【正文】 ....... 17 后期改善建議 ................................................ 20 5 總結(jié)與展望 ............................................................. 23 總結(jié) ............................................................. 23 展望 ............................................................. 23 參考文獻 ................................................................. 24 致謝 ..................................................................... 26 1 1 緒論 隨著全球制造業(yè)的快速發(fā)展，市場由賣方市場轉(zhuǎn)入買方市場，如何提高生產(chǎn)線的產(chǎn)量和整體效率，越來越受到企業(yè)的重視。 流水線作業(yè)是現(xiàn)代化工廠廣泛流行的一種生產(chǎn)作業(yè)方式，它是由多道工序共同完成一項制品的作業(yè)方式。制造業(yè)的生產(chǎn)多半采用流水線作業(yè)生產(chǎn) ,此時由于分工作業(yè) ,簡化了作業(yè)難度 ,使作業(yè)熟練度容易提高 ,從而提高了作業(yè)效率 .然而 ,經(jīng)過了這樣的作業(yè)細分化之后 ,各工序的作業(yè)時間在理論上、現(xiàn)實上都不能完全相同 ,這就勢必存在工序間作業(yè)負荷不均衡的現(xiàn)象。因此，對流水線作業(yè)的工序改進具有很重要的研究意義。另一方面，絕大部分小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)沒有專門的部門對裝配線進行專業(yè)的改善，企業(yè)財力也不允許。 在需求多樣化和個性 化，產(chǎn)品的生命周期日益縮短，市場價格透明化等諸多市場環(huán)境變化下，制造業(yè)應(yīng)如何面對挑戰(zhàn)擺在我們面前。因此要在空間上和時間上合理地組織生產(chǎn)過程，不僅要保證生產(chǎn)過程連續(xù)地，有節(jié)奏地運行，而且要不斷地提高勞動生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，減少在制品數(shù)量造成的浪費，加速資金周轉(zhuǎn) 等 [1]。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，即使在美國這樣的工業(yè)發(fā)達國家，在裝配生產(chǎn)線中也有 5％－ 10％的生產(chǎn)時間是浪費在平衡延 遲上。通過生產(chǎn)線平衡可以達到一下目的： （ 1） 提高作業(yè)員及設(shè)備工裝的工作效率； （ 2） 減少單件產(chǎn)品的工時消耗，降低成本； （ 3） 減少工序的在制品，真正實現(xiàn)“一個流”； 2 （ 4） 在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高應(yīng)變能力，應(yīng)對市場變化，實現(xiàn)柔性生茶系統(tǒng)； （ 5） 通過平衡生產(chǎn)線可以綜合應(yīng)用到程序分析、動作分析、規(guī)劃分析、搬運分析、時間分析等全部 IE 手法，提高全員綜合素質(zhì) [3]。有相當(dāng)數(shù)量的企業(yè)存在作業(yè)方法缺乏科學(xué)性、系統(tǒng)性、標(biāo)準(zhǔn)化，主要憑經(jīng)驗和個人意愿行事，工作研究不成體系。不僅如此，在實施工業(yè)工程的有些企業(yè)中還存在指導(dǎo)思想的錯誤，主要表現(xiàn)為，一些企業(yè)要么對工業(yè)工程不信任，不敢貿(mào)然實施；要么就一開始就直接跨過基礎(chǔ)工業(yè)工程這一階段，直接進入現(xiàn)代工業(yè)工程階段。相比之下，從基礎(chǔ)工業(yè)工程入手進行生產(chǎn)線的優(yōu)化，加強生產(chǎn)線 的平衡性，倒是一種腳踏實地的做法，不僅可以逐步實施“一個流”生產(chǎn)，并且可以在成熟的時候為以后實施現(xiàn)代工業(yè)工程打下堅實的基礎(chǔ)。決定制造企業(yè)競爭力的五大要素是產(chǎn)品、質(zhì)量、成本、交貨期和服務(wù)水平，這五大要素在不同時期對競爭力的作用是不同的。誰能更迅速適應(yīng)環(huán)境的變化和縮短對顧客新需求的響應(yīng)時間，推出用戶 所需要的全新產(chǎn)品，誰就能占領(lǐng)市場，贏得競爭。這是因為自泰勒的時間研究開拓了工業(yè)工程領(lǐng)域以來，工業(yè)工程發(fā)展的主要動力正是在于不斷地創(chuàng)造新的技術(shù)、通過縮短物料轉(zhuǎn)化時間或新產(chǎn)品開發(fā)周期等來提高經(jīng)濟效益和企業(yè)競爭力。工業(yè)工程研究領(lǐng)域已從靠縮短產(chǎn)品開發(fā) 和生產(chǎn)周期擴展到產(chǎn)品研究與開發(fā)階段，從整體上、在更高層次、更大范圍來考慮時間的壓縮問題。 