【多车型混线生产平衡理论综述5200字】

多车型混线生产平衡理论综述目录TOC\o"1-3"\h\u115811.1汽车混合装配主要流程和要求 196831.1.1汽车总装工艺流程 1182851.1.2汽车混合装配线的重要指标 283851.2负荷平衡和投产排序的交叉影响分析 3311841.1.1混合装配线上的负荷平衡和投产排序之间的关系 384941.1.2负荷平衡和投产排序相互影响的证明 4118791.3影响混合装配线平衡的原因 7276381.3.1混合生产线投产预测 7302191.3.2混合生产线工艺平衡 8307721.3.3混合生产线投产排序 857421.4混合装配线的评价方法 9316941.4.1以平衡率为目标的评价方法 9166261.4.2以人工成本为目标的评价方法 10126511.5小结 101.1汽车混合装配主要流程和要求因为多车型混线生产的特殊性，所以其组织生产过程中结合了多种型号车辆的装配工艺流程，它的生产工艺不能单纯的按照一种车型的工艺去设计，而是要从全局考虑，对整体的流水线去设计，并且保证其高效率。大多数的汽车总装工艺流程主要分为内饰线、外饰线、底盘线、分装线检测线和终检线。1.1.1汽车总装工艺流程在不同的汽车企业里总装车间的布局各不相同，但是大多数的汽车结构都是相似的，所以总装生产工艺流程也是基本相似。总装就是将发动机、仪表台、车门、内外饰件等零部件组装到白车身上[11]。图2-1汽车总装工艺流程如图2-1所示，在车身经过焊接、涂装以后就在进入到总装车间，总装车间的工艺流程主要分为五个主要流程，内装线、外饰线、底盘线、分装线检测线和终检线。在内饰线主要的内容就是就车身和车门拆分，然后分开组装，然后再安装仪表台。而外饰线主要是安装外部的一些仪器，如过滤器。天窗和座椅等。底盘线主要是安装轮胎、发电机、油箱和后悬架。到到了分装线检测线时，则把车门和和车身组合起来，并且全车通电，开始检测汽车仪表是否正常。最后就是终检线了，通过人进行驾驶也检测车辆是否合格，若合格就可以送到客户手中，若不合格就进行检测并且进行返修。1.1.2汽车混合装配线的重要指标1.1.1.1流水线的节拍所谓流水线的节拍，是指流水线上连续生产两件相同产品的时间间隔。其代表了流水线的制造速度。但是在混线生产过程中，因为有各类不同的产品，所以混合流水线的节拍称为当量节拍。不同的产品在生产过程中节拍存在差异，将各中产品按照一定的比例共线生产得到的节拍也有所不同，因此在设计混合流水线时确定好节拍是首先任务，同时也是改善流水线的一个重要指标。流水线的节拍等于计划期有效的工作时间与计划期其内计划产品之比。在设计装配线时为了装配线的平衡，应该使各个工作地的作业时间尽可能地接近节拍或等于节拍。1.1.1.2工作站数以适当的方式将装配线上若干个相邻的工序组成的大工序称为工作站，并且应尽可能的使工作站的工作时间接近或等于节拍装配线上的节拍。装配线的生产效率其中的一个指标就是工作站的数量，因此为了在设计流水线时应尽可能的使工作站的数量最少，因为工作站的数量越少说明工作地上的负荷越饱和，工位不会太闲置或者超载，这样就能提高企业的生产效率。1.1.1.3平衡率在企业生产中，生产线的平衡率越高，则说明生产线上工序间等待越少，浪费越少。一些企业将平衡率作为考核生产部门或IE部门的一项绩效指标，可见其重要性。其计算公司为：(2-1)(2-1)其中K代表装配线的平衡率；S表示工作站的数量；r表示流水线的节拍；F表示有效的工作时间总合。1.1.1.4作业人数虽然现在大多数汽车企业都是机械化生产汽车，可是避免不了人员的使用。在确定好流水线节拍和工作站数量以后，为了降低企业的生产成本，提高企业的竞争力，在不造成工位超负荷的情况下人员使用方面应尽可能的使用最少的人员。因此减少人员也是优化流水线的一种指标。1.2负荷平衡和投产排序的交叉影响分析1.1.1混合装配线上的负荷平衡和投产排序之间的关系混合装配线本身就是一种复杂的系统工程,因此它在开发设计过程中具有不可预测性和随机性。一般装配线由装配人员、物流对象、加工工艺和工作站所组成。对于装配线有两个要解决的问题，一个就是生产工序的的分配问题，即在保证各工序之间的先后顺序的前提下如何将所有的工序分配到各个工作站中去;另一个就是投产顺序，即如何合理的把所有要生产的产品在生产效率高的前提下进行合理的安排生产。