汽车底盘总装配线平衡及人员的最佳化配置研究_图文

1、东北林业大学硕士学位论文汽车底盘总装配线平衡及人员的最佳化配置研究姓名：侯东亮申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：刘晋浩;葛安华20060601摘要摘要汽车底盘总装配线平衡及人员的最佳化配置问题所需考虑的限制因素可分为装配线平衡限制和指派限制。装配线平衡限制是在平衡装配线各个生产单元时所需满足的限制条件，指派限制是在平衡组装线后，指派相关人员至工作站所需满足的限制条件。而装配线平衡限制、指派限制均是任何可行解都必须满足的硬性限制。在大量的研究装配线平衡问题及指派问题的文章中，只是就此类问题进行了单方面的探讨与分析，而没有将二者综合起来考虑。本研究针对系列轻型卡车底盘总装配线的结构特

2、点，以人力资源分配的观点来探讨装配线平衡问题及其适合的派工方式，给企业相关管理人员提供参考。分析了底盘总装线具体工艺与技术状况，结合生产实际，探索了启发式平衡搜寻方法，给出了具体的操作步骤，解决了生产中的实际问题，具有现实意义。通过平衡效率分析，取得了明显的效果，显著的提高了生产效率。与以往文献相比，具有系统性、可行性、操作性较强的特点。此方法与步骤可推广应用到其它相似的生产过程中，由于方法的简单实用，易于掌握，将为更多的企业所采用，并产生显著的效果。在将各工作整合于工作站，使装配线达到平衡的基础上，本研究对平衡后组装在线的五大瓶颈工作站进行了分析，并应用传统求解指派问题方法对瓶颈工作站作适合

3、的人员配置，目的是加快装配线的节拍，提高装配效率。结果表明：装配线的平衡效率由平衡前的提高到平衡后的，在企业现有条件下使装配线平衡程度达到了最佳。关键词生产管理；装配线平衡；指派问题；启发式方法东北林业大学硕二：学位论文诎，擎，叩叩，！，叩，；§绪论绪论选题背景现代工业生产中，汽车的总成装配一般都采用同步装配流水线的作业方式。整个总装过程分割成若干独立作业单元，然后将这些作业单元合理安排到流水线各个工作站上，车体在移动中装配，各工作站同时作业。但由于装配传动链是以一定速度移动的，要求各工作站上的作业时问应满足一定的生产节拍，以免造成某些工作站任务堆积而某些工作站又出现工时流失。另一方

4、面，总成装配是汽车生产的最后一个环节，装配过程主要是以零部件的安装、紧固为主：其次是联接、压装和加注冷却液、制动液等液体以及整车质量检测的工序，有时还要根据用户意向选装。整个装配作业繁杂，属劳动密集型工程。因此，合理安排装配工作站，优化编排作业单元，对保证汽车装配质量，提高汽车装配线的生产效率有着重要的现实意义【。在目前市场经济形势下，汽车总装配线需要适应快速应变、多品种、混流生产，即必须对市场响应灵活而快捷，反应到总成装配作业编排上，则体现在：市场需求量变化导致产量变化，从而引起装配节拍调整；需求品种变化，导致装配作业内容局部变更。就作业程序的技能而言，每一作业人员熟悉一种以上的技能，不同的

5、作业人员所具有的专业技能也不相同。所以，汽车总成装配作业在管理上最大的问题是如何安排现有的作业人员，针对某一产品，平衡其装配线，提高装配效率，降低成本。这个问题包括：如何安排装配线上作业元素（）与工作站（）上；如何从现有的作业人员中选择适当的作业人员来负责每一工作站。其目的是要达到装配线最大的平衡率以及人员的最大利用率，这类问题属于装配线平衡问题（，）和指派问题（）的综合题目，其涉及资源分配与装配线平衡限制，它的特性之一是这两个目标互相影响，在解题的过程中有可能互相冲突，它也是组合问题（）之一【】【。过去的情况只考虑装配线平衡或指派问题，但是并无法让作业元素、工作站和作业人员作整体的规划，为了

6、提高企业资源运用的弹性，这两种问题同时考虑的必要性是存在的。因此，本研究针对中国第一汽车集团哈尔滨轻型车厂生产的解放牌系列轻型卡车的底盘总装配线的结构特点，将同时考虑装配线平衡及指派问题，在组合数个作业元素于工作站，使得组装在线的各工作站达到平衡的基础上，同时考虑各工作站作业人员的专业技能，对组装在线的瓶颈工作站进行适当的人力指派或调度，进而达到加快装配线节拍，提高装配线整体平衡效率，达到人员的最大利用，降低成本的目的。研究动机装配线平衡与人员配置问题的处理是在受种种约束的条件下，安排数个作业元素于东北林业人学硕：学位论文工作站，并同时指派适合的人员到各个工作站执行工作的过程。所涉及的限制因素

