訂的定義，表達(dá)如下：“工業(yè)工程是對(duì)入員、物料、設(shè)備、能源和信息所組成的集成系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)、改善和設(shè)置的一門(mén)學(xué)科。它綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會(huì)科學(xué)方面的專(zhuān)門(mén)知識(shí)和技術(shù)，以及工程分析和設(shè)計(jì)的原理與方法，對(duì)該系統(tǒng)所取得的成果進(jìn)行確定、預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)。”該定義表明 IE 是一門(mén)方法學(xué)，它告訴人們，為把人員、物料和設(shè)施組成有效的系統(tǒng)，需要運(yùn)用哪些知識(shí)，采用什么方法去研究問(wèn)題和解決問(wèn)題。 用工業(yè)工程方法處理生產(chǎn)線平衡問(wèn)題時(shí)，可以分為兩大部分：方法工程與作業(yè)測(cè)定 方法工程是由支持人們的工作能 有效進(jìn)行所運(yùn)用的整體手段的部分組成。方法工程是對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的每道工序、每個(gè)作業(yè)、每個(gè)動(dòng)作甚至每個(gè)微動(dòng)作，都進(jìn)行系統(tǒng)化的科學(xué)分析，尋求新的工作方法，以實(shí)現(xiàn)時(shí)間節(jié)約與空間節(jié)約的預(yù)期。方法工程有三大分析技術(shù)，程序分析是指以整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程為對(duì)象，研究分析一個(gè)完整的工藝或流程程序。全面研究和分析從第一個(gè)到最后一個(gè)作業(yè)，有無(wú)多余的作業(yè)，程序是否合理，搬運(yùn)是否太多，等待是否太長(zhǎng)，以便進(jìn)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(duì)象、和作業(yè)工具三者科學(xué)的、合理的布局與安排，以減輕作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度 ，減少作業(yè)時(shí)間消耗，使工作質(zhì)量得到保證；動(dòng)作分析是研究作業(yè)者在進(jìn)行各種作業(yè)時(shí)的身體動(dòng)作，以排除多余的動(dòng)作，減少疲勞，使作業(yè)簡(jiǎn)便有效，從而制定出最佳的動(dòng)作程序。 作業(yè)測(cè)定是運(yùn)用各種技術(shù)來(lái)確定合格工人按規(guī)定的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成某項(xiàng)工作所需要的時(shí)間，目的在于找到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，并揭示由各種原因造成無(wú)效時(shí)間的性質(zhì)和數(shù)量，采取措施消除無(wú)效時(shí)間。作業(yè)測(cè)定的主要方法有時(shí)間研究、工作抽樣、預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 11 4 改善方案的制定及評(píng)價(jià) 本章將先分析 DS05 高檔 秤 生產(chǎn)現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，然后制定改善方案并對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。 生產(chǎn)線現(xiàn)狀及問(wèn)題 作者通過(guò)本節(jié)交代公司的生產(chǎn)現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，在分析問(wèn)題時(shí)，直接進(jìn)行方法研究中的作業(yè)分析，直逼問(wèn)題的存在點(diǎn)。理論上在進(jìn)行方法研究時(shí)，先要進(jìn)行程序分析，把多余的流程找出來(lái)然后去掉， 再做作業(yè)分析，最后做動(dòng)作分析，研究操作者的每個(gè)動(dòng)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(wèn)題的可能性較小，所以 跳過(guò)了程序分析， 而把程序分析作為后期的改進(jìn)建議列在 節(jié)，對(duì)于時(shí)間的處理，由于條件關(guān)系，實(shí)際測(cè)試具有一定的不可行性，本文采用產(chǎn)品作業(yè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。 公司概述 該 公司位于山東威海，公司規(guī)模 1000 人左右。 專(zhuān)業(yè)從事戶(hù)外用品類(lèi)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工、出口，以高標(biāo)準(zhǔn)的要求來(lái)審視產(chǎn)品的每一個(gè)部件和每一個(gè)加工環(huán)節(jié)。以誠(chéng)信、公平、合理、本分為經(jīng)營(yíng)理念。與 各 單位通力合作。 RTI 威海遠(yuǎn)際戶(hù)外用品有限公司是一家集漁具用品、戶(hù)外用品、塑料制品、電子產(chǎn)品、五金工具的生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售及備案范圍的貨物、技術(shù)進(jìn)出口于一體的自主開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造型企業(yè)。本文研究的是其中一個(gè)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(shè) 9 個(gè)工位，各工位的具體作業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 表 所示 ： 表 改善前各工位具體作業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間 工位 工序 操作名 秤 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（秒） 該工位總時(shí)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(dǎo)電膠條 8 5 裝三鍵按鈕 15 12 該表內(nèi)的數(shù)據(jù)來(lái)自于 生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，操作時(shí)間是作業(yè)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。 根據(jù)表 的數(shù)據(jù)可以作出改進(jìn)前的工位山積圖，便于和改進(jìn)后 作 對(duì)比。 圖 改善前工位時(shí)間山積圖 該產(chǎn)品計(jì)劃 月產(chǎn)量 10000 件，每月工作 26 天，則計(jì)劃日產(chǎn)量 384 件，每天工作 8小時(shí)，其中休息一個(gè)小時(shí)，計(jì)劃不合格品率為 2%，由此可計(jì)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(biāo)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(jì) 劃 有 效 工 作 時(shí) 間 （ 分 / 件 ）計(jì) 劃 期 內(nèi) 計(jì) 劃 產(chǎn) 量 （ 1+ ） （ ） 1 t 414( )niiW ???? 秒 （ ） 最少工作地?cái)?shù) m in 414[ ] 760WS C? ? ? （ ） 時(shí)間損失系數(shù) 1 100 % 23%seiiLS C TSC? ???? ? ??? （ ） 生產(chǎn)線平衡率