一个MOD法在装配线平衡中应用案例

一个MOD法在装配线平衡中应用案例在日益激烈的巿场竞争下，每个汽车及零部件制造企业都致力于生产效率的不断提高。如何优化流水线的生产能力，是我们工业工程人员研究的主要课题，而流水线的平衡便是达到这一目标的方法之一。本文结合公司生产实际，应用IE（工业工程）工具——MOD法，对公司装配流水线的平衡问题进行了改进。

一、平衡流水线的工作流程

1、系统的瓶颈

一条流水线的生产能力取决于其生产能力最薄弱的环节，这个环节我们称之为瓶颈。平衡流水线的目的就是通过提高瓶颈环节的生产能力来优化整条流水线的生产能力，从而降低成本，提高利润。

2、寻找瓶颈环节

主要采用时间测定中的秒表法来寻找瓶颈环节。通过使用秒表对各工序环节多次计时，剔除异常值，求得算术平均值。

将每个环节的时间与生产能力要求相比较，达不到要求的即是瓶颈环节，也便是改进点。对瓶颈环节进行分析改进，主要采用了MOD法（模特法）。

图1 工作流程图

3、MOD法

MOD法是预订时间标准(PTS)法的一种，它不是通过直接观察和测定，而是利用预先为各种动作制定的标准时间来确定操作所需时间。传统的PTS法的优点在于不受作业熟练度和评比者主观性的影响，相对客观公正，但是也较耗时。MOD法则更为简练、易于掌握，适合实际生产操作。

基于人体工程学实验总结出来的MOD法其基本原理如下：

（1）通过大量的试验研究，MOD法将生产实际中操作的动作归纳为21种。

（2）相同条件下，不同的人做同一动作所需时间值基本相等。

（3）使用身体不同部位动作时，其动作所用的时间值互成比例（如：手的动作是手指动作的2倍，小臂的动作是手指动作的3倍等）。因此，根据手指一次动作时间单位的量值，可直接计算其他身体部位动作的时间值。

MOD法时间单位的设定，根据人的动作级次来确定。以一个正常人的级次最低、速度最快、能量消耗最少的一次手指动作的时间消耗值，作为时间单位，即1 MOD=0.129 s。同时，还可在运用中根据企业的实际情况，决定MOD的单位时间值大小。如：

MOD =0.1s 高效值，熟练工人的高水平动作时间值；

MOD=0.12s 快速值，比正常值快7%左右；

MOD=0.143s 包括恢复疲劳时间的10.75%在内的动作时间

接下来，还需了解MOD法的动作分类及相应符号。MOD法把操作动作分为5个移动动作（M1手指动作、M2手腕动作、M3小臂动作、M4大臂动作、M5伸直的手臂反覆多次的反射动作），6个终结动作（G0碰接触、G1简单地抓、G3复杂地抓、P0简单放置、P2较复杂放置、P5组装）及10个其他动作（F 3足踏板动作、W5走步动作、L1重量因素、E2目视、R2校正、D3单纯地判断和反应、A4按下、C4旋转动作、B17弯体动作、S30起身坐下）。代码中第二个数字代表所需MOD单位时间值的多少，例：M2代表手腕动作需要2个MOD时间。

对动作进行分析时，也要使用各种符号。比如（1）延时BD。表示另一只手进行动作时，这一只手什么动作也不做，处于停止状态。BD不给予时间值。（2）保持H。表示用手拿着或抓着物体一直不动的状态。有时为了防止零件倒下，而用固定的工具也为H。H也不给予时间值。（3）有效时间UT。指人的动作之外的机械或其他固有的加工时间，其有效时间要用计时仪表分别确定。例如用电板扳手拧摞母、焊锡、铆接铆钉、涂粘接剂等。在改善作业中，BD和H出现得越少越好。

二、MOD法的应用

我公司装配线中的瓶颈工序之一是三大件装配。它纯粹由人工操作完成，可操作性很大程度上取决于工人的熟练程度。对此工序运用MOD法分析改进。首先，将三大件工序分析细化为以下几个工步：1）定位后盖；2）装密封垫；3）装导向杆；4）装阀板；5）装阀片；6）装机体部件；7）放置轴封保护套；8）装配前盖；9）取下轴封保护套；10）取6个螺栓；11）蘸油；12）装配5个螺栓；13）取下导向杆并装最后一个螺栓；14）拧2-3螺牙；15）放成品。

1、改进前的MOD法分析

对改进前的处理工序，利用MOD法对所有动作进行分解，累计得到263个MOD值（表1）。

表1 三大件装配工序MOD分析（改进前）

2、改进措施

鉴于操作空间的局限性和现有布局已较为合理，而增加设备又对成本要求较大，分析改进主要从工人的操作方法及过程着手。

2.1尽量减少移动的次数，使两只手同时使用，提高双手的利用率

(1)表1中No.3~5：手拿起左侧的密封垫，同时右手抓起导向杆，在左手装缸片后右手装导向杆；

(2)No.13~14：轴封保护套改由左手拿起，同时右手拿起前方的前盖，左手套好轴封保护套后右手装前盖；

(3)No.16~17：右手装好前盖后，左手顺势拿下轴封保护套。

2.2 尽量放小动作幅度，减少M5、W5的使用

(1)No.15前道工序传来机体部件和前盖时应使两者水平放置，可省去装配工人拿起前盖时的手臂伸直，M5动作以M4代替；

(2)No.29：装配好压缩机后可利用手臂将其放到右后侧堆放区，无须转身走动，取消W5。实际实验中，工人完全可以做到这点，但需要后续工序的工人及时取走装配好的压缩机，以腾出空间放置继续装配好的压缩机。

