装配线平衡方法研究

2017-12-09苏东楠赵晶王蕾鞠岩松

科技视界 2017年24期

苏东楠　赵晶　王蕾　鞠岩松

【摘要】装配线的平衡对于提高产品质量，降低生产成本十分重要，为了使我国企业在全球市场竞争中赢得一席之地，寻求一套适合企业自身的生产线平衡方式，成为解决生产线诸多问题、提高生产效率、降低生产成本的当务之急，本文阐述了装配线平衡的建立，求解装配线平衡问题的方法和装配线平衡的一般优化步骤。

【关键词】装配生产线；平衡；优化；方法

装配线流水作业是一种高效率，高产值的作业方式，与机加流水线相比，它对于操作人员的技术水平要求并不是很高，但操作人员劳动强度却是相对较大的。近些年，装配流水线被广泛应用于机械、电子行业，随着市场竞争不断激烈和客户需求多样化的要求不断提高，它的应用范围也越来越广。伴随着装配流水线的诞生，装配线的平衡问题也随之产生。由于装配线的平衡问题直接关系着产品的质量和生产效率问题。

1 装配生产线平衡

装配线就是其工作地按产品装配工艺路线的先后顺序排列，其功能是使加工对象按规定的速度，一件接一件，由基本的零件，在每个工作站逐步附加一些零件，形成最终的产品。装配线的平衡是使人员之间或机器之间尽量平衡，这样装配线的产出才能达到要求的水平。装配线平衡问题实质是是将有限作业集分配到各个工作站，以使每个工作站在节拍内都处于繁忙状态，完成最多的操作量，从而使各工作站的未工作时间最少，作业之间满足先后加工顺序，并优化某些指标。[1]作业之间具有先后顺序约束，这些约束可以用作业的先后顺序图来表示，其中节点表示作业，其连接点的弧表示作业顺序。如下图所示为某卡车装配线的示意图和作业关系优先图。[2]

装配线平衡的目的就是产生有节奏的生产，达到各工作站的工作强度和利用率相当的目的，避免资源空闲和过于忙碌不良的后果，因此，装配线平衡还可以称为工序同期化。

2 装配生产线平衡的方法

生产线的平衡方法一共有三种：数学模型法、启发式方法以及工业工程方法

（1）数学模型方法是在充分了解装配生产线的基础上，建立数学模型，此模型可以反映装配生产线之间的作业元素之间的关系，进而优化装配生产线的一种方法，但是由于模型求解的过程中计算量太大影响了其在实际应用中的价值[4]；

（2）启发式算法是一个根据直观和经验构造的一种易于理解的算法。同时启发式算法也是一种技术，这种技术使得在可接受的计算费用内去寻找最好的解，但不一定能保证所得解的可行性和最优性，甚至大多数情况下，无法估量所得解同最优解的近似程，其编程代码复杂性和难懂性，降低了其方法的实用性和操作性

（3）工业工程的方法便于改善措施，但是该方法却要局限于生产管理人员的自身的经验以及管理水平。

3 装配线平衡的一般优化步骤为

l）根据产品装配工艺，确定产品装配工位位置，要完成的作业元素和它们之间的相互顺序。

2）绘制作业顺序优先图和作业顺序关系矩阵。

3）根据生产计划产量、生产率、宽放因子等求出装配线的理论节拍。

4）采用一种适合的装配线平衡方法，以装配线的节拍为基础，将所有作业元素进行分配。在这个过程中，要遵循作业关系优先图和作业顺序关系矩阵。

5）对平衡后的装配线进行评价，主要计算装配线平衡率和均衡负荷系数以及空闲时间等指标。如果平衡后效果不是很理想，可以考慮采用其它平衡方法重新进行。