【多車型混線生產(chǎn)系統(tǒng)平衡方法及其優(yōu)化的實證探究（論文）17000字】

多車型混線生產(chǎn)系統(tǒng)平衡方法及其優(yōu)化的實證研究目錄TOC\o"1-2"\h\u7817多車型混線生產(chǎn)過程組織及其優(yōu)化 143241引言 2272441.1課題研究背景 2299691.2研究進展 418801.3論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排 546182多車型混線生產(chǎn)平衡理論 6258082.1汽車混合裝配主要流程和要求 6116792.2負荷平衡和投產(chǎn)排序的交叉影響分析 77042.3影響混合裝配線平衡的原因 11235172.4混合裝配線的評價方法 13208552.5本章小結(jié) 1437203多車型混線生產(chǎn)系統(tǒng)平衡方法 14234663.1混合裝配線投產(chǎn)預測方法 1434483.2混合裝配線負荷平衡的方法 17312003.3混合裝配線產(chǎn)品排序模型 1817623.3.1混合裝配線產(chǎn)品排序建模 1887363.3.2最長流程時間Fmax的計算 1978823.4本章小結(jié) 19158834案例分析 19243784.1需求預測 207144.2工藝平衡 22140614.3投產(chǎn)排序 25249604.4本章小結(jié) 28252265結(jié)論與展望 2871875.1論文總結(jié) 28155385.2研究工作展望 29摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展、科技技術(shù)的發(fā)達、居民消費水平提高和市場的競爭激烈，當今社會已經(jīng)進入了多樣化時代。過去的標準產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)滿足不了顧客的個性化需求。在汽車領(lǐng)域行業(yè)中，大規(guī)模的生產(chǎn)單一汽車福特時代已經(jīng)逐漸被淘汰了，更能適應現(xiàn)在的市場是豐田時代下的準時制生產(chǎn)和精益生產(chǎn)。汽車的多品種少批量訂單更適合準時制的生產(chǎn)模式。因為顧客個性化需求的提高，加劇了汽車行業(yè)的競爭，使得汽車的生產(chǎn)生命周期不斷縮短，更新速度不斷加快，產(chǎn)品種類不斷上升。在這樣的背景下，出現(xiàn)了一種生產(chǎn)模式即混合生產(chǎn)。在生產(chǎn)汽車過程中高效率、高質(zhì)量、低成本的多車型混線生產(chǎn)方式是許多汽車企業(yè)所追求的生產(chǎn)模式?；旌涎b配線是指在同一條裝配線上裝配多種工藝相似工時不同的產(chǎn)品，從而有效地降低了企業(yè)的投資成本，并且使企業(yè)能夠生產(chǎn)多種類型產(chǎn)品，增加了企業(yè)的市場競爭力?；旌涎b配線能夠適應不同的產(chǎn)品加工要求并且加快產(chǎn)品之間的轉(zhuǎn)換時間。它解決了以往以往車間中單一產(chǎn)品制造效率和柔性制造之間的矛盾，使得產(chǎn)品種類變多，生產(chǎn)周期加快，能夠快速應對市場的需求和改變。本文根據(jù)汽車總裝車間的混合生產(chǎn)工藝流程，提出了影響混合裝配線平衡的三大原因：生產(chǎn)產(chǎn)量預測不準確、混合裝配線工藝不平衡、產(chǎn)品投產(chǎn)順序紊亂，并針對這三個原因給出了一定的解決方法和計算模型。結(jié)合企業(yè)的總裝車間多品種少批量的混線生產(chǎn)狀況，梳理并分析了不同車型的工藝和工時，基于生產(chǎn)計劃要求求出了較優(yōu)的車型配比和排產(chǎn)方式。