3 2 生產(chǎn)線平衡研究目標(biāo)和內(nèi)容 研究目標(biāo) 通過運用基礎(chǔ)工業(yè)工程的若干方法對山東某廠 漁具 裝配線進行優(yōu)化和改善，明確目前小型裝配線存在的不足，找到既經(jīng)濟又適合此種裝配線的改進方法。但是這類方法大多是比較昂 貴，實施起來比較復(fù)雜，要花費大量的人力和財力，因而不適合小型的裝配線。 本課題 對山東威海 某裝配線進行分析和改善，找到最適合此類問題的方法并對其進行論證與評價。 第二部分是對方法的介紹，首先介紹生產(chǎn)線平衡的相關(guān)理論和參數(shù)，再綜述生產(chǎn)性平衡的三大類研究方法：最優(yōu)化方法、啟發(fā)式方法、基礎(chǔ)工業(yè)工程方法，比較他們的優(yōu)劣，論證基礎(chǔ)工業(yè)工程方法的實用性。 通過這三大部分的闡述，本文為財力尚缺的小型 裝配線提供了可靠地改進依據(jù)，具有較大的實用價值。 本文的行文思路可以通過以下的圖 形象的反映出來。 生產(chǎn)線平衡的相關(guān)理論 在這一節(jié)，作者將介紹生產(chǎn)線平衡的相 關(guān)理論，先從生產(chǎn)線的概念入手，然后過度到生產(chǎn)線平衡， 再介紹生產(chǎn)線平衡的參數(shù)和評價指標(biāo)。在店里面，每位顧客需要排隊才能點他（她）要的食物（比如油炸鱈魚，油煎土豆片，豌豆糊，和一杯茶），然后每個顧客等著盤子裝滿后坐下來進餐。所以當(dāng)隔壁的木器店關(guān)門的時候，艾薇就把它租了 . 他們沒辦法再另 外增加服務(wù)臺了；艾薇的鱈魚和伯特的油煎土豆片是店里面的主要賣點。他們把柜臺加長，艾薇，伯特，狄俄尼索斯和瑪麗站成一排。顧客們不停的走動；當(dāng)一個顧客拿到豌豆糊的同時，他后面的已經(jīng)拿到了油煎土豆片，再后面的一個已經(jīng)拿到了魚。 這樣一來隊伍變短了，不久以后，他們買下了對面的商店又增加了更 多的餐位。將那些具有重復(fù)性的工作分割成幾個串行部分，使得工作能在工人們中間移動，每個熟練工人只需要依次的將他的那部分工作做好就可以了。生產(chǎn)線在各行各業(yè)以及大型的操作系統(tǒng)中起到很大作用，隨著作用的不斷增大有的企業(yè)也越來越受到關(guān)注比如上?？道麑崢I(yè)有限公司從一九八四年開始在粉粒體物料和纖維物料、液體物料的自動化、現(xiàn)代化控制工程進行開發(fā)，在粉粒體工程、液體計量、化纖包裝、機械成套設(shè) 備、氣力輸送自動計量都取得較好的成果等?？道麑崢I(yè)生產(chǎn)線是按對象原則組織起來的，完成產(chǎn)品工藝過程的一種 生產(chǎn)組織形式 ，即按產(chǎn)品專業(yè)化原則，配備生產(chǎn)某種產(chǎn)品（零、部件）所需要的各種設(shè)備和各工種的工人，負責(zé)完成某種產(chǎn)品（零、 6 部件）的全部制造工作，對相同的勞動對象進行不同工藝的加工。但是由于工序細分，生產(chǎn)線上各工序的作業(yè)時間在理論上、現(xiàn)實上都不能完全相同，勢必存在工序間街拍不一致的“瓶頸”現(xiàn)象。為了解決以上問題就必須對各工序的作業(yè)時間平均化，同時對作業(yè)進行標(biāo)準(zhǔn)化，以使生產(chǎn)線能順暢活動。由于生產(chǎn)線平衡受很多因素影響，如因環(huán)境、心情、睡眠等原因使生產(chǎn)效率發(fā)生波動，員工遲到早退等，因 此生產(chǎn)線沒有絕對的平衡，只有相對的平衡。目的是消除作業(yè)間不平衡的效率損失以及生產(chǎn)過剩。生產(chǎn)線平衡指南主要包括生產(chǎn)線平衡的相關(guān)定義、生產(chǎn)線平衡的意義、工藝平衡率的計算、生產(chǎn)線平衡的改善原則和方法。生產(chǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)是平衡物流，而不是平衡生產(chǎn)能力；“非瓶頸”資源的充分利用不僅不能提高有效產(chǎn)出 ,而且還會使庫存和搬運增加；瓶頸環(huán)節(jié)損失 1 小時 ,相當(dāng)于整個系統(tǒng)損失 1 小時，而且是無法補救的；非瓶頸環(huán)節(jié)上節(jié)約 1 小時，毫無實際意義；瓶頸制約了生產(chǎn)系統(tǒng)的有效產(chǎn)出和庫存。當(dāng)流水線的運輸批量等于 1的情況下，節(jié)拍 C 按下式 計算 [4] eFC N? （ ） 式中， C 為流水線節(jié)拍； eF 為計劃期有效工作時間； N 為計劃期應(yīng)完成的產(chǎn)量。 節(jié)拍確定之后，下一步是如何合理組織流水線上工作地的任務(wù)分工。在給定了節(jié)拍時間后，最少工作地數(shù)應(yīng)為 min []WS C? （ ） 式中， []符號表示大于或等于 /WC的最小整數(shù)； W 表示制造單位制品所需全部作業(yè)元素加工時間的總和， 1niiWt??? ，其中 ti 為工序 i 的加工時間。 效率： = TSC? ? ??