生產線平衡技術及有關問題第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六(J.Chen)

教學目的:

了解生產線基本概念的基本特點掌握生產線平衡技術的有關基本概念和技術術語掌握單一型裝配線的平衡一般方法了解其他類型裝配線生產線平衡技術及有關問題第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線主要是指按照產品加工或裝配的工藝路線布局設備和物流,以流水線的形式組織生產的一種生產組織形式，大部分情況下物料是單件流動方式。如：－某汽車總裝和部件裝配線；－電視機及電子裝配生產線；－發動機向加工生產線；其中，以裝配生產線為居多。第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六某企業摩托車發動機生產線生產線平衡技術及有關問題第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線的主要優點：－生產效率高，適合于大量標準化生產；－生產管理和控制比較簡單；－原材料和物料搬運效率高；－生產過程造制品少；－人員培訓周期短；－對人員技術要求相對較低；－有利于質量控制。第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線的主要特點：－使現代管理“3S”原則得以實現（Standardization,SpecializationandSimplification）；－生產過程是連續均衡的；－供需之間的順序固定；－各個工序或工位必須同步、重復完成規定的作業；－對產品或工藝變化的適應性較低。－向柔性化方向發展。第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線生產系統中人們關注的主要問題：－人員問題；操作人員心理和生理上與裝配工作的特點（重復性、單調性和連續性）的適應性。－生產周期的問題；周期長短決定了規定計劃周期內生產線的生產能力，如何確定最佳的周期是一個十分重要的問題。－生產線平衡；如何將生產作業分配給沿線各作業站，同時又不違反作業元素執行的順序限制，各作業站總工作時間不超過選定的周期。第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產平衡有關概念和技術術語－生產線的分類（單一型、混合型和批量型）；－作業站；作業站又稱為作業工序或工位，是指在一個工作位置上給定的生產作業。－總作業量、總作業時間；一個制品的全部加工或裝配作業量為總作業量，總作業時間是完成總作業量需要的時間，僅僅包括直接作業時間。第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題－平衡延遲；

由于作業沒有均衡地分配到各個作業站而生產線上出現的空閑時間量就是平衡延遲。平衡延遲或不平衡度表示為：最大作業時間－平均作業時間最大作業時間X100%平衡延遲＝第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題－與周期有關量化計算；周期又可以用生產節拍來表示，即在生產線上單個產品產出的時間，如：每2分鐘出產一輛轎車。假設：一個產品在一條單一型生產線上進行生產，并設：m-作業元素的個數；Ei-第i個作業元素；Ti-第i個作業元素的時間；T總－總作業時間；第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六C-周期；AR-計劃生產周期；Q-計劃周期內的產量；N*-完成計劃產量的最小作業站的數量生產線平衡技術及有關問題第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六假定，N-實際作業站的數量Cj為分配到第j個作業站的作業時間空閑時間ITj=C-Cj因此生產線平衡技術及有關問題第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六示例，某汽車廠總裝工序共有500道，總作業時間為200分鐘計劃要求年產轎車5萬輛，每年按照250個工作日，每天按照8小時生產則：每天生產轎車200輛，要求周期為8＊64／200＝2.56分鐘/輛因此最小作業站數量為［200／2.56］=[78.125]=79假定實際作業站數為90個則：總空閑時間＝90＊2.56-200=30.4分鐘平均延遲＝30.4／90＊2.56=13.2%此時生產線的設計效率為：200／(90＊2.56)=86.2%生產線平衡技術及有關問題第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題優先圖（順序圖）－表示生產作業或裝配順序的過程約束關系穿左襪子穿左襪子穿短褲穿長褲系褲帶穿右襪子穿右襪子穿汗衫穿襯衫穿外套系領帶帶帽子IIIIII第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題單一型生產線啟發式手工平衡算法該方法的基礎是利用作業優先圖同一列上元素的可交換性以及元素的橫向可移性，按照一定的規則手工進行生產線作業平衡的一種方法.第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題單一型生產線啟發式手工平衡算法具體步驟和規則是:1)計算出總作業時間,確定作業站數量,計算平均作業時間,并初步確定周期,周期>=單個最大作業時間;2)現考察第一列作業,如果:-作業時間和小于周期,則第一列作業全部分配給第一工位,再從第二列中選取直至接近周期;-作業時間和大于周期,則從第一列作業中選取一些作業,使作業時間和接近周期,并將這些作業分配給第一工位;3)依次從先行作業隊列中選取作業向工位分配作業,保證每個工位的作業時間和軍盡可能接近周期.第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題示例:已知某電子廠產品裝配作業優先圖,假定時機作業站數量為3個279811101213165341415161712345作業號作業時間0.070.200.180.100.200.140.080.370.350.300.360.250.310.260.280.190.14第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題計算:總作業時間=3.78,假定作業站數為3個,則平均作業時間為1.26取周期為1.26,按照單一型手工啟發式平衡算法得到結果:平均延遲=0,個工位作業分配情況如表所示第一工位第一工位第一工位作業元素作業時間作業元素作業時間作業元素作業時間12345680.070.200.180.100.200.140.37791012150.080.350.300.250.2811131416170.360.310.260.190.14Ci1.261.261.26第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題計算機輔助生產平衡計算機輔助生產線平衡ABL(AssemblyLineBalance),主要有COMSOAC和CALB,ALB等,以ALB為例它能夠解決如下幾個方面的平衡問題:-單一型無約束生產線平衡-混合型裝配線平衡;-附帶位置條件的單一型生產線平衡;-附帶位置條件的混合型生產線平衡;-附帶一般限制條件的單一型生產線平衡;-一般限制條件下混合型生產線平衡;-附帶作業站及一般限制條件的單一型生產線平衡;-附帶作業站及一般限制條件的混合型生產線平衡;-混合配制品投入排序問題;-批處理的混合型裝配線平衡;第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線平衡的其他問題在實際生產線平衡中,并不是所有的作業都可以任意混配,經常會遇到生產線平衡中的約束問題,主要的常見約束有:-位置約束(主要針對重量較大的產品)-固定設備和工具約束-清潔約束-疲勞約束第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線平衡的其他問題-位置約束(主要針對重量較大的產品)