2.3尽量减少判断调整动作，减少E2R2的动作

(1)No.3、No.4、No.7：在取密封垫、阀片时，需要目视判断只取一片的要求。可利用工位器具保证每片分离，直接取用；(2)No.19：在取用螺栓时，需要矫正螺栓方向，可预先使螺栓方向一致。

2.4 利用重力减少下压动作

No.21～23：装螺栓时无须将螺栓往下插入孔中，可利用螺栓的重力使其自行下落至孔中。在实际操作过程中，此方法具可行性，可相应提高装配速度。

2.5取消多余动作

(1)No.20：螺栓沾油后的滴油动作为多余，可取消；

(2) No.12：机体装配到位后的下压动作为多余，可取消；(3)No.27：拧螺栓10次过多，可减少为6次。

通过MOD法将部分工序合并，消除了多余动作，结果见表2。

表2 三大件装配工序MOD分析（改进后）注：总MOD数为212

3、结果分析

根据本公司的实际情况，进行三大件装配的工人操作均比较熟练，取MOD值为0.12s。同时，在标准时间的制定上还需考虑到操作者休息和停顿的时间，称为“宽放时间”。这里我们只考虑疲劳宽放，宽放系数取0.07。计算时间如下：

（1）正常时间

改进前：263×0.12 =31.56(s)；改进后：212×0.12=25.44(s)

（2）标准时间

改进前：31.56×（1+0.07）=33.77(s)；改进后：25.44×（1+0.07）=27.22(s)

由表3可见，经过MOD法分析后，MOD值减少了51个，标准时间缩短了6.55s，改进率为19.4%，该瓶颈环节得以消除，理论上达到了40万生产能力。经现场验证，该工序基本能符合分析结果，达到生产能力要求。

表3 改进前后对比分析

三、结语

本文是在假定流水线的各工位作业已经确定的情况下，对其进行时间分析，找到瓶颈工序，然后利用MOD法进行动作改进，提高生产率，达到平衡流水线的目的。

通过MOD法的应用，可以消除生产流水线的瓶颈口，生产能力得到了明显提高。相比一些传统的提高流水线产能的方法（如增加操作者与设备等），具有减少甚至无需追加投资、少增加或不增加操作人员的优点，可降低生产成本，有效提高企业的巿场竞争能力。

汽车线束装配线平衡问题优化与仿真

汽车线束装配线平衡问题优化与仿真 发表时间：2018-09-17T11:05:18.360Z 来源：《基层建设》2018年第22期作者：赵强 [导读] 摘要：装配线是国内外企业广泛采用的一种制造系统。 曼德电子电器有限公司河北保定 071000 摘要：装配线是国内外企业广泛采用的一种制造系统。在装配线生产的模式下，装配线的平衡问题一直是装配线设计与管理过程中的一个重要问题，通过提升装配线的平衡性能够有效地提高装配线的整体效率和减少工序间在制品数量，从而降低产品的生产成本，进而为企业赢得竞争优势。本文主要分析了汽车线束装配线平衡问题及其优化策略。 关键字：汽车；线束；平衡；优化 在汽车装配线上，为了方便各零部件接线，以及保护绝缘层不易损坏，汽车上都将不同规格、不同工作用途的导线包扎成束，称为电子线束，简称线束。汽车线束由电线、接插件和传感器以及其他器件组成。在进行线束装配时要注意装配线平衡的问题，所谓的平衡问题就是指要在满足一定工艺条件的前提下减少工作站闲置和超载的时间。汽车线束预装配线平衡问题实质是组合优化问题，产品设计工艺和制造过程技术决定的作业子任务之间先后关系的多种变化，使平衡问题变得更加复杂。笔者结合实际经验，从汽车线束装配流程及特点汽车分析入手，对如何优化汽车线束装配流程及特点汽车提出了几点思考。 1汽车线束装配流程及特点汽车 线束生产主要包括两部分，第一部分是压接，其中包括全自动压接和半自动压接两种形式。第二部分是装配。装配工艺也可以分成两种，首先介绍的是预装工艺。在汽车线束装配前需要将其分成子线束，子线束的个数应根据实际情况而定。而所谓的预装就是指对子线束进行装配。在进行预装时需要考虑到各方面因素的影响，例如要考虑零件的存放问题、子线束的运输问题等。 其次，介绍的是总装工艺。在进行总装时大多采用的是流水线作业的方式。在进行总装前要做好准备工作，要将布线图板提前准备好，布线图板上应包括各种类型的模块。然后再根据作业指导书进行装配。在完成线束装配工作以后要进行质量检测，只有检测合格后才可以包装入箱。 目前，汽车线束装配线的自动化程度还比较低，在装配过程中必须要投入较大的劳动力，大部分的工作仍需要人工完成。正是因为如此，在进行线束装配的过程中不可避免的会存在一定的波动。 汽车线束装配时可能出现这样的情况：在一定的生产节拍内没有完成装配任务。一旦发生这种情况，不仅会影响装配效率，同时还会造成较大的经济损失。因此，必须要采取合理的解决措施。最有效的解决措施就是停止装配进行应急处理或者增加劳动力。但无论采取何种解决措施都需要投入一定的费用，从而增大汽车线束装配的成本。因此，必须要进行汽车线束装配工艺研究，提高汽车线束装配的工作效率，确保按时完成装配任务。 2线束预装配工艺平衡数学模型 对于复杂总装线的预装部分———KITs，其本身就可以看作一个缩小版的总装配线，上一工位的工人完成任务后，将KITs滑板推到下一个工位，因此合理地将工作任务分配到各工位（即单工作站），可有效平衡各工位操作工的任务执行时间，提高工作效率。 装配线平衡问题大致可以分为两类：在保证生产节拍的情况下，尽可能减少工作站，以降低成本；在工作站个数确定的情况下，尽可能缩短生产节拍。 由于汽车线束的装配为劳动密集型工作，在装配线上，一般情况是每个工作站配置一名操作工人，若要节约人力资源的成本，则装配线上的工作站数量越少越好。在劳动力成本日益上升的今天，这样做可以减少操作工人的数量，提高劳动率，对于企业节约成本，提高经济效益具有重要作用。因此文中考虑将KITs内的平衡问题归为第一类装配线平衡问题。 汽车线束预装配工艺的第一类平衡问题的数学描述为：已知汽车线束预装配线的节拍C，以最小化装配线的工作站数n为优化目标，求解作业子任务与工作站的分配关系。数学模型如下： 已知： （1）生产节拍：C； （2）作业子任务集合：I＝｛Ii ｜i＝1，2，…，k｝； （3）各元素的操作时间集合：T＝｛Ti ｜i＝1，2，…，k｝； （4）可用工作站集合：J＝｛Ji ｜i＝1，2，…，n｝； （5）作业子任务集合的优先作业子任务集合：Pi ＝｛Ir ｜Ir∈I｝； （6）两个布尔变量： 求解： 工作站数量n 优化目标： 通过均衡装配线的负荷，使分配到每个工位的作业时间趋于相同，最小化工作站数量，提高企业生产效率，降低生产成本，即：

