【正文】 合作業(yè)圖 根據(jù)優(yōu)化后的生產(chǎn)作業(yè)單元和兩項(xiàng)目的產(chǎn)品作業(yè)先序圖，得到兩產(chǎn)品的綜合作業(yè)先序圖如圖 33 所示圖 36 綜合作業(yè)先序圖 客車生產(chǎn)線節(jié)拍及工作地?cái)?shù)的確定在裝配生產(chǎn)線上，節(jié)拍是流水線上生產(chǎn)兩個(gè)相鄰制品的時(shí)間間隔，在混流生產(chǎn)線中，我們一般用生產(chǎn)線所有產(chǎn)品的平均節(jié)拍來(lái)計(jì)算生產(chǎn)線的節(jié)拍，計(jì)算公式如下：123 4 56 1113 1615171910147182021232426252728293132333536374938 40414243 40 444650 52514581292230343947 4821 / 44 （31）??= ????∑??=1???? 式中：C 是混合裝配線的平均節(jié)拍；T 是某一計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)期內(nèi)的有效工作時(shí)間；Q 是生產(chǎn)任務(wù)中第 i 種產(chǎn)品計(jì)劃期的產(chǎn)量；n 是此裝配線在計(jì)劃期內(nèi)需要生產(chǎn)的品種數(shù)。應(yīng)用工作研究對(duì)生產(chǎn)中不經(jīng)濟(jì)、不合理的作業(yè)、設(shè)備布局和生產(chǎn)計(jì)劃等要素，以系統(tǒng)的研究方法，消除以上要素中不合理的地方，找出簡(jiǎn)單靈活、經(jīng)濟(jì)且合理的生產(chǎn)和工作方式。 Q1 線個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)品作業(yè)先序圖綜合考慮兩項(xiàng)目每天的計(jì)劃產(chǎn)量和客車生產(chǎn)工序，將 6606608 的生產(chǎn)任務(wù)同時(shí)在 Q 線上完成，按照生產(chǎn)線的分配原則，同時(shí)根據(jù)總裝流程圖 31 和工序、車型及作業(yè)時(shí)間表 31 對(duì)這兩個(gè)生產(chǎn)流程比較相似的項(xiàng)目產(chǎn)品，分別繪制 6601 和 6608的裝配作業(yè)先序圖如圖 32 和圖 33 所示清掃側(cè)窗內(nèi)部側(cè)圍側(cè)窗明縫打膠座椅司機(jī)副駕駛高位扶手乘客高處扶手客車門內(nèi)側(cè)護(hù)欄車內(nèi)全部扶手空氣過(guò)濾器 后備箱招牌及尾燈地板革 乘客門 三踏板乘客門裝置發(fā)動(dòng)機(jī)罩車后門液壓及密封中門壓條乘客門鎖前燈 變速手擋駕駛臺(tái)剎車等配件保險(xiǎn)桿側(cè)圍板車身底盤合車 焊接牛腿擋泥板焊擋泥板、擋風(fēng)板及小件電瓶箱 發(fā)動(dòng)機(jī)鋁條鋪柳地板儀表臺(tái)儀表臺(tái)線束儀表盤及線駕駛臺(tái)暖風(fēng)及雨刷儀表臺(tái)蓋方向機(jī)立管柱及手剎車反光鏡打眼車頭玻璃上裝飾板后視鏡和當(dāng)光板安裝駕駛臺(tái)司機(jī)頭頂電風(fēng)扇裝后視鏡穿頂棚線夜視廊燈及天窗裝頂棚前后風(fēng)擋玻璃頂燈、喇叭等粘隔熱氈,裝頂子大邊車后門內(nèi)部裝飾板15 / 4431 總裝流程圖表 31 工序、車型及作業(yè)時(shí)間表工序 車型 完成數(shù)平均總時(shí)間(人在平衡設(shè)計(jì)中，主要要解決的問(wèn)題有生產(chǎn)線節(jié)拍的確定；最小工作站數(shù)目的確定及作業(yè)要素的平衡分配。盡管混流生產(chǎn)線的發(fā)展前景很寬廣，但這種技術(shù)的不成熟，會(huì)影響企業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多方面，所以對(duì)混流生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及優(yōu)化是研究的重要內(nèi)容。二 混流生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的基本理論和方法混流生產(chǎn)線是一種柔性制造系統(tǒng)，可以混合連續(xù)的生產(chǎn)不同的變型產(chǎn)品的生產(chǎn)線，這種生產(chǎn)方式在提高了生產(chǎn)效率，減少在制品的數(shù)量的情況下，增強(qiáng)了生產(chǎn)線的靈活性和適應(yīng)性，是一種特殊的流水線生產(chǎn)。