7、可分为装配线平衡限制与指派限制两大类，且这两类限制均是问题的基本限制因素，也是硬性限制，且均具有不可变动的特性，在求解时必须符合每一个硬性限制所获得的解才有意义，因此任何可行解都必须满足硬性限制。装配线平衡限制是在平衡装配线各个生产单元时所需满足的限制条件；指派限制是在平衡装配线后，指派相关的人员到工作站所需满足的限制条件。目前处理这类限制条件的方法大多是分别就单方面考虑装配线平衡或指派限制，缺乏整体的规划，因此，生产管理人员就难以依据产品样式的变化与人员的变动，来操控装配线与人员配置的限制与结果，除此之外，管理人员在面对种种限制条件的互相影响时，便无从下手，往往依据以往的经验来处理，这样便无

8、法满足决策与管理的要求。在面对实际问题时，两者同时考虑的需求是存在的，因为在生产过程中，工作、工作站和员工是密不可分的关系，将其分开处理不仅无法针对影响整体生产流程的因素进行规划，更可能因为如此而导致决策过程的偏误，进而造成企业不必要的损失。系列轻型卡车底盘总装配线平衡及人员配置最佳化问题主要是针对“达到装配线最大的平衡及人员的最大利用”的目的，然而装配线平衡问题已被证明是一问题，指派问题的问题复杂度也为问题，因此同时考虑这两种问题时，其复杂度将更为提高，运用传统的数学方法在求解的时间与品质上往往无法取得平衡，以致无法很有效率地求得良好的装配线平衡与人员配置结果。很多目前的求解方法如整数规划法

9、、动态规划法和图解法都无法突破这个困境，也很难应用于解决此综合问题。线性规划（，）与混合整数规划（咖，）在求解最佳化问题中有重要的作用，然而这些方法也存在一定的局限性。首先，特定类型的问题在传统的与中依然难以求解，例如大规模的排程问题、高阶对称性问题、逻辑关系复杂的问题及特定类型的指派问题等等。对于企业应用而言并不是全然理想的，因为企业用户在决策过程的同时，时间也扮演着举足轻重的地位，一般在处理大量的问题时经常需要耗费相当多的时间，若因为决策时间的冗长而造成客户的流失，这一损失不是求得最佳解所得的利益可以弥补的，所以企业必须在众多因素的影响之下，有能力在客户允许的交货期内交货，往往可行解需求被

10、证明是最佳的。其次，传统技术对于建立与问题的模式上，如何运用数学模式来表达实际生产问题给使用者带来相当多的麻烦，例如所有问题的限制式必须使用严谨的线性关系来表达，逻辑关系式必须间接地使用非直接的方式来处理，排序问题需要引进额外的参数变量等等。综上所述，在求解装配线平衡与人员最佳化配置问题时，目前有些求解方法与技术无法兼顾到这两个问题整体规划层而，而只是偏颇与搜寻求解上，造成求解的效能与品质的差异。因此，本研究针对系列轻型卡车底盘总装配线的结构特点和生产现状，运用启发式平衡搜寻算法及求解指派问题的方法，将装配线平衡问题与指派问题综合起来考虑，试图在装配线平衡的基础：作适当的人力资源指派，以达到提

11、高装配线平衡效绪论率，降低成本，减少工作站空闲时间及加快装配线节拍的目的。实践证明，运用启发式平衡搜索算法求解装配线平衡问题是行之有效的，而且目前被大多数企业所应用。哈轻厂简介及底盘总装线生产现状分析中国第一汽车集团哈尔滨轻型车厂是一座具有四十年历史，二十余年汽车生产经验的国有大中型企业，中国第一汽车集团的全资子公司。主要生产解放牌系列轻型卡车（载重量包括吨、吨和吨）和皮卡系列卡车，年生产能力万辆，成为中国第一汽车集团的北方轻型车生产基地。哈轻厂成立以来，始终坚持把质量摆在各项工作的首位，以管理水平的升级不断地推进产品质量的提高。年该厂通过质量管理体系认证，年该厂又通过“”认证，实现质量管理的

12、法制化。年该厂生产的“小解放”轻卡车被评为“中国公认名牌产品”；年月在海南举行的全国名优轿车质量拉力赛上，参赛的三台轿货车分别荣获第一、第二、第四名的好成绩。为提高经销和服务水平，哈轻厂在全国个省、市、自治区建立了多个经销网点，建立了多家服务中心以及合理分布的备品站，使广大用户真正成为了企业一切工作的中心。截止年，该厂生产的轻卡车累计出口到沙特阿拉伯、南非、越南等个国家和地区，累计出口各类轻型车、皮卡车近万辆。哈轻厂总装车间目前有条专业化的生产线，分别为底盘总装配线、发动机分装线、驾驶室内饰分装线、前后桥分装线及轮胎分装线。该车间总装生产线以总装解放牌轻型汽车为主，可总装吨级至吨级系列轻型卡车