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21装配生产线任务平衡问题的遗传算法 M A T L A B源代码

装配生产线任务平衡问题的遗传算法MATLAB源代码下面的源码实现了装配生产线任务平衡优化问题（ALB问题）的遗传算法，算法主要参考下面这篇文献，并对其进行了改进。陈永卿,潘刚,李平.基于混合遗传算法的装配线平衡[J].机电工程,2008,25(4):60-62.。 function [BestX,BestY,BestZ,AllFarm,LC1,LC2,LC3,LC4,LC5]=GSAALB(M,N,Pm,Pd,K,t0, alpha,TaskP,TaskT,TaskV,RT,RV) % GreenSim团队——专业级算法设计&代写程序 % 欢迎访问GreenSim团队主页→https://www.wendangku.net/doc/b413617101.html,/greensim %% 装配生产线任务平衡问题的遗传算法 %% 输入参数列表 % M------------遗传算法进化代数 % N------------种群规模，取偶数 % Pm-----------变异概率调节参数 % Pd-----------变异程度调节参数，0

装配线平衡模型

精心整理§7综合举例 例7.1求解非线性方程组 其LINGO代码如下： model: x^2+y^2=2; 2*x^2+x+y^2+y=4; end 计算的部分结果为 Feasiblesolutionfoundatiteration:0 VariableValue !工作站集合; STATION/1..4/; TXS(TASK,STATION):X; !X是派生集合TXS的一个属性。如果X（I，K）＝1，则表示第I个任务 指派给第K个工作站完成; ENDSETS DATA: !任务ABCDEFGHIJK的完成时间估计如下; T=4511950151212121289; ENDDATA !当任务超过15个时，模型的求解将变得很慢; !每一个作业必须指派到一个工作站，即满足约束①; @FOR(TASK(I):@SUM(STATION(K):X(I,K))=1);

!对于每一个存在优先关系的作业对来说，前者对应的工作站I必须小于后者对应的工作站J，即满足约束②; @FOR(PRED(I,J):@SUM(STATION(K):K*X(J,K)-K*X(I,K))>=0); !对于每一个工作站来说，其花费时间必须不大于装配线周期; @FOR(STATION(K): @SUM(TXS(I,K):T(I)*X(I,K))<=CYCTIME); !目标函数是最小化转配线周期; MIN=CYCTIME; !指定X(I,J)为0/1变量; @FOR(TXS:@BIN(X)); END 计算的部分结果为 Globaloptimalsolutionfoundatiteration:1255 X(G,3)0.00000012.00000 X(G,4)1.0000000.000000 X(H,1)0.0000000.000000 X(H,2)0.0000000.000000 X(H,3)1.00000012.00000 X(H,4)0.0000000.000000 X(I,1)0.0000000.000000 X(I,2)0.0000000.000000 X(I,3)1.00000012.00000 X(I,4)0.0000000.000000 X(J,1)0.0000000.000000 X(J,2)0.0000000.000000 X(J,3)0.0000008.000000 X(J,4)1.0000000.000000