6）生產(chǎn)周期或制造周期：從產(chǎn)品零部件或原材料投入流水生產(chǎn)線開(kāi)始生產(chǎn)，經(jīng)過(guò)各個(gè)工作站的生產(chǎn)作業(yè)，到產(chǎn)品成品完成所用的時(shí)間理想情況下，也即一個(gè)產(chǎn)品的所有作業(yè)要素的時(shí)間總和。4）工作站：在流水線上，為操作人員提供的用于其完成指定的生產(chǎn)作業(yè)的固定作業(yè)位置。2）作業(yè)要素時(shí)間：將某一個(gè)作業(yè)要素完成,所用的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間叫做該作業(yè)要素的作業(yè)要素時(shí)間，一般第 i 個(gè)作業(yè)要素的時(shí)間用 ti 表示。實(shí)現(xiàn)在整個(gè)生產(chǎn)線上的作業(yè)進(jìn)程同步進(jìn)行，使物流流動(dòng)保持均勻平穩(wěn)，提高生產(chǎn)效率。 裝配生產(chǎn)線平衡優(yōu)化設(shè)計(jì)理論 裝配生產(chǎn)線平衡是將所要裝配作業(yè)任務(wù)分配到一定數(shù)量的工作站上，在滿足裝配工藝的前提下，使每個(gè)工作站上所消耗的時(shí)間不能多于給定的生產(chǎn)節(jié)拍。 小結(jié) 本章主要介紹某企業(yè)車間及生產(chǎn)線的大概情況，根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，找出當(dāng)前企業(yè)中的幾個(gè)主要問(wèn)題，為提高效率和生產(chǎn)柔性而進(jìn)行兩條生產(chǎn)線的混流設(shè)計(jì)，成了目前亟待解決的問(wèn)題。流程管理不嚴(yán)，有時(shí)候倉(cāng)庫(kù)工沒(méi)有接到貨物，直接被分總成車間運(yùn)走，沒(méi)有入庫(kù)等。4）生產(chǎn)線瓶頸問(wèn)題突出，譬如物件在防腐車間時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而且效率低下。2）生產(chǎn)線不平衡。所以，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得非常重要。 生產(chǎn)線狀況生產(chǎn)線全部采用直線式布置方式，根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行流水線布置。瓶頸工序：等離子焊和下料。廠房空間需要優(yōu)化，也需要考慮比較合理的物料搬運(yùn)流程及庫(kù)存管理模式。制件車間面臨的主要問(wèn)題還是產(chǎn)品系列雜，很難形成批量生產(chǎn)。由于零件品種多，機(jī)器也需要經(jīng)常調(diào)整，耗費(fèi)大量時(shí)間。五 制件車間主要問(wèn)題：訂單到達(dá)后馬上排產(chǎn)，一般排到 15 天后，緊急訂單可以提前。晾干場(chǎng)地狹小，沒(méi)有充足的地方合理擺放。烘干機(jī)械老化，本來(lái)應(yīng)當(dāng) 100105 攝氏度的烘干溫度，現(xiàn)在只有 60 度。在清洗、烘干時(shí)，零件又一定程度的混放。10 / 44工作流程：材料清洗 12 小時(shí)，烘干 5060 分鐘，噴涂比較快，晾干 6 小時(shí)。各工位可能間歇性的出現(xiàn)堵塞和缺件現(xiàn)象。其中 A 生產(chǎn)線外包，但其前處理工藝負(fù)責(zé)A、B、C 三條生產(chǎn)線。在每個(gè)工段中，安裝節(jié)拍走，但工段之間則無(wú)法按節(jié)拍。三 涂裝車間基本情況：在制品：65 輛車，另外涂裝車間加工完而總裝不接收的有 20~30 輛車。原料用小手推車搬運(yùn)。建議提高工資，側(cè)圍班也出現(xiàn)員工到防腐車間找零件的現(xiàn)象。班長(zhǎng)初步計(jì)算，老手是新手工作效率的兩倍以上。 分總成部分 30 人左右，67 人是老員工，其余全是新手。浪費(fèi)寶貴的老員工時(shí)間。每天派去取原料的那個(gè)工人幾乎有半天時(shí)間花在了等原料上。倉(cāng)庫(kù)碼放混亂，沒(méi)有標(biāo)簽，全憑記憶管理。