生产线的平衡及优化方法研究

生产线的平衡及优化方法研究

凌文曙[1]2008年在《基于遗传算法的车桥装配线工作站平衡研究》文中研究说明本文在分析现有装配生产线平衡方法的基础上,针对现有装配生产线方法缺乏关联性、系统性和整体性,没有考虑实际应用约束及混合流水装配生产线工作站的分配问题,以车桥装配生产线为例,提出了针对该生产线的单品种及混合品种的工作站平衡方法。在结合现有规划方法和装配线平衡理论技术的基础上,通过对车桥装配流程的分析,提出了利用惩罚函数处理装配工艺顺序以外的约束,并将生产节拍与平衡率同时进行优化,研究了混合流水装配生产线的多品种车桥工作站平衡问题,最后通过实例进行仿真运算。以增强单品种和品种混合流水装配生产线工作站分配及平衡策略的可行性和有效性,为装配线尤其是车桥类生产线工作站的分配和平衡提供了一种有效途径。

陈诚和[2]2007年在《基于仿真优化的制造企业生产线平衡问题研究》文中提出生产线平衡是制造企业底层生产流程设计规划和重组优化的重要方法之一,是在给定的约束条件下,将一系列的作业要素分配给合适数量的工位,满足作业要素之间的优先关系,以提高生产线的生产效率。在总结和分析生产线平衡的传统解决办法的基础上,针对现有方法中的缺乏持续改进思想和仿真优化应用不成熟的缺点,将生产线平衡的工业工程改善方法、启发式算法和可视化仿真方法相结合,提出了一种基于仿真优化的生产线平衡方法,以期实现生产线平衡的持续改善。首先,应用工业工程管理方法中的工艺流程分析和作业测定技术来确定生产线平衡的两个最基本数据:作业要素的优先关系和作业要素的标准作业时间;然后,针对现有生产线平衡问题分类,设计了保证生产线上工位数最少和各工位的作业时间分布离散程度最小这两个目标综合最优的数学模型,设计了该模型的改进PSO算法(Particle Swarm Optimization,PSO)进行生产线平衡的数字化求解;接着,从生产线系统的可视化建模与仿真建模角度出发,介绍了生产线系统的Petri网和系统结构重现的可视化建模方法,以具体生产线为例分别建立了生产线可视化仿真的模型;最后,结合汇凌汽车零部件公司“车间设施规划与生产流程再造”项目,对本文提出的基于仿真优化的生产线平衡方法进行了应用性研究。