13、，如图所示。总装生产线由总装配线一条，以及前后桥、发动机、轮胎和驾驶室四条总成件分装线组成，各分装线与总装线按工艺流程的合理布局，分别采用电动葫芦单轨吊系统和悬挂链输送机系统与总装线相连，使各分装线分装后的总成件直接进入总装线进行总装。整个总装生产线占地约平方米，其中装配线占地宽米，长米，面积为平方米。图底盘总装配线实物图目前，总装生产线采用的是批量流水生产方式，生产线设计的生产纲领为台东北林业大学硕士学位论文日（吨级的系列车型）、台日（吨级的系列车型）、台日（吨级的车型）：其他系列车型的生产，根据客户的订单要求随时进行短期的生产计划调整。总装线主要划分三个区段：翻转前划分为一个区段；翻转后由

14、落装发动机总成直到总装线与驾驶室内饰分装线的连接处，该段划分为第二个区段：落装驾驶室总成到整车下线为第三个区段。总装线的设计生产节拍为分钟。由于受场地的限制，各分装线与总装生产线是分区段布置的：（）发动机分装线发动机分装线是一条独立的刚柔结合生产线，其前装线主要装配发动机内部零件（曲轴、活塞、连杆等）。前装线采用摩擦辊子柔性输送方式，作业方式主要以自动或半自动方式为主；活塞连杆装配采用直线内摩擦辊子输送工件；作业方式以手动作业为主。后装线主要装配缸盖总成、进排气支管以及电喷控制系统等，按生产线的输送方式可分为前端、中端、后端三段。中端输送线采用内摩擦辊子的刚性输送线矿作业方式是手工作业；前端和

15、后端输送线采用内摩擦辊子的柔性输送方式，作业方式以半自动方式为主。发动机分装线设计的装配工艺路线为：机体上线一左右加固板及进气罩总成与连接导管的装配一上遮护板及飞轮的安装一检验一离合器总成、离合器总成分装及离合器工作缸的装配一检验一油泵进口油管、发动机出水软管及散热器出水软管的装配一暖气水管、消音器进气管总成装配一检验一变速器总成、隔热板及起动机总成一隔音罩总成、手制动器总成及发动机后悬置支架一检验一加各种润滑油一检验一上输送线（）前后桥分装线与轮胎分装线前后桥分装线与轮胎分装线是两条独立的刚性生产线，其输送设备采用的是电动葫芦单轨吊系统和悬挂链输送机系统运送各总成件至总装线上。其中车桥的装配

16、工艺分为左右前半桥装配、左右后半桥装配以及后桥装配，各装配工艺路线如下：左右前半桥装配将制动盘装在前轮毂上一将轴承与卡环压装在转向节中一将前轮毂合件压装在转向节合件中一装制动器（分左右）一质检（线外抽检）一返修一上输送线左右后半桥装配左右后臂组合件上线一装密封圈、隔套、涂润滑脂一手工：装制动器总成及装制动器支架一拧紧制动器总成及拧紧制动器支架一手工：装制动鼓总成及装后轮毂总成一压装：制动鼓总成及后轮毂总成一拧紧：制动鼓总成及后轮毂总成一螺母绪论定杆一手工：装制动器一拧紧制动器一装后轮速传感器一装制动管、制动软轴支架一手工：工件下线一质检（线外抽检）一返修一上输送线车轮上线一般采用普通悬挂输送机

17、和积放式悬挂输送机，其装配工艺路线为：轮辋上线一焊接辐板与轮辋一用螺栓将其安装在车轮轮毂上一安装挡圈一质检一装平衡块定位弹簧一装平衡块一装车轮装饰罩一质检一将内胎装于外胎中一装轮胎于车轮上一检验是否对准气门嘴孔一充气一下线一质检一返修一上输送线（）驾驶室内饰分装线驾驶室内饰分装线是一条独立的柔性生产装配线，其输送设备采用自行葫芦输送机和积放式悬挂输送机的输送方式。其装配工艺路线如下：驾驶室总成上线一车身漆面保护帘车门限位橡胶块顶盖内护板一质检一地板工艺堵塑料堵盖一座椅安全带总成一车门锁及左右车门垫块一质检一装玻璃升降器总成一装座椅扶手一装车门装饰板一质检一装车门玻璃一左右遮阳板总成一车门密封条