關(guān)鍵詞：混合裝配線；工藝流程；投產(chǎn)排序；啟發(fā)式算法1引言課題研究背景研究背景18世紀蒸汽機的出現(xiàn)帶動了工業(yè)革命，于是出現(xiàn)了一種新的交通工具——汽車。隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，汽車行業(yè)逐步崛起。首先是美國的福特汽車公司。1903年，福特汽車公司剛剛成立就研發(fā)了出了生產(chǎn)汽車的流水線。以前生產(chǎn)的汽車都是低效率的手工制作，但這也也給汽車未來的發(fā)展奠定了基礎。經(jīng)過福特公司對流水線的改善，在1914年時，優(yōu)化的流水線可以93分鐘生產(chǎn)一輛汽車，售價從以前的825美元降低到290美元，打敗了當時的所有競爭者。一時之間讓福特汽車公司的銷售數(shù)量位居世界第一。因為福特汽車公司當時所有所需的零部件大多數(shù)都是自己本公司生產(chǎn)的，隨著顧客的需求化不斷改變，福特公司的生產(chǎn)已不能滿足顧客的需求。隨著世界貿(mào)易組織的全球化，有些汽車龍頭企業(yè)為了占領(lǐng)更多的市場份額，開始研究能夠在降低制造成本的同時又提高產(chǎn)品的個性化特征從而增加市場競爭力的方法。為此他們不得不將所制造的產(chǎn)品中分離出部分零件，將其作為訂單分派給中小型的零件加工企業(yè)[1]。在20世紀90年代后市場開始發(fā)生競爭激烈，因此隨著市場的激烈競爭，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期也隨之縮短，并且隨之經(jīng)濟的發(fā)展人們的生活條件越來越富裕，因此顧客對產(chǎn)品個性化也越來越高，這就意味著縮短了產(chǎn)品的生命周期，即一件產(chǎn)品用不了多久又要更換，與此同時顧客對于質(zhì)量的要求也隨之增長，于是許多制造業(yè)面臨了一個與以往不同的新問題，即是:面對多品種小批量的產(chǎn)品如何有效的組織生產(chǎn)？因為過量生產(chǎn)會導致庫存堆積，同時也會產(chǎn)生許多浪費。因此，減少庫存成為了當時企業(yè)要解決的一大難題，因為庫存是企業(yè)的制勝法寶之一，所以追求“零庫存”生產(chǎn)模式在各類制造企業(yè)中迅速得到了得到了推廣。如日本的豐田汽車公司所提出的JIT理論就是一種十分典型的以“零庫存”為總體目標的制造模式。20世紀50年代，豐田副總裁大野耐一提出了準時制這種兼?zhèn)涓Ｌ胤绞降统杀镜拖呐c單件定制高質(zhì)量的方法[2]裝配線最初是用來大批量生產(chǎn)單一同質(zhì)產(chǎn)品的。Salveson首先提出了其中的不足之處。單模型裝配線是最不適合生產(chǎn)系統(tǒng)的高品種需求的場景。當前以消費者為中心的市場環(huán)境要求制造系統(tǒng)具有高度的靈活性。因此，裝配線的設計必須滿足高混合/低批量生產(chǎn)戰(zhàn)略。由于建立和維護一條裝配線的成本很高，制造商在一條裝配線上生產(chǎn)一種具有不同功能的型號或多種型號。這種裝配線類型的改變導致了混合裝配線出現(xiàn)。多品種混合裝配線是指一條可以實現(xiàn)一定數(shù)量和投產(chǎn)順序搭配的多個品種混合連續(xù)生產(chǎn)的裝配流水線,線上產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和作業(yè)方式基本相同,僅在規(guī)格和型號上有所區(qū)別[3]。混合裝配線廣泛應用于汽車、家電、電子等各個行業(yè)。研究意義由于顧客對產(chǎn)品追求的個性化，從而使企業(yè)的生產(chǎn)方式由以前的大規(guī)模生產(chǎn)變成了多品種少批量的生產(chǎn)方式。結(jié)合現(xiàn)今顧客對汽車的個性化需求的發(fā)展趨勢，在汽車企業(yè)中，所要生產(chǎn)的汽車種類越來越多，因此現(xiàn)在大多數(shù)汽車企業(yè)面臨的都是多品種少批量的生產(chǎn)模式。