高广章[3]2004年在《生产线的平衡及优化方法研究》文中指出人类一切形式的生产都以追求高的生产效率和效益为目标,增强生产线的平衡性是一种适当提高生产能力的行之有效的思路,是流水线型生产企业所追求的目标,其最高境界是实现“一个流”生产。本文利用工业工程相关技术和方法,并结合目视管理提出一套非常适合于流水线平衡的方法体系和运作实务,增强企业的生产能力进而提高企业的经济效益,不仅可以逐步实施“一个流”生产,并且为实施现代工业工程打下坚实的基础。生产线平衡分析1.1 生产线平衡的原理流水生产线的实施,简化了作业难度,提高了作业效率。然而,经过了这样的作业细分之后,各工序的作业时间在理论上、现实上都不能完全相同,势必存在工序间不均衡的现象。即造成无谓的工时损失,还造成大量的工件堆积,严重的话会造成生产线的中断。生产线平衡就是对生产线的全部工序进行平均化,调整作业负荷,以使各工序作业时间尽可能相近的技术手段与方法,是生产流程及作业标准化中最重要的方法。其最终目的是通过平衡生产线使现场更加容易实施“一个流”生产并提供“单元生产”的更为先进的组织方式。1.2 生产线平衡的计算现代科学的发展要求我们做事时尽量以数据说话,以减少不同的人在认知上的差别给科学研究带来的不利影响,对生产线平衡性好坏的评价也是如此,这就要求有一套数学计算公式来进行量化处理,这其中的量值就是生产线平衡率或生产线平衡损失率,以百分比表示为:(1)生产线平衡率=*100% =*100%(2)生产线平衡损失率=100%-平衡率 =*100%注:Cycle Time(C.T)=Pitch Time=Q---为每小时的产量 当生产线的平衡率在85%以上的时候,可以认为生产线基本上实现了“一个流”生产,我们所要做的就是挑战完美极限。2 生产线平衡的手段与方法2.1 运用基础工业工程现代工业工程在许多行业得到广泛应用,特别是在国外企业及一些国防工业中已取得显着效益,但目前全球大部分企业仍以基础工业工程为重点。在我国工业工程的引进晚,起步晚,更应该从基础工业工程起步,而且见效也快。一般可以应用以下几种方法对生产线进行平衡。(1)程序分析完成任何工作所须经过的路线和手续即为程序;程序分析主要以整个生产过程为研究对象,研究分析一个完整的工艺流程,看是否有多余或重复作业、工序是否合理、搬运是否太多、等待是否太长,进一步来改善工作程序和工作方法。谁都无法否认的是,高平衡率的生产线离不开良好的作业程序。(2)操作分析操作分析就是通过对以人为主的工序详细研究,使操作者、操作对象、操作工具叁者科学的结合、合理的布置和安排,达到工序结构合理,减轻劳动强度,减少作业时间消耗,提高产品品质和产量为目的分析。合理的人机结合,能为高平衡率的生产线提供最直接的单元保障。搞好人机相互之间高效合理的配合,能大大减少作业等待,提高生产线的平衡率,提升作业效率。(3)动作分析动作分析是在程序决定后,研究并减少甚至消除人体各种动作的浪费,以寻求省力、省时、安全和最经济的动作。其实质是研究分析人在进行各种操作时的细微动作,删除无效动作,使操作简便有效,提高工作效率。它从最基本的“动素”入手,寻求改进空间,以提升生产线的平衡能力,能在其它方法无计可施时,给生产线的平衡提供一把秘密武器。2.2 提高关键工序生产能力流水线的生产能力等同于关键工序的生产能力,也就是说整条流水线的生产能力取决于瓶颈工序或工段的生产能力,提高关键工序生产能力就相当于提高了整条生产线的生产能力。这是着眼于时间而展开的,因此我们就讨论生产能力(M)与工时利用率(η)、生产节拍(R)、工作时间(T)之间的关系:M=ηT/R 公式2-2从公式2-2可知,提高生产能力的途径有3条:(1)提高操作者的工时利用率;(2)延长工作时间;(3)缩短生产节拍。其中第(2)条途径取决于企业的工作制度及生产组织形式,一般较少采用。企业一般通过提高操作者的工时利用率,缩短生产节拍这两条途径来提高生产能力。2.3 目视管理与生产线平衡目视管理是利用形象直观、色彩适宜的各种视觉感知信息来组织生产现场活动,所以它是一种以公开化和视觉显示为特征的管理方式。由于目视管理主要依靠形象直观的视觉感知信息,能引起人们的注意,让人一看就懂,知道自己工作的缺陷和不足之处,所以很受现场管理人士的欢迎。在生产线平衡过程中,工业工程的方法和其它方法联合使用,从宏观到微观深入到每个细节,更能收到许多非凡的效果。3 “一个流”生产与生产线平衡“一个流”生产是指生产线内部相临前后两道工序之间的在制品在数量上任何时候都不超过紧前工序的装夹数量,在运动状态上是不间断的过程。其装配线和加工线的生产几乎同步进行,使产品实行单件生产、单件流动,一道工序的加工一结束就立刻转到下一道工序,工序间在制品接近于零。“一个流”生产是流水线生产的最高境界,也是很多企业现场管理中广为追求的典范,更是生产线平衡的终极目标。