装配车间生产线平衡毕业论文

摘要 生产线平衡(Streamline Balancing)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方法体系。在大批量生产制造系统中，装配线平衡问题关系到整个生产制造系统的效率。如何在现有条件下最大限度地提高生产效率，如何均衡各工作站的生产负荷直接影响到工作效率。 论文系统介绍了生产线平衡性对企业流水线的重要作用,以及提高流水线负荷率和效率这一生产线平衡的方法；通过收集大量的相关数据和文件资料，利用工作研究和平衡生产线的相关技术和方法，对DANZE装配线进行分析和改善，并根据生产节拍对该装配线进行生产线平衡设计。主要解决工序流程不合理问题以及通过合理划分工作地来提高关键工序的生产能力,以达到消除工序不平衡，消除工时浪费，努力实现“一个流”生产，提高生产效率的目标，令企业在现有条件下使装配线平衡程度达到了最佳，为降低生产成本，提高生产效率奠定了基础。 关键词：生产线平衡，工作研究，生产线负荷率，节拍 ABSTRACT The balance of the production line is to make all work carry on equally. It is the technical means and method that make the time of each work possibly close by adjusting the work burden, and it is also the most important method to standardize production process and work. In mass production system, assembly line balance impact the efficiency of the whole manufacturing system. It directly impacts work efficiency that how to balance the work load of each station. This paper introduced the production line balance systematically to the important function of the business enterprise flowing water line and the principle, and introduced an exaltation and efficiency this production line balance of method; By collecting a great deal of related data and document data, then used the technologies of work study and the balance of the production to improve the assembly line, according to the produce rhythm of the flowing water line of the business enterprise carry on a design of the production line balance. Mainly

装配生产线平衡问题的研究

目录 摘要 (1) ABSTRACT (2) 1 绪论 (3) 1.1论文选题的背景及意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究思路及主要内容 (4) 2 生产线平衡的基本原理 (5) 2.1生产线平衡的目的和原则 (5) 2.2生产线平衡要满足的约束条件 (5) 2.3影响生产线平衡的主要因素 (5) 2.3.1标准作业指导书的制定对生产线平衡的影响 (5) 2.3.2 排线对生产线平衡的影响 (6) 2.3.3员工责任心对生产线平衡的影响 (6) 2.4生产线平衡问题的方法研究 (6) 2.4.1程序分析 (6) 2.4.2 操作分析 (7) 2.4.3动作分析 (9) 3 F公司整车流水线的情况概述 (10) 3.1F公司概况 (10) 3.2F公司装配生产线平衡的情况概述 (10) 3.2.1F公司电动车生产流程现状 (10) 3.2.2F公司电动车生产中存在的关键问题 (11) 4 F公司整车流水线平衡的解决方案 (12) 4.1F公司整车流水线平衡整改方案 (12)

4.2整车线与吊挂方案对比 (14) 5 结论 (16) 致谢............................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献. (17)

摘要 在流水线生产模式下，如何提高生产线的整体效率，减少工序间的在制品，决定着企业设备、人员的利用率，并限制着生产线生产能力的提高。目前，生产线平衡问题已被认为是生产流程设计及作业标准化过程中关键的一环。制造业的生产多半是在进行细分化之后的多工序流水化连续作业生产线，此时由于分工作业，简化了作业难度，使作业熟练度提高了，从而提高了作业效率。然而，经过了这样的作业细分化之后，各工序的作业时间在理论上、实践上都不能完全相同，这就势必存在工序间作业负荷不均衡的现象。 F公司在装配生产线中就经常遇到这种问题，作业负荷不平衡给F公司造成无谓的工时损失，还造成大量的工序堆积，严重时会造成生产线的中止。在市场需求越来越大的今天，F公司研究改善生产线就迫在眉睫。实现均衡生产不仅有利于保证设备、人力的负荷平衡，从而提高设备和工时的利用率，同时还有利于建立正常的生产秩序和管理秩序，保证产品质量和安全生产；均衡生产还有利于节约物资消耗，减少在制品数量，加速流动资金周转，从而降低生产成本。在均衡生产的基础上实现“单元生产(cell production)”，也提高了企业生产应变能力，对应市场变化实现柔性生产系统；通过平衡生产线，可以综合运用程序分析、操作分析、动作分析、Lay out 分析、时间分析等传统工业工程手法，能提高全员的综合素质。总之，现代生产企业在大力提倡现代工业工程应用时，不要忽视基础工业工程方法在企业中所起的事半功倍的作用。 关键词：生产线平衡作业效率现代工业工程作业细分

产线平衡案例分析

流水生产线平衡实例分析-(I) (2012-07-31 09:11:09) 转载▼ 标签： 分类：咨询事业 教育 生产线平衡就是对生产的全部工序进行均衡化，调整作业负荷，以使各作业时间尽可能相近的技术手段与方法。它是生产流程设计及作业标准化中最重要的方法。生产线平衡的目的是通过平衡生产线使现场更加容易理解“一个流”的必要性及生产作业控制的方法。 玩具小车生产线平衡实例 某J型玩具小车要在一个传送带上组装，每天需生产500辆。每天的生产时间为420分。表0-1列出了J型小车的装配步骤及其定额时间，请根据节拍和作业次序的限制，求使工作站数量最少的生产线平衡方式。 1.绘制装配生产线的流程图 图6-1 给出了表6-1中的次序关系（表示作业次序关系，箭头长度无实际意义）。 表6-1 J型小车的装配步骤及其时间 作业时间（秒）描述必须提前的作业 A45安装后轴支架，拧紧4个螺母— B11插入后轴A C9拧紧后轴支架螺栓B D50安装前轴，用手拧紧4个螺母— E15拧紧前轴螺栓D F12安装1#后车轮，拧紧轮轴盖C G12安装2#后车轮，拧紧轮轴盖C H12安装1#前车轮，拧紧轮轴盖E I12安装2#前车轮，拧紧轮轴盖E J8安装前轴上的车把手，拧紧螺栓和螺钉F，G，H，I K9上紧全部螺栓和螺钉 合计195 图6-1 J型小车的流程图