在汽車裝配過程中，單一的裝配流水線已經(jīng)無法滿足不同型號的車輛裝配，而投入不同生產(chǎn)線進行生產(chǎn)則在占地面積和人員設備上耗費極大[4]。而且因為顧客對產(chǎn)品個性化的追求，一種車型用不了多久就會被淘汰，這樣生產(chǎn)這種車型的裝配流水線也會隨之被淘汰，當引入例外一種車型時又得重新設計一條產(chǎn)線，這樣不僅僅使汽車企業(yè)的浪費過大，并且汽車企業(yè)的投入也會過大，這在當今競爭激烈的企業(yè)里是不允許的。因此，隨著精益生產(chǎn)的提出，出現(xiàn)“柔性制造系統(tǒng)”一詞，許多汽車企業(yè)要求自身的裝配線能夠生產(chǎn)各種不同型號的產(chǎn)品，于是具有柔性制造的理念的混合流水線就成為了當今許多汽車企業(yè)的不二之選。但是這種混合流水線有許多困難之處，首先就是因為精益生產(chǎn)的特點，它所追求的是“零庫存”生產(chǎn)，并且能夠消除一切浪費，這對員工的要求很高。其次就是產(chǎn)線不平衡問題，多種型號車輛在同一裝配線上裝配，因為工藝和工時的不同，必定會使工位產(chǎn)生超負荷或者閑置，即出現(xiàn)瓶頸工位。一旦工位出現(xiàn)閑置就會出現(xiàn)人員的浪費，而當工位超載以后就會使得工人疲勞，最重要的是會讓上游產(chǎn)品出現(xiàn)堆積，從來使得流水線停止。同時當出現(xiàn)產(chǎn)品堆積時工人為了加快速度生產(chǎn)又會出現(xiàn)次品，因此混合裝配線的平衡是企業(yè)要解決的一大難題。我國現(xiàn)在的汽車制造行業(yè)相對于汽車制造業(yè)水準較世界先進水平仍有一定的差距，并且混線生產(chǎn)在我國仍處于摸索過程當中，因此對汽車混合裝配線的研究是有必要的。研究進展國外多車型混線生產(chǎn)平衡研究現(xiàn)狀在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，其實混線生產(chǎn)早已存在很久，只不過許多人并沒有去關(guān)注?；炀€生產(chǎn)最早是在國外被提出的，并且國外學者的研究發(fā)展的比較早。1961年混流生產(chǎn)問題首次被KilbridgeMD和Weste，并且他們還給出了混合裝配線的概念。針對混合裝配線的排序問題在1963年首次被ArcusA.L提出，并且混合裝配線的排序問題被證明是組合優(yōu)化中的NP-hard問題。1967年，就混合裝配線的平衡問題Thomopoulos[5]建立了關(guān)于負荷平衡的以最小總懲罰代價為目標的數(shù)學模型,并且運用啟發(fā)式算法對其所建立的模型進行求解;1970年，Thomopoulos又利用組合優(yōu)先圖，將混合裝配線轉(zhuǎn)化為單一裝配線的問題，并把單一流水線的平衡技術(shù)和方法運用到混合流水線上，首次解決了混合裝配線的平衡問題。Vilarinho和Simaria在他們的所建立的數(shù)學規(guī)劃模型中結(jié)合了并行工作站分配和分區(qū)限制的概念。他們的模型以最大限度地減少工作站數(shù)量為主要目標，以平衡工作站之間和工作站內(nèi)的工作負載為次要目標。Kara提出了一種新的二元數(shù)學規(guī)劃模型，并開發(fā)了兩種目標規(guī)劃方法，一種是精確目標規(guī)劃，另一種是模糊目標規(guī)劃。Miltenburgl運用非線性整數(shù)規(guī)劃，以實際生產(chǎn)率與理想生產(chǎn)率的偏差最小化為目標，解決混流裝配線的排序問題，但是運用非線性整數(shù)規(guī)劃這種方法有很大的局限性，它的前提條件是所有產(chǎn)品需要的零件的種類數(shù)量相同，這在汽車行業(yè)中是很難實現(xiàn)的國內(nèi)多車型混線生產(chǎn)平衡研究現(xiàn)狀在我國能夠真正實現(xiàn)混線生產(chǎn)的并且投入經(jīng)營成功的企業(yè)并不多，即使有些企業(yè)已經(jīng)成功投入混線生產(chǎn)方式，但其混線生產(chǎn)方式的利用率和成熟度相對于國外同行還有一點的差距。