杨秀增[4]2016年在《H公司纵梁生产线平衡及优化研究》文中研究指明随着专用车行业市场竞争越来越激烈,产品销售价格持续走低,而人工成本又不断攀升,企业生存越来越艰难。H公司作为专用车行业的领头羊也面临着巨大的生存压力。要想在激烈的市场竞争中取得竞争优势,企业只有少用人、多产出。从根本上讲,提高企业的人均生产效率是生产制造类企业获得可持续发展能力的唯一出路。但是,H公司长期以来生产效率低下,人均生产效率低于行业先进水平。另外,公司产品生产周期较长,也长期饱受市场诟病。这些问题严重制约了H公司产品的市场竞争力,公司要想在激烈的市场竞争中取得竞争优势就必须及时解决这些问题。H公司经过认真分析认为生产效率较低以及生产周期长都是因为生产线平衡率低造成的。H公司各生产线中间各个工位作业负荷差别很大,有些工位满负荷运转总是赶不上上道工序和下道工序的生产节拍,形成了生产瓶颈,严重制约公司的整体生产效率。为了保持生产的连续性,每个工位都存放一定数量的半成品,无形中又造成产品的生产周期过长。因此,要解决这些问题,H公司必须提高生产线平衡率,提高生产线均衡生产水平。本论文以H公司纵梁生产线平衡率水平持续提升和优化为背景,首先利用工业工程有关分析工具深入分析纵梁线存在的问题,然后运用现场5S管理、ECRS(取消、合并、重排、简化)原则、生产线平衡理论等持续开展改善活动。最终使纵梁线平衡率水平得到大幅度提升和优化,达到了H公司确定的平衡率指标。人均生产效率从原来的人均每天0.33台提升到现在的人均0.69台,生产线平衡率从原来的67%提升到现在的92.7%。纵梁生产线的生产能力也从原来的11台/天提升到18台/天,纵梁在线生产周期从原来的2天压缩到现在的3个小时,生产周期大幅缩短。本论文针对H公司纵梁生产线平衡及优化改善,实现了预期目标,取得了一定效果。该案例对H公司其他工序的生产线平衡及生产效率提升改善具有一定的推广价值。同样,对专用车行业内的生产生产线平衡和企业生产效率提升问题也具有一定的借鉴作用。

王慧[5]2007年在《基于精益生产的装配流水线平衡研究与应用》文中提出精益生产是当前制造业界公认的一种很好的生产组织方式,其目的是通过消除生产中的一切浪费,提高企业的效益,并实现快速响应市场需求的目的。在精益生产中,生产线的准时化生产是企业持续保持其竞争力的重要保证,而各工位间节拍的不平衡问题则会严重影响生产线的效率、员工的士气及产品的质量。因而,对生产线进行平衡尤为重要。本文研究了生产线平衡、精益生产及相关的理论和方法。并针对车桥公司车桥装配线工序节拍不均衡的现状,运用精益生产的IE手法,检测工序作业时间,消除不必要的浪费动作,按照平衡工序节拍的原则调整工序作业内容,制定作业标准,提高工人的操作技能,改进装配线的生产情况,使装配线各工序节拍趋于一致,通过平衡前与平衡后的相关参数分析,取得了一定的改善效果,提高了生产线的生产能力。本文所运用的方法与步骤由于较为方便实用,易于掌握,必将为更多的企业所应用,并产生显着的效果。

王长武[6]2017年在《船体平面分段生产线生产节拍研究》文中研究指明按节拍均衡连续地生产是现代造船模式的标志之一,同时也是实现船舶数字化、智能化建造的基础。船体平面分段生产线作为船舶企业的重要生产组成部分,其技术水平和生产效率必须予以重视。随着生产技术的发展和船舶需求的快速变化,部分船舶企业开始引进先进的平面分段流水线来缩短船舶建造周期,并且这种趋势已是必然。但平面分段流水线大多由国外引进,存在先天不足,在实际运行中存在着诸多问题:一是工位生产平衡问题,主要反映在工位节拍不一致,生产节拍控制难,生产线不能按既定的生产节拍进行生产;二是生产效率不高,存在大量无价值的等待时间,资源浪费情况严重;叁是生产线在生产不同结构形式的平面分段时缺乏一定的柔性。生产节拍管理的目的正是实现生产线平衡,发现生产线的资源浪费环节和生产线瓶颈,使生产线能按照相对固定的节拍均衡连续地生产。本文根据船体平面分段生产线的运行特点,并结合国内船舶企业的平面分段生产线运行状况,选取应用最为广泛的纵骨先装法平面分段流水线为主要研究对象,以流水线的生产节拍为分析基础,探讨如何对平面分段生产线进行优化。论文主要对下列问题进行了研究:(1)以纵骨先装法平面分段流水线为主要研究对象,分析了流水线运行过程中出现主要的问题;(2)对平面分段生产线生产节拍相关内容进行研究,主要包括节拍确定、节拍控制、瓶颈改良、缓冲区设置及其容量大小计算等内容,并对如何改善工位间节拍差异性做了一定研究;(3)探讨如何从生产布局、工位重组、施工工艺、人员和设备配置以及生产组织管理等方面来实现流水线的节拍生产,并结合实例给出船体平面分段流水线的优化方案,构建船体平面分段的精益生产线。论文研究内容可为已经组建了流水线的大、中型船厂提供可借鉴的优化方法及思路,同时也可为准备筹建平面分段流水线或采用非完全流水线的中、小型船厂提供技术指导。