2.计算节拍 3.工作站最小值（理论上） 4.选择作业分配规则 研究表明，对于特定的问题有些规则会优于其他规则。一般来说，首先安排有许多后续作业或者持续时间很长的作业，因为它们会限制装配生产线平衡的实现。这种情况下，我们选用如下规则： 规则一：按后续作业数量最多规则优先安排作业；

对装配生产线平衡的研究

I 装配生产线平衡的研究 摘要 随着快速多变的市场需求及企业的发展,在流水线生产的模式下,如何提高生产线的整体效率,减少工序间的在制品,以及追求同步化生产越来越受到重视,企业生产中通常用平衡率这一量化的指标来评价一条流水线平衡性的高低.它在某种程度上决定着企业设备的利用率,并限制着生产线生产能力的提高。 论文通过对装配生产线平衡的研究,结合自身企业产品的特点,对现有生产进行了改善,说明了现有工业工程技术在生产线平衡改善中的作用。首先,本文叙述了生产线平衡理论及评价方式,及影响线平衡的要素,同时根据工业工程基础理论定义了改善生产线平衡的方式。对于本文所讨论的机种N 机型,针对其线平衡率不高的问题,通过分析现状,找出了问题所在：工时量测不合理；有明显的瓶颈站位存在；人机利用率较差；作业工序安排不当。然后根据生产线平衡的步骤及方法,运用了统计分析的x-σ管制方法,及学习曲线的理论,重新确定了工时；并按照工序节拍均衡的原则,通过对工业工程理论中ECRS及人机操作分析方法的运用,调整了工序内容,使各工序节拍趋于一致,且精减了部分站位,节省了人力,设备成本,并使生产能力得到了提高。 论文的运用方法： 1.结合统计制程管中的x-σ管制方法,来对工时量测进行计算。 2.运用学习曲线,结合实际生产状况,适时进行工时改善,降低生产线工时,提高了人均产出。 3.运用人机操作分析法,调整测试站位的工时及人机分配。 关键词：生产线平衡,工序节拍,人机操作分析,x-σ管制,学习曲线

RESEARCH ON THE ASSEMBLY PRODUCTION LINE BALANCE ABSTRACT To meet the variable requirement of the market,it becomes more andmore important to improve the efficiency of production line,decrease thestorage of half-goods and attain equalization for the pipelines.It is an popularindex for the company to make the assessment on a pipeline,and it is alsoaffect the line capability. Through studying on the theory of the assembly line balance andcombining the the characteristic of the the real production line,we find it ishelpful to practice the industry engineering technology.First,this paper hasrecounted the theory of the pipeline balance and of how to make evaluationfor it.Then by the theory,the paper defined the detail methods to improve theline balance.For the model of N which is one of the most important productsin our company,we found some problems on the pipeline by analyzing thesituation：unreasonable measurement for cycle time；obvious neckstation；low efficiency for the use of man-machine；improper arrangementfor the operation. By steps and methods of assembly line balance,the paper practice thestatistic method of x-σcontrol and the study-curve,so new man-hour wasmade.Then following ECRS(Eliminate,Combine,Rearrange,Simplify) principle of IE and man-machine the method,we adjusted operation contentand make the operation cycle reach unanimity.During the improvement,wealso made the cost down for some stations,operators,machines and increasedthe production capacity of line greatly. Theory practice in the paper： 1.To measure the man-hour with x-σmethod. 2.Through study-curve,improve the man-hour. 3.To use man-machine method and adjust the allocation ofoperator and machine. KEY WORDS：production line balance,operation cycle,man-machine operation analysis,x-σcontrol,study-curve