這是由于管理密集、人才密集、技術(shù)密集、資本密集是汽車制造工業(yè)的一個非常典型特點[6]。我國最先開始研究混線生產(chǎn)的是趙曉波與周兆英，在1998年，他們首先研究了混合裝配線的投產(chǎn)順序問題。趙偉[7]等人在2000年采用遺傳算法和模擬退火求解了多級混流裝配線的平準化調(diào)度問題。針對排產(chǎn)數(shù)學模型孫新宇等人在2003年利用蟻群算法來求解，并把他們所求得的結(jié)果與與目標追隨法、遺傳算法以及模擬退火法進行了對比，但他們求解的前提條件是混流生產(chǎn)線上各零部件的使用率需要均衡。2006年，宋華明與馬士華則以產(chǎn)品產(chǎn)出時間來衡量物流的平準化，考慮了產(chǎn)品加工時間的差異，從而使平準化調(diào)度也依賴于平衡方案。2007年，黃剛等人根據(jù)裝配車型關(guān)鍵件的不同[8]，從而他們提出了一個新的概念--車型相似度，并以最大化相似度為目標建立數(shù)學模型，利用小生境遺傳算法對其進行求解。1.3論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排本文主要就影響混合裝配線的平衡系統(tǒng)的三大原因進行研究：混合裝配線的產(chǎn)量預測、多車型混合生產(chǎn)的工藝平衡以及多品種少批量的產(chǎn)品投產(chǎn)排序。主要框架結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。第一章主要闡述了本文的研究背景和研究意義以及對于混合裝配線的平衡問題國內(nèi)外的研究狀況。第二章主要介紹了汽車總裝車間的主要生產(chǎn)流程以及與流水線緊密相關(guān)的一些重要指標，并對負荷平衡和投產(chǎn)排序之間的關(guān)系進行了分析，并提出了影響混合裝配線的三大原因，最后給出了評價混合裝配線的一些方法。第三章主要是針對影響混合裝配線平衡的三個原因進行深究，并對不同的原因給出了不同的解決方法和方案。第四章利用前面三章提到的方法和計算公式，并結(jié)合實際的案例，梳理并分析不同車型的工藝和工時之間的差異，基于生產(chǎn)計劃求出較優(yōu)的車型配比和排產(chǎn)方式。第五章對本文做出了總結(jié)，并提出論文的一些創(chuàng)新點以及文中有待發(fā)展和研究的之處。圖1-1論文主要框架結(jié)構(gòu)圖2多車型混線生產(chǎn)平衡理論2.1汽車混合裝配主要流程和要求因為多車型混線生產(chǎn)的特殊性，所以其組織生產(chǎn)過程中結(jié)合了多種型號車輛的裝配工藝流程，它的生產(chǎn)工藝不能單純的按照一種車型的工藝去設計，而是要從全局考慮，對整體的流水線去設計，并且保證其高效率。大多數(shù)的汽車總裝工藝流程主要分為內(nèi)飾線、外飾線、底盤線、分裝線檢測線和終檢線。2.1.1汽車總裝工藝流程在不同的汽車企業(yè)里總裝車間的布局各不相同，但是大多數(shù)的汽車結(jié)構(gòu)都是相似的，所以總裝生產(chǎn)工藝流程也是基本相似。總裝就是將發(fā)動機、儀表臺、車門、內(nèi)外飾件等零部件組裝到白車身上[11]。圖2-1汽車總裝工藝流程如圖2-1所示，在車身經(jīng)過焊接、涂裝以后就在進入到總裝車間，總裝車間的工藝流程主要分為五個主要流程，內(nèi)裝線、外飾線、底盤線、分裝線檢測線和終檢線。在內(nèi)飾線主要的內(nèi)容就是就車身和車門拆分，然后分開組裝，然后再安裝儀表臺。而外飾線主要是安裝外部的一些儀器，如過濾器。