第五章设施布置与设计2选读.ppt

本 章 主 要 内 容 右图显示了HP公司Greely分部的一个装配单元布置，U形安排显著提高了可视性和工人之间的互动与帮助。 注意其中的任务安排板使得所有的工人都知道该单元每天的生产需求。 从工作站到工作站间的物料流动是通过看板来指挥的，只要一个工作站出现问题，就可以用红黄灯来停止生产或警告。 出现的问题会列表出现在“问题”显示屏上，以帮助工人查找问题的根源。 5.3 流水线平衡与设计 5.3 流水线平衡与设计 1.期量标准 SOP 2．流水线分类 福特流水线与T型车 流水线发明百年来给生产效率带来了巨大的提高，世界各国广泛采用，也产生了各种各样的流水线。 流水线可按多种形式分类，如按生产对象、移动方式、转换方式、节拍等。 5.3.2 流水线平衡 流水线规划设计的核心是流水线平衡。 所谓流水线平衡就是把作业要素进行适当合并，并分配给每个工作地，使各工作地的作业时间等于周期时间或周期时间的整倍数。 装配线平衡（Assembly Line Balancing，ALB） 1．问题的描述 装配一个工件所需要的所有工艺分为n项作业（tasks），它们形成集合V = {1,…, n}。作业是最小的独立工作单元，对一项作业j，都有一个作业时间tj。 由于装配工艺的要求，作业顺序并不是任意的，而是有一定的先后次序，我们可以用先后次序图（Precedence Graph，也称前列图）来表示。 可行的平衡方案要满足先后次序约束。集合Sk表示分配给工作站k的所有作业，这些作业的合计时间为该工作站时间。 流水线100%平衡时，所有工作站的周期时间都等于流水线周期时间C。 如果不是100%平衡时，工作站的周期时间只能小于流水线周期时间，这时会有非生产性的空闲时间（Idle Time）。对工作站k，它的空闲时间为C－t (Sk )。显然要提高平衡率，必须尽量降低全部工作站的空闲时间。 为组合优化问题，难以求解，常用启发式算法 生产周期时间和最少工作站（或工作地点）数目，接下来才是按不同方法确定工作站的作业分配。 第一步：确定工作周期时间C=H/Q H——每天生产时间； Q—每天在H时间内要求的产量； 第二步：确定最少工作站数目K0 注意实际分配工作站数m≥K0）； tsum —完成一件产品全部作业的时间总和。 完成工作站分配后，要计算流水线效率（也称为平衡率）。流水线效率为全部作业的时间总和与实际工作站总数m与周期时间乘积的百分比，即： 2．基本平衡方法 以例说明 某手推车要在一个传送带流水线上组装，每天需生产500辆，每天的生产时间为420min。下图是该手推车的装配网络图（双代号），请根据周期时间和作业次序限制，求使工作地数量最小的平衡方式。 确定工作站节拍= 420×60／500 = 50.4（s），则周期时间C也要达到50.4s。 计算满足节拍要求的最少工作站理论值（取不少于计算值的最小整数） K0 = tsum /C = (45+11+9+50+15+12+12+12+12+8+9)／50.4 = 195／50.4 = 3.87≈4 下面先按直观方法进行工作站作业分配。 因为周期时间C是50.4s，从图5-6看，A、D作业分别与其后续作业组合时间均超过C，因此它们各需要一个工作站。 B、C、G、F则可组合为一个工作站， 同理E、I、H、J也可组合为一个工作站 最后剩下K单独一个， 共需五个工作站，流水线的效率E1 =195／(5×50.4) =77%。这是满意解，平衡率不高，需要考虑其他更好的平衡方法。 此时可以确定一些作业分配规则，减少随机分配性，增强对不同问题的适应性。这样的规则很多，如：⑴优先分配操作时间最长的作业（Most Followers），或⑵优先分配后续作业较多的作业（Longest Task Time）。本例按规则⑴得到的结果是： 工作站1：D(50) 工作站2：A(45) 工作站3：E(15)、H(12)、I(12)、B(11) 工作站4：C(9)、F(12)、G(12)、J(8)、K(9) 当然并列的作业或路线可不管先后，但串列的则要先满足先后时序要求。 此时流水线的效率E2 =195／(4×50.4) =97%，平衡更好，四工作站方案就是我们的选择。 这些直观方法或简单规则的进一步总结就是通常的启发式算法（Heuristic）。简单启发式算法分配作业后的结果可能都难以令人满意，尤其是对规模大的问题，这就需要选用其他平衡方法或考虑多重决策规则来重新对流水线进行平衡。 WinQSB软件求解 在Problem Specification中选择Line Balancing（流水线平衡）后，输入问题名称Ex5-2、作业数9和时间单位second，单击OK。然后在出现的Task Informat