所有物品要在交接過(guò)程中多次盤點(diǎn),常會(huì)出現(xiàn)無(wú)法追蹤貨物的情況。熟練工在完成工作后，還要檢查新工人的產(chǎn)品。 員工中培訓(xùn)不足，當(dāng)熟練工請(qǐng)假時(shí)，有時(shí)甚至?xí)?dǎo)致該工位停工?，F(xiàn)在流程是：原料從方管車間制作完成后運(yùn)到防腐車間，經(jīng)過(guò)處理后，放入倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)工人負(fù)責(zé)管理。其中車前圍需要防腐處理。另外成品也常堆放在胎模上，造成更換胎模需要更多時(shí)間。二 分總成車間四個(gè)班組：車前后圍班 、車頂班、車側(cè)圍班和地板總成班主要瓶頸：車前后圍,其中以前圍最為突出。 造成回來(lái)個(gè)數(shù)不夠, 找不到責(zé)任人。方管通用件備有 5060 臺(tái)庫(kù)存。所有件的防腐是由完成工人自己送去防腐處理。而客車廠根據(jù)訂單要求生產(chǎn)多品種產(chǎn)品，生產(chǎn)的準(zhǔn)時(shí)、完成和高效的生產(chǎn)對(duì)企業(yè)的整體運(yùn)營(yíng)非常重要。 圖 11 本文研究思路圖 本章小結(jié) 本章主要內(nèi)容介紹混流生產(chǎn)線、研究現(xiàn)狀及其重要性，并初步介紹設(shè)計(jì)混流生產(chǎn)線所要研究的內(nèi)容和這些內(nèi)容對(duì)生產(chǎn)線的影響和相互關(guān)系。主要內(nèi)容如下：1）首先闡述了本文的研究背景、目的及意義，并描述分析了生產(chǎn)線平衡和排序的研究現(xiàn)狀；2）簡(jiǎn)要介紹企業(yè)生產(chǎn)狀況，并對(duì)客車生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析；3）首先根據(jù) 6601 和 6608 兩種產(chǎn)品的生產(chǎn)總裝流程圖，確定每種產(chǎn)品的作業(yè)先序圖，之后確定總的作業(yè)先序圖。馬云和李躍宇在混流生產(chǎn)線上網(wǎng) Flexsim 仿真應(yīng)用研究中對(duì)影響加工時(shí)間的三個(gè)影響因素：首次投產(chǎn)車型，投產(chǎn)順序安排和批量大小都進(jìn)行了 Flexsim 的仿真，給企業(yè)帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益 [3233]。所建立的物理仿真模型可以用三維動(dòng)畫方式表現(xiàn)出來(lái)，形象逼真，更為直觀。 混流線的仿真優(yōu)化 Flexsim 是由美國(guó)猶他州的 Flexsim 軟件產(chǎn)品公司開(kāi)發(fā)的一款離散事件仿真軟件，可通過(guò)仿真、實(shí)驗(yàn)和優(yōu)化來(lái)改進(jìn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)效率，減少操作成本 [28l。在現(xiàn)代市場(chǎng)中，需求模式總是隨時(shí)間和季節(jié)不斷發(fā)生變化，基本上不存在產(chǎn)品組合不變的生產(chǎn)系統(tǒng)。（3）在混流生產(chǎn)線上零部件使用速率均衡化的排序目標(biāo)，應(yīng)用退火算法是一種全6 / 44局優(yōu)化方法，與目標(biāo)追蹤算法相比考慮了全局狀態(tài)，有很好的使用價(jià)值 [27]。 （2） 豐田公司對(duì)“混合車型總裝配線上零部件使用速率均勻化”的投產(chǎn)排序問(wèn)題應(yīng)用目標(biāo)追跡算法（goal chasing algorithm,簡(jiǎn)記為GCA）并取得了成功。就目前來(lái)講，國(guó)內(nèi)采用各種方法主要解決的問(wèn)題主要有兩點(diǎn)：1）工作負(fù)荷過(guò)載（Work overload）；2）準(zhǔn)時(shí)化目標(biāo)（Just －in－time objectives） [23]?；旌涎b配生產(chǎn)線的排序問(wèn)題于1963年由美國(guó)的Arcus A. L在博士論文中首次提 .出，己被證明是組合優(yōu)化中的NP難題 [20]。JIT生產(chǎn)方式是目前我國(guó)大型汽車制造企業(yè)所主要采用的生產(chǎn)模式，它運(yùn)用混流生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。