熊凌鹏[7]2014年在《LJ公司C地毯生产线平衡研究分析与仿真优化》文中指出LJ公司是一家与部分主机厂直接配套生产汽车内饰件产品的汽车零部件生产企业。主要生产汽车内部地板地毯等汽车内饰产品。随着经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高,人们对于汽车的需求也随之提高。汽车已经从早年间的奢侈品变为了现在人们上下班的普通代步工具。那么整个汽车产业的销量也是达到了一个新的高度。那么对应的每个车型的产品的生产任务也都随之加重。LJ公司主要生产汽车地毯内饰件,其中的C地毯的车型由于销量逐步攀升,现有的生产线已经很难满足其产量的要求,需要大量的加班来对应,为了减少生产线人员的超负荷加班,提高C地毯生产线的产能。在场地及资金限值导致不能另外扩建或改造其他生产线的前提下,如何提高现有的生产线的产能成为了我们公司迫在眉睫的一个问题。本文主要结合社内生产线的实际情况,运用了生产线平衡及工业工程相关理论及手法,对LJ公司C地毯进行生产线平衡率的分析,对生产的全部工序进行平均化、均衡化,调整各工序或工位的作业负荷或工作量,使各工序的作业时间尽可能接近或相等,找到生产线优化的突破口,最终消除各种等待浪费现象,达到生产效率最大化。同时通过模拟对比分析优化前后的生产线的产能差异,并根据分析结果最终调整生产的工序布置方案。通过生产线平衡率的研究分析与仿真优化的结合,提高了个人的生产线布局分析的业务能力,为今后的学习和工作起到了很大的帮助作用,同时还达到了生产线产能提升,降本增效的成果。

郭全杰[8]2015年在《基于数字化工厂的铝合金门窗混流生产线仿真与优化》文中研究表明铝合金门窗混流生产线属于典型的多品种小批量混流生产方式,随着原材料和人力成本的增加及客户的个性化需求,门窗制造行业的竞争压力不断加大,必须寻求新的发展。合理配置生产资源及有效调度,解决生产中出现的问题,保证铝合金门窗混流生产的高效运行,成为铝合金门窗生产企业的首要问题。本文以某铝合金门窗混流生产系统为研究重点,借助数字化工厂仿真技术对车间的生产线进行建模和仿真。重点研究了生产线平衡优化和混流投产序列优化,对提高铝合金门窗混流生产线的综合性能有重要意义。在实际调研的基础上,本文首先简单进行铝合金门窗生产分析,概述了铝合金门窗生产所用数字化工厂的内涵及关键技术。结合铝合金门窗混流生产系统的结构与特点,提出了独具特色的仿真框架。然后在铝合金门窗混流生产实例分析的基础上,介绍本文的仿真目标、建模原则与假设、数据的收集与处理。采用em-plant建立了铝合金门窗混流生产系统仿真模型,并详细描述其建模的过程。在仿真模型验证后,通过设计仿真实验,开展生产线平衡分析、作业模式对比分析、瓶颈分析与改善及物流运送系统优化等工作,综合改善生产线的性能。最后确定了混流生产线的投产序列问题及优化目标,在em-plant中导入GA工具,设置遗传算法。求出基于总完工时间、各工位的平均空闲时间率及在制品数量最大值叁目标下的最优解。本文基于数字化工厂对铝合金门窗混流生产线进行仿真研究与优化,开展多项优化工作,对生产系统的性能提升具有良好的效果。