混合装配线的平衡问题在生产运作管理中属于企业的一个长期计划，而且投产排序这是一个短期计划。如图2-1所示，平衡问题和排序问题是混合装配线中的两个互相联系又互相影响的一个有机系系统。负荷平衡产生的结果就是投产排序的输入，而投产排序得到的结果也可以通过反馈给负荷平衡，从而作为负荷平衡的输入。经过不断的反馈不断的再一次平衡，最后得到最优的负荷平衡和投产顺序。混合装配线平衡的目的就是要将所有要生产的产品的作业元素合理的分配到各个工作站中去，并且确定好所有产品投入生产的顺序，使得装配线的效率最高。图2-2混合装配线平衡系统1.1.2负荷平衡和投产排序相互影响的证明假设流水线上装配A、B两种产品。A、B的作业的时间、先后关系图以及A,B产品结合后的作业时间和先后关系图如图2-2所示。假设现在有2个工作装配，其中任何一个作业元素都可以由任意工位完成。B和A的需求量分别为1、2。（图中圆里面的数字表示产品的作业元素，而圆面的数值分别是作业元素装配所需的工作时间。图2-3产品A、B作业图及综合产品作业图现在有两种平衡方案X1（作业元素1和2分配到工作站Ⅰ，作业元素3和4分配到工作站Ⅱ）；X2（作业元素1和3分配到工作站Ⅰ，作业元素2和4分配到工作站Ⅱ）。投产排序方案也有两种，分别是Y1=（AAB）即先生成完两件A产品再生产一件N产品;Y2=（ABA）即生产完一件A产品以后就生产一件B产品，最后再生产一件A产品。A、B两产品再各自的工位的负荷如表2-1所示表2-1组合方案表平衡方案A产品B产品工位Ⅰ工位Ⅱ工位Ⅰ工位ⅡX131.511.5X21.521.52将平衡方案和排序方案两两组合，其结果如图所示图2-4平衡方案x1、x2和排序方案y1、y2两两组合的总装时间对比图当结合平衡方案x1和排序方案y1时，得到最终的装配时间为10个单位时间，而平衡方案x1和排序方案y2结合时，最终的装配时间变成了8.5个单位时间，由此可知适当的调整排序方案可以使装配时间变得更短，即装配效率更好。当平衡方案x2和排序方案y1结合时，得到的最终装配时间为9个单位时间，通过适当的调整排序方案，让平衡方案x2和排序方案y2结合，可以得出最终的装配时间为8.5个单位时间。由图2-3的结果对比可以看出，在相同的平衡方案下产品的投产顺序不同，最终得到的装配时间也不相同；在相同的排序方案下产品的平衡方案不同，最终得到的结果也不同，因此在考虑流水线平衡时应同时要考虑负荷平衡和产品的投产顺序。1.3影响混合装配线平衡的原因在混线生产的汽车总装车间里，会经常出现一个现象，即有的工位特别繁忙有的工位又特别清闲，而且造成这种现象主要有三个原因，①生产产量预测不准确。②混合装配线工艺不平衡③产品投产顺序紊乱。1.3.1混合生产线投产预测预测是对未来可能发生的情况进行预计和推测。因为未来的情况有很大的不确定性，所以预测不可能是绝对精准的。预测不仅是企业长期的战略性决策的重要输入，而且还是短期计划中的日常经营活动的重要依据。如果企业不进行对需求的预测，就只是按照零售商下达的订单进行生产，那么就会生产一种普遍的问题--牛鞭效应。根据零售商下达的订单进行生产制造，会造成库存的积压或者供货不足，导致企业的成本增加，竞争力降低。面对牛鞭效应许多汽车企业采取的方法不同。美国通用汽车公司所采取的方法就是按照以外的方法进行生产，而并不是依据零售商提供的数据，而在我国企业中大多数采用的都是经验值法，根据以外的经验进行估计并生产。因为预测具有很大的不确定性，一旦和实际情况相差较大，那会是预测变得毫无意义，并且还会增加企业的成本。根据产量调整各型号车辆的工序确定所有产品的投产顺序产量的确定根据产量调整各型号车辆的工序确定所有产品的投产顺序产量的确定图2-5混合装配线平衡流程如图2-4所示，要使混合装配线平衡要从三个方面考虑，即使生产产量、工序平衡和投产顺序，而生产产量就是首先要考虑的。因此使用正确的方法对产量进行预测是一个非常重要的步骤。1.3.2混合生产线工艺平衡在多品种少批量的混线生产车间里总是存在这样的现象，有的员工特别闲，而有的员工就却特别的繁忙，以至于造成产品堵塞让产线不得不停止工作，这样不仅仅降低了企业的生产效率，同时闲忙不均匀容易造成员工之间的心理不平衡，而这其中的原因之一便是工艺设计和生产布置不合理。