通過(guò)這幾種方法的有效結(jié)合的應(yīng)用基本上可以滿足混流線的平衡。由于這種算法的不足，可以和模擬退火法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及5 / 44基本問(wèn)題信息的局部相結(jié)合對(duì)平衡問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化 [1417]。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。趙建輝在發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線平衡問(wèn)題研究中提出啟發(fā)式算法；啟發(fā)式方法以其簡(jiǎn)便、易懂的優(yōu)點(diǎn)，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)生克服了現(xiàn)實(shí)建模的困難，提供了一種更有效的決策工具。凌文暑以車橋裝配生產(chǎn)線為例，引入懲罰函數(shù)優(yōu)化裝配工藝順序以外的約束，利用遺傳算法對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行編碼求解，將工作站數(shù)最小與平衡率最高同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。國(guó)內(nèi)外研究主要集中于模型建立及算法的理論研究上，很少根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需求來(lái)解決作業(yè)元素個(gè)數(shù)較多、約束條件較多、滿足多目標(biāo)的平衡問(wèn)題 [13]。4 / 44 如何將產(chǎn)品的各個(gè)工序分配到相應(yīng)的工作站，混流生產(chǎn)中，將每一個(gè)最小循環(huán)的產(chǎn)品一起放入工作站中，然后對(duì)工作站的分配平衡問(wèn)題進(jìn)行求解 [12]。結(jié)合現(xiàn)有規(guī)劃方法和裝配線平衡理論，利用懲罰函數(shù)對(duì)裝配工藝順序以外的約束進(jìn)行優(yōu)化，并將最小工作站數(shù)與平衡率同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，研究了混合裝配線的多品種車橋工作站平衡優(yōu)化問(wèn)題，針對(duì)生產(chǎn)線平衡這種 NPHard 類型 [9]的組合優(yōu)化問(wèn)題，應(yīng)用遺模擬退火法求解得到作業(yè)要素的最優(yōu)配置方案。對(duì)于節(jié)拍均衡趙群在《一汽大眾轎車二廠焊裝車間混流生產(chǎn)投產(chǎn)排序研究》中采用了數(shù)學(xué)建模的形式找出了混流生產(chǎn)線投產(chǎn)排序問(wèn)題中的生產(chǎn)節(jié)拍均衡約束 [8]。生產(chǎn)線平衡程度不但決定著生產(chǎn)效率，而且還通過(guò)控制線平滑系數(shù)，影響員工的工作積極性及相應(yīng)的產(chǎn)品質(zhì)量 [6]。這種生產(chǎn)線是在滿足所有產(chǎn)品的加工順序、市場(chǎng)需求量以及其它約束的前提下，將組裝任務(wù)分配給各工作臺(tái)，對(duì)所有的產(chǎn)品都實(shí)現(xiàn)各工作臺(tái)負(fù)荷的盡量均衡。 混流裝配線(Mixed Model Assembly Line，MMAL)，是指可以混合連續(xù)地生產(chǎn)不同的變型產(chǎn)品的生產(chǎn)線?，F(xiàn)今工藝平衡存在的難點(diǎn)就是，如何在一條生產(chǎn)線將不同車型的工藝進(jìn)行平衡，這樣就是多車型混流生產(chǎn)線了。工位操作時(shí)間分為周期裝配時(shí)間和單件裝配時(shí)間；周期裝配時(shí)間是指汽車經(jīng)過(guò)工位的固定時(shí)間，一般情況下流水線傳送速度大致相同，經(jīng)過(guò)一個(gè)工位，基本為68米的裝配區(qū)域，所需要的時(shí)間為周期裝配時(shí)間 [3]。 