张于贤, 陈亚茹[9]2018年在《生产线的平衡及优化研究》文中认为本文描述了水龙头基本的结构和生产的工艺过程,将水龙头的生产方式由原来的离散型生产变换成以流水线的方式连续生产,并重新对水龙头的组装方式以及组装工序进行了优化。计算出每个工位最佳的人员配比,使生产线平衡率尽可能地提高,经过一系列的分析及优化,生产线平衡率由原来的75.57%提高到了84.81%。

张凯华[10]2016年在《X公司后装压缩车生产线平衡与优化研究及实现》文中认为随着我国对环境的重视不断提高,环卫事业的发展有了很大的发展,与之配套的环卫产品后装压缩车在中国的应用和发展已进入一个新的阶段,后装压缩车的科技含量已达到一个新的水平。而后装压缩车的生产线平衡优化问题是影响后装压缩车生产效率的重要因素,因此,开展后装压缩车的生产线平衡优化研究具有必要性和紧迫性。文中首先阐述了我国X公司后装压缩车生产线的现状,指出X公司生产线平衡问题及生产效率低下,同时对X公司生产线平衡问题的主要影响因素进行了详细的阐述。然后提出了生产线平衡问题的概念,进而对国内外生产线平衡问题经常使用的算法和求解思路进行归纳。由于X公司后装压缩车生产线工序高达107处,采用传统工业方法很难有效的优化后装压缩车生产线。针对这一问题,提出了使用双种群遗传算法解决生产线平衡问题。主要借助遗传算法,有效解决生产线面临无法进一步优化的问题,最终实现优化目标。文中有效借助matlab编程工具,借助于程序编程实现双种群遗传算法模拟,进而借助于经典生产平衡问题验证算法,通过利用算法模拟完成对X公司生产线的优化模拟工作。运用统计分析法对X公司优化生产线前后数据进行图表分析对比,对文中的成果进行实践验证。结果表明,使用这种方法能够较好地完成对X公司生产线进行优化模拟的工作,能够有效解决生产线的平衡力以及负荷不平衡的各种问题。最后根据模拟优化的结果,完成对X公司生产线平衡问题的优化,并对优化结果前后进行对比分析评价。本研究对后装压缩车生产线的设计及研究提供了具体的方法,能够有效地提高后装压缩车生产率,增强了X公司环卫产品在全国的市场竞争;本文主要深入分析第二类生产平衡问题,借助于编程使用遗传算法对生产线平衡问题进行模拟,并根据模拟结果,提出对生产线平衡问题的优化措施,从而使得企业能够不断优化配置,提高生产力,最终实现企业具有较高的市场竞争力。

参考文献:

[1]. 基于遗传算法的车桥装配线工作站平衡研究[D]. 凌文曙. 合肥工业大学. 2008

[2]. 基于仿真优化的制造企业生产线平衡问题研究[D]. 陈诚和. 合肥工业大学. 2007

[3]. 生产线的平衡及优化方法研究[D]. 高广章. 吉林大学. 2004

[4]. H公司纵梁生产线平衡及优化研究[D]. 杨秀增. 华南理工大学. 2016

[5]. 基于精益生产的装配流水线平衡研究与应用[D]. 王慧. 合肥工业大学. 2007

[6]. 船体平面分段生产线生产节拍研究[D]. 王长武. 江苏科技大学. 2017

[7]. LJ公司C地毯生产线平衡研究分析与仿真优化[D]. 熊凌鹏. 华南理工大学. 2014

[8]. 基于数字化工厂的铝合金门窗混流生产线仿真与优化[D]. 郭全杰. 山东大学. 2015

[9]. 生产线的平衡及优化研究[J]. 张于贤, 陈亚茹. 价值工程. 2018

[10]. X公司后装压缩车生产线平衡与优化研究及实现[D]. 张凯华. 中国科学院大学(工程管理与信息技术学院). 2016

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