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装配线的平衡问题

 自由节拍流水线无专用运输设备的流水线手工流水线产品移动流水线多对象流水线混合流水线间断流水线流水线产品固定流水线单一对象流水线不变流水线可变流水线连续流水线强制节拍流水线有专用运输设备的流水线自动化流水线机械化流水线分类标志对象移动方式对象数目对象轮换方式连续程度节奏性运输方式机械化程度  装配线平衡问题,又称为工序同期化,就是对于特定的产品,给定流水线节拍,求出使装配线所需的工作中心数量或工人数量最少的配置方案。装配线平衡的问题还可以表述为:对于特定的产品,给定工作中心数量,求出使流水线节拍最小化的配置方案。  这两种表述方式都是要使各工作中心的单件作业时间尽可能等于节拍或节拍的倍数,从而使每个工作中心或工人的作业空闲时间最少。在实际应用中,究竟选择哪一种表述方式,取决于事先给定的条件是节拍还是工作中心或工人数量。   

1、         装配线平衡的基本方法             

是将整个作业任务细分为许多小工序(或称作业元素),然后以适当的方式,将相邻的小工序合并成大工序,并使这些大工序的单件作业时间接近于节拍或节拍的倍数。  作业任务分工的详细程度,取决于产品的结构和工艺特性,一般来说,作业任务分解得细一些,在进行装配线平衡时,工序合并与分派的灵活性更大一些。 

2、装配线平衡常用符号及其定义。  N:沿装配线的工作中心数量。在手工方式为主的装配流水线上,通常工作中心是一个工人所占据的空单。有些情况下,一个工作中心可以分派多于 1 个的工人,或者一个工人可操纵多于一个的工作中心。我们这里假定一个工作中心一个工人,除非特别说明。 C:节拍,它是任何工作中心的最大允许作业时间,也是装配线上相继的完工产品之间的间隔时间。  ti:第 i 项作业元素的作业时间,每项作业元素只分派给一个工作中心。  ti:产品装配的总作业时间。 

 3、装配线平衡步骤 

3-1、确定装配线的节拍。

3-2、计算装配线上需要的最少工作中心数 Nmin

3-3、组织工作中心。按装配线平衡要求,将各小工序分配到工作中心。  常用的工序分派方法有启发式方法和分枝定界法,前者适于手工计算,但通常只能求得一个满意解;后者的计算量比较大,必须借助计算机,但可以得到最优解。

 3-4、计算装配线的负荷系数。流水线的负荷系数越大,表明流水线的生产效率越高。一般机械化流水线的负荷系数不应低于0.75 ,以手工为主的装配流水线的负荷系数应在 0.85 ~ 0.9 以上。

 4、装配线平衡设计相关计算公式  节拍C =计划期的有效工作时间计划期的产品产量            计划期的有效工作时间是指制度规定时间减去必要的停歇时间,如维护设备、更换工具、工人休息等时间。计划期的产量包括计划出产量和预计不合格的量。  最少工作中心数 Nmin =  ti c  式中,符号[  ] :大于或等于∑ti / C 的最小整数;Nmin :装配线实现完全平衡的理想最少工作中心数。  装配线负荷系数  ti NC       式中,ti——i工作中心的(总)作业时间     :装配线负荷系数(平衡率);C:装配线节拍;N:装配线平衡后实际采用的工作中心数。  装配线平衡损失率,即平衡损失系数(Bal-ance Delay),记作 BD ,其计算公式如下:BD =1-     例如,某产品装配线计划日产量为 150 件,采用现金班制生产,每班规定有 21 分钟停歇时间,计划不合格品率为 2%,节拍应为:   C =8260212 15012%6(分)  

5、装配线平衡要求  向每一个工作中心分配小工序时必须满足下列条件:(1)保护各工序之间的先后顺序关系。  2)每个工作中心分配到的小工序作业时间之和,不能大于节拍。(3)各工作地的单件作业时间应尽量相等或接近节拍。(4)应使工作中心数目尽量少。 

 6、单一对象装配线的特点  单一对象装配线,由于品种单一不变,故生产效率很高,但是也存在一些严重缺陷。其中两种主要的缺陷是:(1)品种单一,不能适应市场向多品种小批量演变的大趋势;(2)由于品种单一和分工过细,使工人操作高度专业化、简单化、呆板化,由此造成工人容易疲劳,工作兴趣减退,人员流动率高和操作差错率上升等社会心理后果。对于前一个缺陷,解决的办法是采用混合流水线,实行混流生产。

7、针对单一对象装配线的不良社会心理后果的改进措施 

7-1、采用几条平行配置的装配线,生产同一产品,这样使每一条装配线的节拍延长,工作中心减少,从而使每个操作工人的工作多样化。 

7-2、采用小组和工作队的方式在装配线上工作,增加工人们在工作中的社会交往。

7-3、采用自由节拍装配线,在工作中心之间适当增加缓冲在制品,以消除强制节拍给工人造成的心理压力。

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