18、一质检一加速踏板支架一发动机后盖板总成一仪表板组合件一前风窗玻璃总成一质检一车身前围装饰板雨刷片一后风窗玻璃一离合助力器手制动总成一油门拉线总成一质检一三箱总成一洗涤器水管一仪表板右侧下护板总成中护板总成一质检一后内视镜后座总成前座总成转向机总成一质检一后踏板总成后限位器总成限位器盒总成一左右前轮上挡泥板总成一扭管托架总成及左右前悬置装配总成一质检一清理下线（）底盘总装配线底盘总装生产线由总装配线一条，以及前后桥、发动机、轮胎和驾驶室四条总成件分装线组成，各分装线与总装线按工艺流程的合理布局，分别采用电动葫芦单轨吊系统和悬挂链输送机系统与总装线相连，使各分装线分装后的总成件直接进入总装线进行总

19、装。其装配工艺路线如下：吊底盘架上线一穿线束一装发动机前后悬置支架及悬置软轴、软垫一装传动轴护圈一质检一装散热器支架一消音器吊架一落装前桥总成一装前减振器总成一质检一落装后桥总成一装后减振器总成一装燃油箱托架一质检一翻转底盘度一装燃油箱一落装发动机总成一装底盘前部制动及离合油管一装里程表传动器一安装线束盒总成一装散热器憨成一质检一装中悬置下支架一装前轮挡泥板一装空气滤清器总成一装蓄电池总成一装消音器总成一安装等速万向节及传动轴一装转向臂一装转向器总成一安装前轮一安装后轮一质检一落装驾驶室总成一驾驶室线束插按一装保险杠总成一质检一装转动轴总成一安装点火开关总成一安装转向盘一装驾驶员座椅一质检一整

20、车下线随着公司订单的不断增多，各种系列车型的生产批量需求也越来越大，近年来，日产量也逐渐地增加，装配线平衡的问题日渐显现。以前装配线上的工作站及人员安排虽经多次调整，但因为都是凭经验安排，并没有解决装配线上的不平衡程度，而且问题同益突出。当班产量比较小时，工序节拍的矛盾还不突出，当班产量接近台时，问题就显得非常突出。当生产线节拍达到一定速度时，有些工序根本无法完成计划的班产量，而有些工序生产能力还相对富余。由于工序节拍不均衡，特别是存在瓶颈工序，使东北林业大学硕士学位论文得班产量无法进一步提高。当生产的日需求量增加时，为了完成生产任务，不得不靠延长工作时间或周六、周日加班来提高产量。哈轻厂底盘

21、总成装配大部分为手工装配，存在着装配工人技术水平和经验参差不齐，造成各工序时间不平衡，影响装配生产率的提高，并且装配工人的劳动强度大等问题。目前组装在线的各工作站人员由线长安排，随意性比较大，造成员工忙闲不均，工作积极性大大受挫。另外，为增加产量，线上员工数量也根据需要适当地增加，但生产效率却未见提高。如何提高生产效率，改善装配线平衡状况的问题变得越来越迫切。通过对底盘总装线存在的问题以及这些问题之间的关系进行分析，发现在所有问题中，发动机总成装配、落装前后桥、等速万向节及传动轴安装等几个工作站是整条装配线的瓶颈工作站，其它问题是造成工序节拍不均衡和工序生产能力不足的直接和间接的原因。因此，应

22、用生产线平衡理论均衡工序节拍，并对组装在线的各工作站的作业人员进行适当的人力资源指派或调度，逐步消除瓶颈工序，从而加快装配线的节拍，是提高装配线生产效率，提高生产线整体生产能力的有效途径。论文写作的总体思路和组织结构总体思路：针对底盘总装线生产能力不能满足产量增长需要这一问题，在分析研究底盘总装线的结构特点和生产管理现状的基础上，找出影响生产线能力不足的各瓶颈工作站，并认真分析了引起各工序节拍不平衡的原因以及装配线平衡限制和指派限制二者互相牵制的主要因素。明确主要问题以后，按照生产线平衡的实施步骤，运用启发式平衡搜索算法，对生产线进行平衡；根据平衡结果数据，对影响总装线生产能力的各瓶颈工作站进

23、行了分析，并就装配线的各瓶颈工作站进行适当地指派，以达到提高装配平衡效率，降低成本，减少各工作站闲置时间的目的，为公司取得良好的经济效益奠定了基础。本文的内容组织结构如图所示。图论文的组织结构相关理论探讨相关理论探讨装配线平衡问题近年来，随着快速多变的市场要求，制造业被要求以较低的成本和数量来生产各种多样化高科技产品，可是在激烈的竞争下，这些产品的生命周期往往是很短的，所以导致企业从研发产品到生产的时间必须要求更短，这样才能使企业在快速多变的市场更具竞争力。因此，各企业的生产线也必须得快速的更新，来满足顾客各种不同的需求。为了达到快速、小量和低成本的目标，装配线的平衡问题便引起了各企业界和学术