作業制品的位置主要包括:前部、后部、底部、頂部、左部、右部和內部。為了減少不必要的位置更換次數和時間，盡可能將具有同樣位置約束的作業集中安排。－固定設備或工具約束主要是指在生產作業中，右寫作業需要一些專門的設備和工具才能完成，為了減少固定設備和工具的重負設置盡可能將統一設備或工具的作業，在不違反作業順尋原則的前提下，集中安排。第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題生產線平衡的其他問題-清潔－油污約束

有些作業需要操作工人以清潔的手進行操作，如：精密儀器的裝配，而有些作業則難免接觸油污。在作業安排的過程中，應盡可能將清潔作業安排在一起，有油污作業安排在一起。－疲勞約束主要是指在生產作業中，有些作業時間不長，但強度大、易于疲勞，為了使各個工位的疲勞強度相當，應避免兩個或兩以上的疲勞作業安排在一個工位上。第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題混合型生產線平和問題混合型生產線特點:同一條裝配生產線上可以生產作業方式大致相似但不同規格的產品;生產制品混合連續進行;在制品庫存少;混合生產線靈活性更高;生產調整成本低第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題混合型生產線平和問題混合型生產線環境下需要解決的主要問題:-混合制品排序問題;-混合平衡問題,(以產量計劃來分配,難度更大,動態平衡)-批量混合問題;-制品相似度問題;第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題未來生產線的特點大量生產、成批生產和單件生產多種模式的并存，對未來生產線提出了更高的要求：－生產線的高效率和高柔性，FMS/FML的引進；－數控設備的高精度、多功能于快速變更能力；－裝配低的高柔性，應用帶輪裝配車－要求按訂貨組織生產；第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六平衡生產線的幾種常見方式

:a.對瓶頸工序進行作業改善.

b.將瓶頸工序的作業內容分擔一部分給其它工序.

c.增加作業人員﹐設置并行工位.

d.合并相關工序﹐重新排布工序.

e.分解作業時間短的工序﹐分配到其它工序里。第26頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六生產線平衡技術及有關問題思考題：－您所在的生產車間的生產線的類型是那種類型？－在生產過程中是否有不平衡的情況？－有何建議？第27頁，共29頁，2023年，2月20日，星期六工作內容時間(S)人員ICT測試20.261裝Mylay25.331裝CPU25.961FFT測試445.2114QT測試189.526FVI(1)23.661FVI(2