【文章內(nèi)容簡介】 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(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中，諸如此類，不勝枚舉。最優(yōu)化這一數(shù)學(xué)分支，正是為這些問題的解決，提供理論基礎(chǔ)和求解方法，他是一門應(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，長期以來，人們對(duì)最優(yōu)化問題進(jìn)行著探討和研究。早在17世紀(jì)，英國科學(xué)家Newton發(fā)明微積分的時(shí)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(xué)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(xué)家提出了解決下料問題和運(yùn)輸問題這兩種線型規(guī)劃問題求解方法。人們關(guān)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(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，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(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)揮越來越大的作用。 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(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)品加工過程、市場(chǎng)需求和公司戰(zhàn)略來看,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)品加工過程、市場(chǎng)需求和公司戰(zhàn)略來看，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(genetic algorithms,簡秤GA)。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(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,由于遺傳算法求解復(fù)雜優(yōu)化問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)人類智力過程的一種模擬。TS算法通過引入一個(gè)靈活的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的禁忌準(zhǔn)則來避免迂回搜索,并通過藐視準(zhǔn)則來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)的專門知識(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)：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(huì)。很多企業(yè)設(shè)立工業(yè)工程部門負(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，從其發(fā)展歷程來說，工業(yè)工程的前身是泰勒的科學(xué)管理，二者一脈相承。從其職能來說，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的健康和安全條件下進(jìn)行。在工業(yè)工程的發(fā)展過程中，不同時(shí)期、不同國家、不同組織和不同學(xué)者下過很多定義，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)方面的專門知識(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)?！痹摱x表明IE是一門方法學(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(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，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效時(shí)間的性質(zhì)和數(shù)量，采取措施消除無效時(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)。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(shí)，直接進(jìn)行方法研究中的作業(yè)分析，直逼問題的存在點(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)問題的可能性較小，所以跳過了程序分析，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。專業(yè)從事戶外用品類的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工、出口，以高標(biāo)準(zhǔn)的要求來審視產(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(yuǎn)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(shù)進(jìn)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(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，： 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）11移印DS05面蓋10302面蓋內(nèi)超聲DS06內(nèi)鏡片2023裝LED鏡片10334裝導(dǎo)電膠條85裝三鍵按鈕1536安裝電路板17607焊接電路板158貼反光紙109打螺絲18410安裝傳感器103311安裝大小支架1212安裝吊鉤11513安裝秤鉤124314安裝電池扣615排線1016打AB膠15617安裝DS05后蓋177018打螺絲2019標(biāo)定1920秤重14721貼DS05外鏡片及清潔183522貼日期碼723裝DS05電池蓋10824裝吸塑罩155025裝卡紙1526熱合20927檢查外觀106028包裝50 該表內(nèi)的數(shù)據(jù)來自于生產(chǎn)作業(yè)指導(dǎo)書，操作時(shí)間是作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。，便于和改進(jìn)后作對(duì)比。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：該流水線的節(jié)拍 （） （）最少工作地?cái)?shù) （）時(shí)間損失系數(shù) （）生產(chǎn)線平衡率 （）平滑系數(shù) （）從這三大指標(biāo)的計(jì)算可以看出，最少工作地為7個(gè)，現(xiàn)工作地為9個(gè)，肯定存在資源沒有充分利用的現(xiàn)象，還可以改進(jìn)，另外，該生產(chǎn)線時(shí)間損失系數(shù)很大，有多于五分之一的時(shí)間浪費(fèi)掉了，工位的工序分配極為不合理，導(dǎo)致平滑系數(shù)很大，生產(chǎn)線平衡率較低。由此可見，該生產(chǎn)線