完 成 作 業(yè) 所 需 要 的 總 時 間實 際 工 作 地 數(shù) 目 節(jié) 拍 （ ） 生產(chǎn)線平衡率 1nii tLBnP?? ?? （ ） 式中 LB 表示生產(chǎn)線平衡率，其中 ti 表示工序 i 的加工時間， n 表示工位數(shù)， P 表示生產(chǎn)線上工位中最長操作時間，即瓶頸時間。 生產(chǎn)線平衡方法介紹 當(dāng)生產(chǎn)線平衡率不高時，需要采用一些改善原則和方法調(diào)整工序的作業(yè)內(nèi)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。 2) 將瓶頸工序的作業(yè)內(nèi)容分擔(dān)給其他工序 。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。 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(dāng)中去。這類問題普遍存在。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、實用性強的學(xué)科。早在 17世紀(jì)，英國科學(xué)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。 1939 年前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)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。但是，任何科學(xué)的進步，都受到歷史條件的限制，直到 20 世紀(jì) 30 年代，最優(yōu)化這個古老課題并未形成獨立的有系統(tǒng)的學(xué)科 [7]。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(xué)科。最優(yōu)化理論和算法在實際應(yīng)用中正在發(fā)揮越來越大的作用。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(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。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、市場需求和公司戰(zhàn)略來看，環(huán)境是動態(tài)變化的。 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。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 。③概率轉(zhuǎn)移準(zhǔn)則。 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。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。 基礎(chǔ)工業(yè)工程方法 工業(yè)工程師對人員、物料、設(shè)備、能源和信息組成的集成系統(tǒng)進行設(shè)計、改善和設(shè)置的一門學(xué)科，它綜合運用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會科學(xué)的專門知識和技術(shù)，結(jié)合分析和設(shè)計的原理和方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進行確定、預(yù)測和評價。 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，工業(yè)工程的內(nèi)容只是科學(xué)管理的一部分。很多企業(yè)設(shè)立工業(yè)工程部門負責(zé)工作研究。從其職能來說，工業(yè)工程是溝通技術(shù)與管理的橋梁。工業(yè)工程的目標(biāo)就是設(shè)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(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行。它綜合運用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和社會科學(xué)方面的專門知識和技術(shù)，以及工程分析和設(shè)計的原理與方法，對該系統(tǒng)所取得的成果進行確定、預(yù)測和評價。 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。方法工程有三大分析技術(shù)，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。 作業(yè)測定是運用各種技術(shù)來確定合格工人按規(guī)定的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成某項工作所需要的時間，目的在于找到標(biāo)準(zhǔn)時間，并揭示由各種原因造成無效時間的性質(zhì)和數(shù)量，采取措施消除無效時間。 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(jié)果進行評價。理論上在進行方