24、界的广泛关注，下面介绍有关该方面的研究进展情况。装配线平衡的基本概念所谓装配线平衡（）就是在二艺条件约束下，按流水线节拍将所有装配工序进行组合、合理调整，使每个工位（也称工作站）分配的负荷量尽量充足和均衡，即各工作站的未工作时间（闲置时间）最少【】，【。从实质上看，装配线平衡问题就是组合优化问题，但这个问题由于产品设计工艺和制造过程技术所决定的作业元素之间的先后关系而变得异常复杂。作业元素之间的先后关系决定了装配过程中操作完成的先后顺序。装配生产线的平衡程度不仅直接反应了装配生产线的效率，而且影响到产品的质量，劳动强度大的工人为了赶上装配线的运行节拍，常常忽视了产品质量。装配线平衡问题是与装配

25、线问世之日同时出现的，这一问题多年来一直受到人们的重视。一条简单的装配生产线，其流程图如图所示。图半成品暂存区一碉期时矿工作站工作站图简单装配生产线流程图巴作含一工作站有关此问题的相关术语【：（）工作站（工位）：操作者为了完成指定的作业在装配线上的工作位置；（）作业元素（工作）：不能再分的或最小的作业单元；（）作业元素时间：完成一个作业元素所需要的工作时间；（）工作站（工位）时间：完成分配给一个工作站的全部作业所需的时间；徐存货区）东北林业大学硕士学位论文（）工作站空闲时间：在节拍内完成分配给一个工位的全部作业后所剩余的时间，它等于节拍减去工作站时间；（）总作业时间：完成整个产品装配过程所需时

26、间，它等于所有作业元素时间之和：（）总空闲时间：整个装配过程中，所有工作站空闲时间之和；（）周期时间（节拍）：输送带或运送车每次向下一个工作站移动的间隔时间；（）平衡效率：它是衡量装配线上各工作站间均衡程度好与差的指标，在本文中装配线的平衡效率由线上各工作站标准作业时间与其定员数的乘积之和除以装配线的节拍与线上总人数的乘积计算而得：（）后续作业：从该作业出发沿着装配优先顺序图上所有路径前进直到终点所遇到的所有作业；（）先行作业：从该作业开始逆路径方向而行直至起点所遇到的所有作业；（）装配优先顺序图：给出一个产品装配过程的可能步骤之间明晰的内在逻辑关系。传统的装配线平衡问题是将原装配流程中工时不

27、等的工作相互整合为工时较为接近的工作群后，再分派给实际组装线上的工作站。在图的例子中，预定工作流程中，每个几何形状如圆形、三角形所代表的是不同的工作，而箭头代表工作的先行关系，几何形状右方的数字代表的是完成该工作所需要的时间，其后为工作名称；在实际工作站流程中，各方块均表示不同的工作站，图中箭头代表先行关系，右方的数字则是完成此工作站所需要的时间，其后为工作站的名称。为了能有较平均的机器或人员使用率，预定工作流程中，由于编号和编号的工作的工作时间和其他几个工作差异较大，因此在实际分配给工作站时，若将它们的工作分配给同一个工作站，则各工作站所需的时间就不会有太大的差距。至于装配线平衡的规则，则依

28、不同的条件及需求而定，并非一成不变。预定作流稗图阀门部分加装配线平衡范例实际工作站流程相关理论探讨三类装配线平衡问题（）第类装配线平衡问题：给定装配线的节拍，求最小工作站数；在装配线的设计与安装阶段，主要考虑生产能力满足市场需求，系统投资少和装配线的效率高这类目标。这一阶段的己知信息就是对市场需求的预测，设备能力的估算，求最小化工作站数。最小化工作站数就意味着设备与人员的减少，从而可以降低设备与人员的费用，缩短生产流程，提高生产效率。此即第一类的装配线平衡问题。（）第类装配线平衡问题：给定装配线的最小工作站数，使装配线的节拍最小。在装配线安装后，设备与人员基本固定，需要优化装配线的节拍，对己存

29、在的生产线进行调整，此即第二类装配线平衡问题。由于下列因素的存在，需要对装配线进行进一步调整：在生产管理中，希望提高劳动生产率，最大化装配线的产出；由于学习效应的存在，生产线上的操作人员技能走向成熟，劳动定额发生变化：在工作站数确定的条件下，最小化装配线的节拍，可以提高装配线单位时间内的产出。（）第类装配线平衡问题：在装配线的工作站数和节拍得到优化的条件下，平衡装配线上工作站的负荷。在现实的装配系统设计和运行阶段，人们比较关注生产过程的连续性和均衡性，这就是装配线的负荷均衡问题，是装配线平衡的另外一个目标。由于装配线是一种劳动分工极其细分的工作设计方式，作业分解不容易十分完美，导致各个工作站的