蚁群算法在装配线平衡问题中的应用

?２０?ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｒａＮｏ．１２２００８ 蚁群算法在装配线平衡问题中的应用 陈建行。张其松 （同济大学电子与信息工程学院，上海２０００９２） 摘要：在双边装配线中，工人在装配线的两边进行作业装配。在一些大型产品（如汽车、卡车等）的装配过程中，一些作业必须在某一特定的边进行。为解决混合型双边装配线的第一类平衡问题，文章提出了一种改进的蚁群算法。在该算法中。针对混合型双边装配线平衡问题的具体特点，给出了蚂蚁分配方案的生成策略，计算出了作业的分配方案。最后，通过实例的计算，验证了算法的有效性。 关键词：装配线平衡；混合型双边装配线；蚁群算法１人工智能 ０引言 流水线装配是当今装备制造业广泛采用的装配方式，它强调生产过程的节奏性、连续性、专业化、平行作业和按比例生产，达到经济、均衡的效果。装配线的平衡过程就是实现一种劳动生产率、设备利用率和满足市场需求三者之间的平衡的过程。装配线平衡问题（ＡｓｓｅｍｂｌｙＬｉｎｅＢａｌａｎｃｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍ即ＡＬＢＰ）是生产线规划过程中—个最重要和最基本的问题。 ＡＬＢＰ属于典型的ＮＰ－ｈａｒｄ问题ｌｌｌ，其复杂度随作业数的增加呈几何级数增长，难以在合理的时间得到完全的解决。因此，该问题在工业和学术上都引起了广泛的关注。目前，—般采用启发式算法来解决ＡＬＢＰ问题１２］，但是大部分研究都是针对单边装配线或者单一型双边装配线，混合型双边装配线的研究很少。对于混合型双边装配线的第一类平衡问题，即给定节拍时间寻求工作站数最少的分配方案，本文提出了一种改进的蚁群算法，取得了令人满意的结果。 １装配线及其平衡问题 装配线是一种很重要的制造系统，是一种技术。装配线将产品的装配过程划分为一个—个的操作单元，这些操作单元之问有一定的先后顺序约束关系，在满足这些约束的前提下，将这些操作单元分配到不同的工作站，每个工作站负责装配的一部分。 装配线平衡问题（ＡｓｓｅｍｂｌｙＬｉｎｅＢａｌａｎｃｉｎｇＰｒｏｂｌｅｍ即ＡＬＢＰ）ｌａｌ就是在工艺条件约束下，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，各工作站的未工作时间（空闲时间）最少。 装配线平衡问题一般可以分为两类： （１）第一类装配线平衡问题：给定装配线的节拍，求最小工位数； （２）第二类装配线平衡问题：给定装配线的最小工位数，使装配线的节拍最小。 第一类求解装配线平衡问题主要用于装配线的没计与安装阶段，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。 ２混合型双边装配线平衡问题的描述［２－－６１ 装配线有单边（只使用一边）和双边（左侧和右侧Ｉ—Ｊ时使 用）之分。双边装配线中，在装配线的两侧并行完成同一产品的 不同工序，一对面对面的工位称为成对工位，其中一个称为另一个的伴随工位。在实际生产中，大型产品（如汽车、卡车等）的装配很多时候往往采用双边装配。双边装配线较单边装配线有许多优点，比如，减少了操作人数、缩短了生产时Ｉ＇ａＪ、降低了工具ｉ殳备成本和物料输送成本。 在混合型双边装配线中，工作站对一批某种产品的几种相 似型号进行混合装配。每种型号有其自己的作业优先关系，但 是由于型号之ｌ＇日Ｊ的相似性，可以把所有作业合并成一个优先 图，称为组合优先图。所渭混合型双边装配线的第一类平衡问 题，就是把所有作业按顺序分配到装配线两边的每个工位上 去，使得工作站数最少。 假设计划生产周期为Ｐ，有Ｍ种型号的产品。型号ｍ的需 Ｍ 求量为Ｄ。，那么装配线的工作节拍Ｃ＝Ｐ／艺Ｄ。，型号ｍ所占比 ｆ归ｌ Ｍ 重Ｅｌｍ＝Ｄｒａ／∑ＤＤ。混合型双边装配线平衡问题的数学模型如下：ｐ＝ｌ ＭＫＲＮ ｑＣ轴） 一＝乞。乞乞（一乞～。轴）（１） ＲＫ ∑∑）（１Ｉ出：１（，Ｋｉ＝１Ｋ，Ｎ） 艺乞）（１Ｉ出＝１（，，）（２）ｂ＝Ｌｋ＝ｌ ∑ＸｅＬ＝１，（ｉ∈ＳＬ） ｋ＝ｌ Ｋ ∑Ｘ醐＝１，（１∈ｓ。） １１ １一 乞乞ｘ轴ｎ＋（ｋ一１）ｃ】＋ｍａ）ｃ‰卜 ｂ＝Ｌｋ＝ｌ”ｏ ＲＫ ∑ｘｅｂＩＴｉ＋（ｋ一１）ｃ】≤ｏ（．－１，Ｋ，Ｎ；ｊＥｓｉ） 万方数据

装配线平衡设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 1 引言 1.1 选题背景 随着社会经济的快速发展，科技的日益进步，市场竞争也变得越来越激烈，怎样提升企业的竞争力成为管理者重点关注的问题。 制造业是企业所有与制造有关的生产组织的总称。中国作为21世纪世界最大的生产工厂，越来越多的国际企业选择来中国建厂，不光带来了先进的生产技术，也引入了更为先进的管理理念。因此，在竞争日益激烈的当今社会，只有不断寻求新的突破和运营低成本化，才能使企业长盛不衰。而生产线作为制造型企业最基本的生产单位，其生产水平的高低往往决定着公司生产能力的大小。做好企业生产线的改进建设，也就成为制造业企业的重中之重。而作为改善企业生产状况、提高企业生产效率、提升企业竞争力的最佳工具——工业工程，也必将成为企业摆脱困境，走向辉煌的必经之路。 石家庄格力小家电有限公司作为一个新兴的小家电生产企业，虽然是格力电器旗下的一个全新品牌，却并未占据特别高的市场份额，在急速发展的市场经济背景下，企业若想如计划般的成为有很强竞争力的独立品牌，必须进行改革，因此，企业迫切需要引入工业工程等先进生产管理理论及方法，来助其提高市场竞争力。 基于以上背景，本课题利用工业工程的知识对石家庄格力小家电有限公司总装厂的电风扇装配生产线进行改善，以提高生产效率，提高企业竞争力。1.2 课题研究的内容和意义 装配线平衡就是在一定的生产工艺的约束下，按流水线的各个生产节拍将所有装配工序进行有效的组合、合理的调整，从而使各个工位的负荷量充足且均衡，各工位的空闲时间最少。石家庄格力小家电公司的装配线由二十几个工位组成，采用直线型布局，流水线的最大好处就是有着很高的连续性和协调性。由于每个工位的工作不同，因此节拍也不相同，使得物料在流水线上分布不均匀，又由于瓶颈环节的存在，以致其他环节便会出现等待的浪费，从而影响整条生产线的效率,因此，进行装配线的平衡改善是非常有必要的。

