生產(chǎn)線平衡與優(yōu)化研究

摘 要：生產(chǎn)線平衡率是衡量生產(chǎn)線工序水平的重要指標之一，它很大程度上影響著企業(yè)的盈利能力與企業(yè)的競爭能力。分析了某公司方向盤生產(chǎn)線作業(yè)能力及其平衡狀況，運用Flexsim仿真方法找出其生產(chǎn)線的瓶頸，提出改進措施，平衡各工位的負荷，降低各種浪費，有效提高生產(chǎn)線平衡率。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線平衡；仿真；Flexsim；優(yōu)化

隨著市場全球化和競爭的加劇，企業(yè)間的競爭越來越激烈，降低成本，提高生產(chǎn)效益，可以有效地提高企業(yè)的競爭力。但是，幾乎每個企業(yè)都存在生產(chǎn)線不平衡的問題，這將不利于企業(yè)發(fā)展。導(dǎo)致這一問題的原因有很多，比如，員工技能存在差異、機器設(shè)備的不穩(wěn)定性、物料不能及時輸送、缺乏標準的作業(yè)方法、物流規(guī)劃不符合、管理不當?shù)?。由于不能按時提供必要的零部件而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，到月末不得不加班趕進度。所以對生產(chǎn)線的平衡和優(yōu)化是很有必要的，可以有效提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。彭軍、冉茂華、張曉萌等分別以實際生產(chǎn)線為例，利用仿真軟件Flexsim進行模擬，為生產(chǎn)線提出改進方案。

本研究作為2014年遼寧工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目，結(jié)合基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的《生產(chǎn)企業(yè)物流》教學(xué)改革研究，針對某安全氣囊公司生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)線平衡率偏低的實際情況，通過運用Flexsim仿真軟件進行仿真找出生產(chǎn)線的瓶頸并提出改善措施來提高生產(chǎn)線平衡率，從而提高公司的生產(chǎn)效率與效益。

一、生產(chǎn)線平衡的定義及意義

生產(chǎn)線平衡是對生產(chǎn)的全部工序進行平均化、均衡化，調(diào)整各工序或工位的作業(yè)負荷或工作量，使各工序的作業(yè)時間盡可能相近或相等，最終消除各種等待浪費現(xiàn)象，達到生產(chǎn)效率最大化。

提高生產(chǎn)線平衡效率的意義：縮短每一制品裝配時間，增加單位時間的生產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本；減少工序間的在制品，減少現(xiàn)場場地的占用；減少工程之間的預(yù)備時間，縮短生產(chǎn)周期；消除人員等待現(xiàn)象，提升員工士氣；改變傳統(tǒng)小批量作業(yè)模式，使其達到一流生產(chǎn)；可以穩(wěn)定和提升產(chǎn)品品質(zhì)；提升整體生產(chǎn)線效率和降低生產(chǎn)現(xiàn)場的各種浪費。

二、基于Flexsim的方向盤生產(chǎn)物流優(yōu)化研究

1.方向盤生產(chǎn)線的流程

方向盤生產(chǎn)車間總共經(jīng)過了八道工序分別是裁皮、縫合、剪線、刷膠、粘合、縫制、熨平和檢查。通過檢測將不合格品返回繼續(xù)加工，合格品放入貨架運往倉庫。

2.各工序單位用時和人員配備基本數(shù)據(jù)

該方向盤車間每天工作8個小時，由9個工序組成。方向盤生產(chǎn)線各道工序的人員配備和時間表如下表。

各道工序的人員配備和時間表

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3.方向盤生產(chǎn)線的仿真模型

對所研究的方向盤生產(chǎn)車間進行全面深入的調(diào)研，收集了大量的仿真數(shù)據(jù)。本文從人和機器的角度考慮建立生產(chǎn)線模型，目標是充分利用人和機器的相互配合，保證裝配生產(chǎn)線的連續(xù)最大化生產(chǎn)，并減少在制品的庫存，使裝配線上的物流暢通、生產(chǎn)現(xiàn)場有序。

用Flexsim仿真軟件建立了方向盤裝配線仿真模型，完成了模型的參數(shù)設(shè)置、編譯與運行。利用仿真實驗控制器，仿真該生產(chǎn)線一個月的仿真情況。即每天按8小時，月工作日按21天計算，仿真時間T=8×60×60×21=604800秒。仿真時間/真實時間=5/1，通過Flexsim仿真軟件建立方向盤生產(chǎn)線的仿真模型，觀察裝配生產(chǎn)線的仿真示意圖可見，暫存區(qū)1，3，5，6有待加工品堆積，在仿真模型運行過程，設(shè)置暫存區(qū)參數(shù)時最大堆積量設(shè)置為10000個，這些暫存區(qū)已經(jīng)達到了并且一直到達最大堆積量。其他暫存區(qū)沒有堆積的待加工品，在方向盤裝配線仿真模型運行過程中保持這種狀態(tài)。

三、方向盤生產(chǎn)線平衡優(yōu)化方案

分析發(fā)現(xiàn)在縫合與裁剪之間和粘合與縫制之間出現(xiàn)了瓶頸。由于裁剪速度較快而縫合速度較慢，所以裁剪的緩存材料較多，同時裁剪的等待時間長。因為員工的單位操作時間已經(jīng)固定，在裁皮與縫合之間再增加一臺縫合操作臺便能到達平衡。在粘合與縫制之間，由于粘合得到半成品用時較少，而在縫制時每縫制一個方向盤大約花30分鐘。雖然現(xiàn)生產(chǎn)線有29臺縫紉機，但還是有大量的緩存半成品。因此出現(xiàn)了瓶頸。由于縫制的單位時間已經(jīng)達到極限，不能再降低縫制時間，優(yōu)化其生產(chǎn)線就必須增加縫紉機和人員配備，通過Flexim仿真軟件的不斷模擬運行。增加了10臺縫紉機時生產(chǎn)線達到了平衡。

通過改善，方向盤生產(chǎn)線各工位的負荷得到了均衡，總空閑時間由129.2秒減少到39.9秒。生產(chǎn)線平衡率從原來的66.8%提升到88.9%。

本文應(yīng)用Flexim仿真軟件對某公司方向盤生產(chǎn)線建立模型進行優(yōu)化。通過對生產(chǎn)線的生產(chǎn)時間進行均衡化，以均衡整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍，從而提高生產(chǎn)效率；通過對人因工程學(xué)和時間的研究，找出調(diào)整單個或多個工位操作的方法，從而提高生產(chǎn)線的工作效率和工作安全性。

參考文獻：

[1]彭軍.基于Flexsim的混流生產(chǎn)線平衡優(yōu)化[J].組合機床與自動化加工技術(shù)，2014（09）：140-143.

[2]冉茂華，張躍剛，章萬銀，等.基于Flexsim的生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真研究[J].機械，2013（06）：57-60.

[3]孟魁.基于Flexsim的物流作業(yè)系統(tǒng)仿真與優(yōu)化研究[J].物流技術(shù)，2014，33（05）：422-423.

編輯 楊兆東