30、负荷不平衡，操作人员忙闲不均，在工人之间产生一种不公平的感觉。装配生产线的不平衡程度不仅直接反映了装配线的效率，而且影响到产品的质量，劳动强度大的工人为了赶上装配线的节拍，常常忽视了产品质量。据美国有关资料统计，即使在美国这样工业发达的国家，在工业装配生产中平均要有的装配时间是浪费在平衡延迟中。在一些劳动法律和劳动合同中都有明文规定：同一条装配线上的工作流量应大致相掣【。在工作站数、节拍确定的前提下，均衡装配线的负荷，不仅给工人一种公平感，对于改善雇员与企业关系、提高劳动生产率、提高产品质量均是有益的。这就是第类装配线平衡问题。装配生产线平衡的研究进展装配线平衡（）问题是与生产线问世之日同时出

31、现的，自从年，发明了第一条生产线以后，一直到世纪年代，准确地说在年前，生产线的平衡方法与手段只有在的方法中尝试，没有问题的研究成果公开发表，正式提出并着手解决这一问题的是美国人【。装配线平衡的研究主要是其平衡方法的研究，就其平衡方法而言，大致可分为三大类：即最优化方法、启发式方法和工业工程方法。下面按照各类别研究方法的时间顺序介绍流水线平衡问题的研究进展。最优化方法，东北林业大学硕士学位论文最优化（）方法就是通过建立数学模型来寻找问题的最优解。尽管数学模型法能找到最优解，但实际应用时十分繁琐，往往一个很小的问题需要构造的模型非常大，计算机耗时也较多。下面分别就具有代表性的文献作简要概述与分析。

32、年在美国的州完成硕士论文（连续生产线的平衡），他在这篇文章中提出了一个所谓“会聚过程法，即在各个工作站之间将作业元素进行交换，直到各个工作站的总作业时间收敛于一个共同的值，从而使得流水线上的总的空闲时间最小。这种方法的缺点是搜寻方法较为笨拙，而且仅能够得到局部最优。其后，首次公开发表了用解析法描述问题的文章，他提出的模型为线性规划模型，并描绘了其解法过程。但由于其解法求得的最优解将要花费很长时间，降低了其使用价值。年提出采用两个独立的线性规划模型解决问题。其约束条件和目标函数都容易建立，其运算量也很大，与实际情况相差太远，于年改进了的算法中的第二个模型，引入“惩罚因子，减少了模型中约束条件的数

33、量。年，和提出了解决题的动态规划方法，三人合作设计出生产线平衡的动态规划模型。首先，根据作业元素的先后关系图，列出所有的可行顺序（）。然后，给每一可行顺序设置“成本”。此方法定义了一个合理的任务集合，该集合中如果一个任务优于这个集合中另一个任务，则该任务也应在这个集合中。年等人建立了求解混合流水线平衡的整数规划模型。这种模型是对单一流水线平衡方法的修改，变量个数与约束条件随着问题规模的增大而急剧增加，因而只有理论意义，在实践中应用并不理想。直到世纪年代，提出一种动态规划算法，突出特点是算法中给出一个动态的上界。使用动态规划方法求解实际问题需要占用过多的内存和机器耗时，动态上界的引入，可以删减系

34、统的许多状态，从而降低了这方面的要求。等人给出了采用整数规划同时优化工作站数和流水线节拍的。问题算法，并与仅优化工作站数或仅优化节拍的算法进行了比较，结果显示：可以大大提高流水线的劳动生产率，提高率在以上。年，等人应用线性规划模型求解单一型装配线平衡问题，在所提出的分解法的基础上，结合分支定界算法确定问题的下界来进行求解。计算结果表明：计算时间大大减少，而且可以求解较大规模的问题。同年，重庆大学的杨本强等应用线性规划理论，对汽车总成装配作业均衡编排问题进行了优化分析，建立了作业均衡编排的数学模型，实现了汽车总成装配作业编排计算机辅助优化设计。结果表明：改造后的装配生产线工作站组合过程大大缩短，

35、工作站数也相应减少，整线装配生产率显著提高。启发式方法帖启发式（）方法以其简便、易懂、快速和满意赢得了众多管理人员的信赖和相关理论探讨欢迎，并被广泛应用于各个领域。它的产生主要是为了克服现实建模的困难，提供一种更有效的决策工具，与最优化方法相比较，启发式方法的优点主要有：逻辑模型接近于现实，流程图建立在决策者经验的基础上，因此启发式方法隐含着多目标方案；它的主要局限是它的静态性，即在平衡过程中，固定的准则是预先确定的优先准则，而从产品加工过程、市场需求和公司战略来看，环境是动态变化的。年，提出一种解决问题的启发式方法。这种方法以平滑指数作为平衡时的衡量标准【。其原则是：（）将无先行作业元素的作