生产线平衡翻译初稿

本科毕业论文外文翻译外文译文题目：对于E类型的简单生产线平衡问题的解决过程 学院: 机械自动化 专业: 工业工程 学号: 20108 学生: 谭 指导教师: 日期: 二○一四年五月

A solution procedure for type E simple assembly line balancing problem Nai-Chieh Wei , I-Ming Chao Industrial Engineering and Management，I-Shou University, No. 1, Section 1, Syuecheng Rd. Dashu District, Kaohsiung City 84001, Taiwan, ROC. 对于E类型的简单生产线平衡问题的解决过程 Nai-Chieh Wei , I-Ming Chao 工业工程与管理，中华人民国，省，高雄市，Syuecheng Rd. Dashu街一号，义守大学，第一章第一节

摘要 本文提出了结合SALBP-1和SALBP-2的E型简单装配线平衡问题（SALBP-E），更多的，本研究为提出的模型提供了解决方法。提出的模型在最小化空闲时间的同时优化装配线平衡率，为管理实践提供了更好的理解，计算结果表明：给出周期的ct以后，提出的模型可以最优的解决问题，因为它含有最少的变量，约束 上限 max 和计算时间。 1前言 从研究者第一次讨论装配线平衡问题以来，大约有50年了，在众多有关生产线平衡问题中，最基本的是简单装配线平衡问题，早在1954年，Bryton就定义并且研究了生产线平衡问题。后一年，Salverson建立了第一个生产线平衡的数学模型并提出了定性的解决步骤，这引来了很大的兴趣，在Gutjahr 和Nemhauser 说明生产线平衡是一种NP组合优化难题，大多数研究者希望开发一种能高效解决多种装配线问题的方法。在随后的几年,生产线平衡成为了一个流行的主题，Kim, Kim, and Kim (1996) 把生产线平衡分为五类问题，其中的问题1（SALBP-1）和问题Ⅱ(SALBP-Ⅱ)是两种基本的优化问题。 研究者发表了许多有关解决SALBP-1问题的研究结果，Salverson（1995）用整数规划解决工作站分配问题，Jackson用动态规划解决SALBP-1，Bowman提出了两种数学模型并引入了0-1变量保证没有不同任务占用同一时间且同一任务不被分配到不同的工作站。Talbot 和Patterson (1984)提出了一个数学模型，它还有一个单一变量，专门用来计量分配到工作站的任务数量，Essa?, Delorme, Dolgui, 和Guschins-kaya (2010) 提出了一个解决由相同的数控机床构成的线平衡问题的混合整数规划模型，Hack-man, Magazine, and Wee (1989)使用分支定界法解

装配线平衡模型

§7 综合举例 例求解非线性方程组 其LINGO代码如下： model: x^2+y^2=2; 2*x^2+x+y^2+y=4; end 计算的部分结果为 Feasible solution found at iteration: 0 Variable Value X Y 例装配线平衡模型一条装配线含有一系列的工作站，在最终产品的加工过程中每个工作站执行一种或几种特定的任务。装配线周期是指所有工作站完成分配给它们各自的任务所化费时间中的最大值。平衡装配线的目标是为每个工作站分配加工任务，尽可能使每个工作站执行相同数量的任务，其最终标准是装配线周期最短。不适当的平衡装配线将会产生瓶颈——有较少任务的工作站将被迫等待其前面分配了较多任务的工作站。 问题会因为众多任务间存在优先关系而变得更复杂，任务的分配必须服从这种优先关

系。 这个模型的目标是最小化装配线周期。有2类约束： ①要保证每件任务只能也必须分配至一个工作站来加工； ②要保证满足任务间的所有优先关系。 例有11件任务（A—K）分配到4个工作站（1—4），任务的优先次序如下图。每件任务所花费的时间如下表。 !装配线平衡模型; SETS: !任务集合，有一个完成时间属性T; TASK/ A B C D E F G H I J K/: T; !任务之间的优先关系集合（A 必须完成才能开始B，等等）; PRED( TASK, TASK)/ A,B B,C C,F C,G F,J G,J

J,K D,E E,H E,I H,J I,J /; ! 工作站集合; STATION/1..4/; TXS( TASK, STATION): X; ! X是派生集合TXS的一个属性。如果X（I，K）＝1，则表示第I个任务指派给第K个工作站完成; ENDSETS DATA: !任务A B C D E F G H I J K的完成时间估计如下; T = 45 11 9 50 15 12 12 12 12 8 9; ENDDATA ! 当任务超过15个时，模型的求解将变得很慢; !每一个作业必须指派到一个工作站，即满足约束①; @FOR( TASK( I): @SUM( STATION( K): X( I, K)) = 1); !对于每一个存在优先关系的作业对来说，前者对应的工作站I必须小于后 者对应的工作站J，即满足约束②; @FOR( PRED( I, J): @SUM( STATION( K): K * X( J, K) - K * X( I, K)) >= 0);