有些工位的工艺在设计时估算错误，造成了总的工艺工时超过了生产节拍，导致员工无非在规定的时间内完成任务，这必然会时产线停滞不前。其次就是车间布置不合理，就比如当员工完成任务以后需要返回原来的位置等待下一个产品，可是因为车间的布置使得员工返回到原来的位置需要花费大量的时间，这就导致员工在完成上一个产品以后还没有返回到原来的工位工作下一个产品就到达了指定位置，使得员工的工作时间比规定的时间少得很多，让员工无法完成规定的内容，从造成产线急停。另外一个原因就是工具摆放不合理，因为工具的摆放使得员工要完成规定的内容需要做许多无效果的动作（弯腰，转身，踮脚），这些无关的动作也会浪费员工的操作时间。综上所述，造成混合装配线工艺不平衡主要有三个原因，分别是：工艺设计不合理；车间布置不合适；工具物料摆放位置不合适。1.3.3混合生产线投产排序在混线生产工艺设计时，不可能让所有工作站完成任务的时间刚好和节拍相等，因为影响时间的原因有很多。首先是工作的内容不可能全部都一样，各个工作站的任务肯定是不相同的，所有所需要的时间也不可能相同，因此在设计时只能尽可能的让所完成工作内容的时间基本上相近，很难做到相等。其次除了与工艺有关以外，还和工人的熟练程度有关，有些老员工在工作时因为熟悉所以所需要的时间特别少，可是如果换了新员工就会需要更多的时间来完成工作内容，所以导致了每个工作站的时间和节拍不可能都一样，只可能近似相等。这就产生了一些工位工作的时间长，一些工位的工作时间短，所以多种车型的投产是企业要解决的一个问题。图2-6未经过排序和经过排序的投产顺序对比图如图所示，假设企业共生产三种车型，分别是A、B、C，他们的数量分别是3、2、1，在不经过排序的情况下，先生产A，再生产B，最后生产C。因为汽车A在生产时超过了生产节拍，而汽车B、C的生产时间则是低于生产节拍，如果按照这种顺序生产，在前期工位就会超负荷，导致产品堆积，最后可能会使产线停止。经过合理的排产以后，得到右图所示，在生产A时可能有些工位会超负荷，所以下一个投入的产品就必须要使得工位闲置，这样可以使得弥补生产A时超出的时间。所以在制作排产顺序时，如果上一个产品超出了生产节拍，那么最好是下一个投入的产品低于生产节拍，这样才不会使产品堆积，产线停滞。1.4混合装配线的评价方法评价混合装配线的方法有很多，所选取的方法都是从不同的角度去评价的，本文主要介绍的评价方法分别是以负荷率为目标的评价方法和以人工成本为目标的评价方法。1.4.1以平衡率为目标的评价方法随着经济的发展，汽车行业的大规模生产已经满足不了顾客的个性化需求，企业面临更多的是对于多品种少批量的生产，为了应对多品种少批量的订单于是出现了混合流水线制造，即同一条流水线生产工艺相似的不同产品。为了知道装配线平不平衡于是出现了一个指标，即平衡率，其表示公式为：（2-2）（2-2）其中K代表装配线的平衡率；S表示工作站的数量；r表示流水线的节拍；F表示总的有效工作时间。当平衡率低于80%一般认为流水线的效率不足，需要进行再一次平衡，使得平衡相率增大。根据公式要是K增大，则有三种方法：在工作站数量s和生产节拍r不变的前提下使得总的有效工作时间F增大；在工作站数量s和总的有效工作时间F不变的前提下使得生产节拍r减少；在生产节拍r和总的有效工作时间F不变的前提下使得工作站s的数量减少。1.4.2以人工成本为目标的评价方法要评价混合装配线除了从装配线的平衡率出发以外还可以从从成本方面进行评价，而在成本方面设备这些成本都是固定不变的，最具有改动性的就是人工成本。再不加班的前提下，通常企业员工的工资都是以日为最低单位的，以天作为单位可以得到公式：（2-3（2-3）其中H表示装配线生产所需要的人数；L为货币单位/时间单位得到的第i个工人的人力成本率，i=1,2,…,H；T指一批次产品的计划生产周期，以日为单位；S指变换工作时间的换算单位，通常为8小时[10]。在我国的汽车企业中，因为混合装配线的复杂性，所以要求员工具有高的熟练程度，因此很少会出现员工频繁的变化工作。即使对于装配线的再次平衡，也仅仅是改变一小部分工艺，或者就是把一部分的工艺移到上一个工位或者下一个工位，而且再次平衡后流水线的节拍也不会有大幅度的变动，所以改变的仅仅是由于操作的总时间改变，而小的单位制造时间不会大幅度改变，综上所述，在后