36、业依据最大候选率选时间值最大者排入工作站，当然这个作业元素的时间应小于工作站的剩余时间，否则必须重新设立工作站。（）在优先关系图中，把已经分配到工作站的作业元素划去，连同其后续元素的也划去。（）回到第一步，直至所有作业元素被分配到工作站。和提出了一种处理作业时间为不确定型的启发式方法，即允许作业时间是随机变量的情形。其方法分为两个阶段进行：即第一阶段求出一个合理的解答，第二阶段依据各工作站中作业元素交换和移动，使该流水线上总的空闲时间在各个工作站上均匀分布。的方法是一种效率较高的平衡搜索方法。年，修改了和的方法，提出一种混合流水线的平衡方法。这种方法基于整个班次去平衡混合流水线，而不是基于节拍

37、把作业元素分配到工作站中。之后，运用联合优先图的概念将混合型流水线转化为单一型流水线来处理，从而可以把单一型流水线的平衡方法和技术运用到混合型流水线。这以后，有不少研究者对上述方法提出改进并加以发展。年，给出一种随机型问题的启发式算法，这是一个以费用最小化为目标的算法。算法分为两个阶段：第一阶段结合了和的启发式方法，随机产生一些问题的解：第二阶段根据一定的准则评价这些解的经济性。通过对大量随机产生的问题的求解，这种算法能在可以接受的计算时间内产生满意的问题的设计方案。随着研究的进展，又设计了一种五阶段的启发式程序。前四个阶段是利用问题的各种性质来降低问题的规模，最后一个阶段是把一种启发式方法应

38、用于上述四个阶段得到的新的模型。问题的求解是从优先图中的最后一个元素向前搜索，那些具有最多未被分配的先行作业元素或后续作业元素的作业元素要优先分派到工作站中。结果表明：在大多情况下，这种方法可以用最少的运行时问得到最优化的结果。年，等人运用方法求解单一确定型问题。采用作业元素的可行顺序进行编码，染色体的基因代表一个作业元素。采用启发式规则产生初始种群，以平衡效率作为目标函数，采用赌轮盘原则选择染色体进行遗传操作（复制、交叉和变异）。所得到的结论是：运用遗传算法求解的个问题中，共有个问题的解优于启发式算法得到的解。东北林业大学硕士学位论文年，干下生等学者提出了市场需求确定动态且完全由企业生产满足

39、的条件下的装配线再设计模型，描述了一种首先求解若干递归线性规划以减小搜索空间，然后应用启发式搜索的近似求解方法。大规模实际问题的计算结果表明了模型在节省成本方面的作用和所提出的求解算法的有效性。年，等学者运用启发式算法求解面向订单生产的混流装配线平衡问题，文中运用启发式算法分三个阶段来求解固定周期下的最小化工作站数。首先，平衡组合优先图；其次，平衡由第一阶段所限制的各问题模型；最后，应用改进的领域搜索的方法进行平衡。结果表明：可缩短计算时间，有效提高装配生产率。宋华明在多目标装配线平衡的优化算法一文中研究了多目标装配线平衡问题，探讨了这些目标之间的联系，运用禁忌搜索算法从生产管理系统的角度优化

40、多目标装配线平衡，与单一目标相比，具有显著的改进。孟广耀等将最大候选原则应用于解决鼓风机装配线平衡问题，有效地提高了装配生产率。年，等人运用两种启发式算法来解决第类装配线平衡问题，在肿程序规则的基础上，对装配线上各工作站进行相反方向的搜索，逐渐趋向于中间的工作站。结果表明可大大缩短搜索时间，有效地优化了节拍。皮兴忠等学者给出了一个用于求解装配线平衡问题的基于作业序列的遗传算法。该算法只在可行作业序列子空间进行搜索，具有极高的搜索效率，同时又保留了一般遗传算法的并行和随机搜索能力。实例验证，适应值中引入工作站工时的标准差，可以用来比较最小工作站数相同的不同作业分配方案之间的优劣，提高解的可信度，

41、利用该算法对一个实例进行了多种节拍的计算，结果较优。介绍了最大候选原则和分级位置权法两种装配线平衡的人工方法，结合实例介绍了两种方法在装配线平衡问题上的应用，并对比分析了两种不同的方法分配装配作业的装配线效率。结果表明：由此可见，采用分级位置权法配置装配工作站，可以降低装配线的平衡延迟，从而提高装配线的效率。最近，应用禁忌搜索算法来平衡类装配线平衡问题，在线上项作业元素和个约束条件的情况下，并考虑了工作站间缓冲区的影响，结果表明在实际应用中有一定的指导意义。用遗传算法求解机器人装配线平衡问题，该算法用于指派机器人到不同的工作站上去执行任务，通过与分支定界法的比较，测试表明可以得到更满意的结果。