电子闹钟混流装配线平衡研究

电子闹钟混流装配线平衡研究 目录 引言........................................................................................... 错误!未定义书签。 1 混流生产的研究内容?错误!未定义书签。 1.１什么是混流生产.............................................................................. 错误!未定义书签。 1.２混合生产系统的起源与发展.......................................................... 错误!未定义书签。 1.３多品种混合流水线的特点和研究意义.......................................... 错误!未定义书签。 1.４在企业中应用时存在的问题及解决方法?错误!未定义书签。 1.4.1混流生产线在企业中应用时容易产生的问题....................... 错误!未定义书签。 1.4.2混流生产线问题的解决方法................................................... 错误!未定义书签。 2 混流装配生产线的平衡设计 ................................................ 错误!未定义书签。 2.１混流装配生产线的相关概念.......................................................... 错误!未定义书签。 2.2 混流装配生产线的提前期................................................................ 错误!未定义书签。 2.２．1提前期问题的提出?错误!未定义书签。 ２.2.2提前期的分析与优化............................................................. 错误!未定义书签。 ２.3 标准时间的确定.............................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.1标准时间的原理....................................................................... 错误!未定义书签。 2.3.2宽放时间的确定?错误!未定义书签。 ２.4 混流生产线的生产节拍?错误!未定义书签。 2.4.1生产节拍的含义?错误!未定义书签。 ２.4．２生产节拍的作用?错误!未定义书签。 2.4.3混流生产线生产节拍的确定?错误!未定义书签。 2.5混流生产线的投产顺序?错误!未定义书签。 2.6混流装配生产线平衡设计.............................................................. 错误!未定义书签。 2.6．１混流装配生产线平衡的研究现状?错误!未定义书签。 2.6.２设计混流装配生产线的平衡.................................................. 错误!未定义书签。 3 混流装配生产实验 ................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 混流装配生产实验的目的?错误!未定义书签。 3.２产品选定与拆分.............................................................................. 错误!未定义书签。 3.3 混流装配生产线设计?错误!未定义书签。 3.3.1生产节拍的确定....................................................................... 错误!未定义书签。 3.３．２作业元素分配..................................................................... 错误!未定义书签。 ３．３.４生产线平衡率................................................................... 错误!未定义书签。４Flexsｉm装配线生产建模及仿真........................................ 错误!未定义书签。 4．1 Flexsiｍ简介?错误!未定义书签。 4.2 Flｅxｓiｍ的特点 .............................................................................. 错误!未定义书签。

生产组装线平衡实例

生產組裝線平衡實例 清華大學工業工程與工程管理學系 許棟樑教授 研究生: 陳俊元

Project List for a major NB maker Project 1: ?系統組裝線分析診斷 ?系統組裝線Line Balance Project 2：物流與倉儲佈置分析改善 Project 3: ?電路板組裝線分析診斷 電路板組裝線Line Balance

Use in-depth optimization techniques to balance the line by properly assigning tasks to work stations in order to: ?Maximize the outputs with given input resources (Output oriented) ?Minimize the input resources with given output requirements. (Input oriented) ?Or, somewhere in between the above two –looking for more outputs with less inputs so that the efficiency is maximized.

Methodology Briefing ?建立一數學模型來使得各工作站在考慮組裝前後次序下能以較佳的時間分配其動作(task)項目, 並以ILOG CPLEX軟體迅速求解。利用此模式系統組裝線進行工作站數及作業內容的最佳化分配，以提昇平衡率並減少工作站數。 ?最佳化之目標導向可分為兩類： 1.Input-Oriented：在固定產出率下，最佳化(極小化)資源投入量。

装配线平衡模型 一条装配线含有一系列的工作站

装配线平衡模型 一条装配线含有一系列的工作站，在最终产品的加工过程中每个工作站执行一种或几种特定的任务。装配线周期是指所有工作站完成分配给它们各自的任务所化费时间中的最大值。平衡装配线的目标是为每个工作站分配加工任务，尽可能使每个工作站执行相同数量的任务，其最终标准是装配线周期最短。不适当的平衡装配线将会产生瓶颈——有较少任务的工作站将被迫等待其前面分配了较多任务的工作站。 问题会因为众多任务间存在优先关系而变得更复杂，任务的分配必须服从这种优先关系。 这个模型的目标是最小化装配线周期。有2类约束： ① 要保证每件任务只能也必须分配至一个工作站来加工； ② 要保证满足任务间的所有优先关系。 例 有11件任务（A —K ）分配到4个工作站（1—4），任务的优先次序如下图。每件任务所花费的时间如下表。 MODEL : !装配线平衡模型; SETS : !任务集合，有一个完成时间属性T; TASK/ A B C D E F G H I J K/: T; !任务之间的优先关系集合（A 必须完成才能开始B ，等等）; PRED( TASK, TASK)/ A,B B,C C,F C,G F,J G,J J,K D,E E,H E,I H,J I,J /; ! 工作站集合; STATION/1..4/; TXS( TASK, STATION): X; ! X 是派生集合TXS 的一个属性。如果X （I ，K ）＝1，则表示第I 个任务 指派给第K 个工作站完成; ENDSETS DATA : !任务A B C D E F G H I J K 的完成时间估计如下; T = 45 11 9 50 15 12 12 12 12 8 9; ENDDATA ! 当任务超过15个时，模型的求解将变得很慢; !每一个作业必须指派到一个工作站，即满足约束①; @FOR ( TASK( I): @SUM ( STATION( K): X( I, K)) = 1); !对于每一个存在优先关系的作业对来说，前者对应的工作站I 必须小于后 者对应的工作站J ，即满足约束②; @FOR ( PRED( I, J): @SUM ( STATION( K): K * X( J, K) - K * X( I, K)) >= 0); !对于每一个工作站来说，其花费时间必须不大于装配线周期; @FOR ( STATION( K): @SUM ( TXS( I, K): T( I) * X( I, K)) <= CYCTIME); !目标函数是最小化转配线周期; (A) (B) (C) (F) (G) (K) (J) (I) (H) (E) (D)