一般的的研究主要針對(duì)初次平衡，并將其簡(jiǎn)稱為混裝線平衡；由于需求模式和技術(shù)變化等原因?qū)е略瓉?lái)平衡的混裝線不再平衡，這樣需要進(jìn)行的重新平衡稱為再平衡 [2]?；炝魃a(chǎn)線是多品種、小批量的一種生產(chǎn)組織方式，能夠使企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)的變化不再依賴于成品的庫(kù)存，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)在需要的時(shí)候、按需要的量生產(chǎn)所需的產(chǎn)品的目標(biāo)；與單一型混流生產(chǎn)線相比，混流生產(chǎn)線具有更高的靈活性，適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)產(chǎn)品的需求，有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量勢(shì)和較好的經(jīng)濟(jì)效益。 總的來(lái)說(shuō)，汽車生產(chǎn)線的平衡設(shè)計(jì)和投產(chǎn)的排序問(wèn)題會(huì)影響到企業(yè)生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施、設(shè)備的利用程度、人力的利用程度、物料流動(dòng)的狀況以及庫(kù)存水平高低等多方面，因而這些問(wèn)題解決效果的好壞，是衡量企業(yè)生產(chǎn)管理與作業(yè)控制水平非常重要的一個(gè)方面，它的解決是企業(yè)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的前提，所以對(duì)其進(jìn)行研究具有很重要的意義。 客車混流生產(chǎn)線正常運(yùn)轉(zhuǎn)必須做到生產(chǎn)的均衡化和同步化，而這點(diǎn)與投產(chǎn)前裝配線的設(shè)計(jì)和后期的改進(jìn)是相關(guān)的，而且生產(chǎn)線各工作站的均衡和一個(gè)好的排產(chǎn)順序是保證裝配線正常運(yùn)行必要條件，可減少很多的可控制的成本2 / 44浪費(fèi)，所以要使生產(chǎn)線能夠正常的轉(zhuǎn)動(dòng)，在生產(chǎn)線設(shè)計(jì)當(dāng)中就要做到生產(chǎn)線各工作站作業(yè)要素的平衡分配和投產(chǎn)排序的合理。盡管不斷有新的理論和新的方法被提出，有些已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)并取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，但是應(yīng)用的普及及效益有待進(jìn)一步提高。為滿足個(gè)性化需求越來(lái)越高的消費(fèi)者，企業(yè)的市場(chǎng)銷售已經(jīng)從過(guò)去的以“產(chǎn)定銷”改變到“以銷定產(chǎn)” [1]，就目前國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)的生產(chǎn)模式大多已經(jīng)從原來(lái)的單線大量生產(chǎn)逐漸的向混流多品種小排量模式過(guò)渡，混流生產(chǎn)線是很多企業(yè)擺脫產(chǎn)品更新?lián)Q代快和個(gè)性化需求最好的選擇，也是企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)力的主要是手段之一，而在日、美、歐等發(fā)達(dá)按國(guó)家混流生產(chǎn)線已被廣泛應(yīng)用。最后根據(jù)最小生產(chǎn)單元排序法，計(jì)算所有的最小生產(chǎn)單元序列，并應(yīng)用Flexsim 軟件仿真技術(shù)進(jìn)行投產(chǎn)排序，選擇用時(shí)最少的序列為最佳投產(chǎn)序列，解決了投產(chǎn)排序問(wèn)題。根據(jù)這個(gè)企業(yè)，首先結(jié)合兩條生產(chǎn)線產(chǎn)品類型和產(chǎn)品生產(chǎn)工藝?yán)L制兩產(chǎn)品作業(yè)先序圖，應(yīng)用工業(yè)工程思想和技術(shù)，確定產(chǎn)品生產(chǎn)中每個(gè)作業(yè)要素的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間，并繪制