42、工业工程方法工业工程（，简称）思想最早是由科学管理之父泰勒在世纪初提出的，它是以人、物料、设备或设施、能源和信息组成的集成系统为主要研究对象，综合应用工程技术、管理科学和社会科学的理论方法等知识，使其达到降低成本，提高质量和效益的目的，同时为科学管理提供决策依据。以工业工程为主的生产线平衡相关技术主要是方法研究和作业测定两大技术，运用该技术的优点就是使企业在不投资或少投资情况下，不增加工人劳动强度甚至是降低劳动强度，通过实施一系列适合自身特点改善方法，对生产过程的作业程序、作业方法、相关理论探讨法、物料配置、空间布局及作业环境等各方面进行改善，达到企业平衡生产线进而提高生产能力、取得经济效益的

43、目标。改善是企业永恒的主题，而工业工程所追求的目标就是永无止境的改善，运用相关技术对生产线平衡，为企业降低消耗，提高生产率。近年来，一些学者应用方法解决生产线平衡问题，取得了明显的效果。郭伏等人运用工作研究方法以某企业激光头基座准备生产线为研究对象，找出了影响流水线生产能力的瓶颈工位和能力过剩工位，运用（、）提问技术和（、）四原则及流水线平整理论设计了流水线平整方案。新方案的实施使生产线生产能力提高，定员减少人，年人工成本降低万元，生产现场的环境得到了较大改善陋。刘广等人运用流程程序法对某公司摊铺机的装配线进行平衡分析，提出新的改进方案。新方案的实施提高了该公司摊铺机的生产能力和装配质量，降低

44、了维修率和返修率，减少了搬运距离，缩短了操作时间，提高了空间和时间利用率引。鲁峥嵘，张玄学者将技术应用于东风汽车公司轻型车厂，采用工业工程的技术方法对装配工作站组合过程进行重新分析，并结合阶位法，用计算机进行辅助设计，以实现对汽车装配流水化，工作站平衡自动化、实时化，从而提高了工作站充实度和整线生产率【。指派问题指派问题的概念及模式指派问题（）的重心就是要达到生产线上的平衡。简言之，指派问题是讨论如何指派位员工（或机器）去进行件工作，其中。设有位员工都有能力以不同的效能去完成件工作中的任意一件。指派问题是要求如何指派所有位员工各做一件工作，以使完成所有件工作的总时间或总成本最低】，【。人员是有

45、限资源的一种，它代表人员（员工）、机器；而所谓工作代表一种作业。员工完成工作（或资源分配）所需要的时间或成本代表使用某一资源于某一工作的效果，如果效果代表损失或利润，则指派问题欲求整体的效果最佳（总成本最低或总利润最高）。在等人所著的（）一书中曾提到，任何一个指派问题均可以一定的模式予以描述，即给定一个将执行的任务集合（）以及一个可用来执行工作的被指派者集合（），其所需解决的问题为决定哪一个被指派者应该被分派给哪一项任务【】。其问题的模式需满足下列前提假设条件。指派问题的模式需满足下列前提假设：（）被指派者的数量和任务的数量是相同的。（）每个被指派者只被分派完成一项任务。（）每项任务只能由一个

46、被指派者来完成。（）每一个被指派者和一项任务的组合皆有一个相关的成本。（）问题的目标（）在决定如何进行指派才能使得总成本达到最小。东北林业火学硕：学位论文一般而言，指派问题的变化需考虑下列特征：（）有一些被指派者不能执行某一些任务。（）虽然每一个被指派者只完成一项任务，但是任务比被指派者多，致使某些任务没有被执行。（）虽然每一项任务只由一个被指派者完成，但是被指派者比任务数多，致使某些被指派者没有被分配到任务。（）每一个被指派者可以同时被分配给一个以上的任务。（）每一项任务可以同时由多个被指派者共同完成。等学者认为指派问题基本上可以简单地定义为，将员工（）分派给机器（）】。当员工被指派给机器时，其评价标准（）或成本（）可表示为（），其中，；，。一般而言，当时，指派问题可以下列数学式表示如下。对于或的情形，通常考虑引入虚拟变量，使之转化为的情形。舰著再缈；，置，（）（）（）传统指派问题的求解程序目前处理指派问题的方法有匈牙利法（），单纯形法（），分支定界法（），结合匈牙利法与分支定界法及启发式方法（）等方法。其中最为常用的方法是匈牙利法。年匈牙利数学家证明一个基本定理被