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1、生产线平衡生产线平衡 (line Balancing) 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，以使作业时间尽可能相近的技术手段与方法，是生产流程设计及作业标准化中最重要的部分生产线组织设计主要内容 确定流水线的生产速度-节拍 工序同期化 计算设备数量和负荷系数 计算工人人数 选择运输装置 流水线平面设计 流水线技术经济评价生产线平衡生产线平衡意义： 保证生产连续性和均衡性保证生产连续性和均衡性 保证设备、人力的负荷平衡，从而能提高设备、工时 利用率，提高生产效率。 减少在制品，节约物资消耗，加速流动资金的周转， 从而降低生产成本； 生产线平衡概念生产线平衡概念节拍（Cycl
2、e Time)CT - CT - 生产节拍生产节拍T TW W - - 计划期内有效总工作时间计划期内有效总工作时间Q - Q - 计划期内制品数量计划期内制品数量生产线平衡概念生产线平衡概念优先约束优先约束区域约束区域约束位置约束位置约束作业要素优先关系图作业要素优先关系图（作业要素示意图）（作业要素示意图）生产线平衡概念生产线平衡概念优先约束优先约束区域约束区域约束位置约束位置约束优先关系矩阵优先关系矩阵Mij=l表示作业要素表示作业要素i i是作业要素是作业要素j j的紧前的紧前作业，在作业要素分配时必须将作业要作业，在作业要素分配时必须将作业要素素i i分配在分配在j j所在工位之前的
3、工位上。所在工位之前的工位上。生产线平衡概念生产线平衡概念优先约束优先约束区域约束区域约束 与生产工位布置有关的限制，分为正区域约束和负区与生产工位布置有关的限制，分为正区域约束和负区域约束。正区域约束是指某些确定的作业要素应该彼此就域约束。正区域约束是指某些确定的作业要素应该彼此就近设置近设置; ;负区域约束是指作业要素之间相互干涉，在位置上负区域约束是指作业要素之间相互干涉，在位置上不应靠近的限制条件不应靠近的限制条件位置约束位置约束 产品装配作业受到空间的限制。在大型的生产线上，产品装配作业受到空间的限制。在大型的生产线上，如汽车的装配线上，由于产品比作业人员可完成的装配作如汽车的装配线
4、上，由于产品比作业人员可完成的装配作业空间大，不能完成其周边的装配作业。业空间大，不能完成其周边的装配作业。生产线平衡评价指标生产线平衡评价指标生产线平衡率生产线平衡率平滑性系数平滑性系数（Smoothness Index)生产线平衡概念生产线平衡概念生产线平衡的一般数学表达生产线平衡的一般数学表达: : 给定一个无回路的有向图给定一个无回路的有向图G=（E，P)，节点节点E E表示作业表示作业要素集合，弧要素集合，弧P P表示生产作业元素之间的先后关系集合。一表示生产作业元素之间的先后关系集合。一个节点个节点jE有一个值有一个值T Tj j（j=lj=l，2 2，n)n)表示作业时间。表示作
5、业时间。生产线平衡问题就是求节点集生产线平衡问题就是求节点集E E的一个划分的一个划分: :使一定的目标得到优化，满足一定的约束条件。使一定的目标得到优化，满足一定的约束条件。生产线平衡问题分类生产线平衡问题分类(l)(l) 确定了生产线的节拍确定了生产线的节拍cTcT，使生产平衡率最大化。，使生产平衡率最大化。 该类问题等价于该类问题等价于CTCT一定求工位数目最少一定求工位数目最少: :(2)(2)确定了生产线上的工位数确定了生产线上的工位数m m，使生产平衡率最大化。，使生产平衡率最大化。 该类问题等价于该类问题等价于m m一定求生产线的最小生产节拍一定求生产线的最小生产节拍: :(3)
6、(3)己经确定了己经确定了m m和和CTCT，目标函数为使平滑性指数最小化，目标函数为使平滑性指数最小化: :生产线平衡问题研究方法生产线平衡问题研究方法优化方法优化方法启发式方法启发式方法仿真方法仿真方法装配生产线平衡设计装配生产线平衡设计启发式方法启发式方法韩格逊韩格逊- -伯尼法伯尼法 （位置加权法、阶位法）（位置加权法、阶位法）例：某产品装配共需例：某产品装配共需1111个作业要素，其先后顺序及作业个作业要素，其先后顺序及作业 时间如图，时间如图，CT=10 min，试进行流水线的平衡。试进行流水线的平衡。装配生产线平衡设计装配生产线平衡设计1）编制作业要素先后矩阵编制作业要素先后矩阵
7、装配生产线平衡设计装配生产线平衡设计2）计算作业要素阶位计算作业要素阶位装配生产线平衡设计装配生产线平衡设计3）按阶位由大到小排列，并表明各作业要素紧前作业要素按阶位由大到小排列，并表明各作业要素紧前作业要素4）作业要素分配作业要素分配生产线平衡措施生产线平衡措施u工序的分解和合并是工序同期化常用的方法。工序的分解和合并是工序同期化常用的方法。u受到机器限制，工序不能分解和合并时受到机器限制，工序不能分解和合并时 提高设备的生产效率提高设备的生产效率 改进工艺和操作方法改进工艺和操作方法 工作研究（工作研究（work study）程序分析程序分析操作分析操作分析动作分析动作分析工作测定工作测定
8、程序分析（过程分析）程序分析（过程分析）流程分析线路图分析程序分析（过程分析）程序分析（过程分析）流程分析线路图分析程序分析（过程分析）程序分析（过程分析）流程分析线路图分析 物流方向 操作分析操作分析动作分析动作分析作业测定作业测定 运用各种技术来确定合格工人按照规定的作业标准,完成某项工作所需要的时间 现场测时方法 经验估算法 工时计算法 模特法 作业测定作业测定模特法模特法作业测定作业测定模特法模特法光学镜头组件装配作业测定作业测定模特法模特法装镜片工位 MODMOD 数分析表作业测定作业测定模特法模特法该工位的作业标准时间计算如下:ST =MOD012913s=78012913s=13
9、08s宽放量取宽放量取30%30%其中：作业和车间宽放率其中：作业和车间宽放率18%18% 私事宽放率私事宽放率4%4% 疲劳宽放率疲劳宽放率8%8%作业测定作业测定模特法模特法生产线平衡措施生产线平衡措施ECRSECRS改善法改善法 消除( (Elimination) )：什么作业可以不做？ 合并(Combination)：那些作业可以合并？ 重排(Rearrange)：调整作业的順序是否会更有效率？ 简化( (Simplification) )：是否能简化每一個作业， 以縮短作业時間？生产线平衡措施生产线平衡措施流程重组流程重组生产线平衡措施生产线平衡措施动作经济原则动作经济原则“工具物料应按最佳顺序排列工具物料应按最佳顺序排列”生产线平衡问题研究生产线平衡问题研究生产线平衡问题研究生产线平衡问题研究生产线平衡问题研究生产线平衡问题研究毛坯毛坯切棒切棒粗车（外协）粗车（外协）划线划线加工中心加工中心钻钻镗镗磁探。磁探。改进措施：改进措施：1.1.工序分散工序分散2.2.优化切削参数优化切削参数3.3.加强质量控制加强质量控制4.4.保证刀具及辅具供应保证刀具及辅具供应作业测定作业测定模特法模特法