天窗和座椅等。底盤線主要是安裝輪胎、發(fā)電機、油箱和后懸架。到到了分裝線檢測線時，則把車門和和車身組合起來，并且全車通電，開始檢測汽車儀表是否正常。最后就是終檢線了，通過人進行駕駛也檢測車輛是否合格，若合格就可以送到客戶手中，若不合格就進行檢測并且進行返修。2.1.2汽車混合裝配線的重要指標流水線的節(jié)拍所謂流水線的節(jié)拍，是指流水線上連續(xù)生產(chǎn)兩件相同產(chǎn)品的時間間隔。其代表了流水線的制造速度。但是在混線生產(chǎn)過程中，因為有各類不同的產(chǎn)品，所以混合流水線的節(jié)拍稱為當量節(jié)拍。不同的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中節(jié)拍存在差異，將各中產(chǎn)品按照一定的比例共線生產(chǎn)得到的節(jié)拍也有所不同，因此在設計混合流水線時確定好節(jié)拍是首先任務，同時也是改善流水線的一個重要指標。流水線的節(jié)拍等于計劃期有效的工作時間與計劃期其內(nèi)計劃產(chǎn)品之比。在設計裝配線時為了裝配線的平衡，應該使各個工作地的作業(yè)時間盡可能地接近節(jié)拍或等于節(jié)拍。工作站數(shù)以適當?shù)姆绞綄⒀b配線上若干個相鄰的工序組成的大工序稱為工作站，并且應盡可能的使工作站的工作時間接近或等于節(jié)拍裝配線上的節(jié)拍。裝配線的生產(chǎn)效率其中的一個指標就是工作站的數(shù)量，因此為了在設計流水線時應盡可能的使工作站的數(shù)量最少，因為工作站的數(shù)量越少說明工作地上的負荷越飽和，工位不會太閑置或者超載，這樣就能提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。平衡率在企業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)線的平衡率越高，則說明生產(chǎn)線上工序間等待越少，浪費越少。一些企業(yè)將平衡率作為考核生產(chǎn)部門或IE部門的一項績效指標，可見其重要性。其計算公司為：(2-1)(2-1)其中K代表裝配線的平衡率；S表示工作站的數(shù)量；r表示流水線的節(jié)拍；F表示有效的工作時間總合。作業(yè)人數(shù)雖然現(xiàn)在大多數(shù)汽車企業(yè)都是機械化生產(chǎn)汽車，可是避免不了人員的使用。在確定好流水線節(jié)拍和工作站數(shù)量以后，為了降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力，在不造成工位超負荷的情況下人員使用方面應盡可能的使用最少的人員。因此減少人員也是優(yōu)化流水線的一種指標。2.2負荷平衡和投產(chǎn)排序的交叉影響分析2.2.1混合裝配線上的負荷平衡和投產(chǎn)排序之間的關(guān)系混合裝配線本身就是一種復雜的系統(tǒng)工程,因此它在開發(fā)設計過程中具有不可預測性和隨機性。一般裝配線由裝配人員、物流對象、加工工藝和工作站所組成。對于裝配線有兩個要解決的問題，一個就是生產(chǎn)工序的的分配問題，即在保證各工序之間的先后順序的前提下如何將所有的工序分配到各個工作站中去;另一個就是投產(chǎn)順序，即如何合理的把所有要生產(chǎn)的產(chǎn)品在生產(chǎn)效率高的前提下進行合理的安排生產(chǎn)?；旌涎b配線的平衡問題在生產(chǎn)運作管理中屬于企業(yè)的一個長期計劃，而且投產(chǎn)排序這是一個短期計劃。如圖2-1所示，平衡問題和排序問題是混合裝配線中的兩個互相聯(lián)系又互相影響的一個有機系系統(tǒng)。負荷平衡產(chǎn)生的結(jié)果就是投產(chǎn)排序的輸入，而投產(chǎn)排序得到的結(jié)果也可以通過反饋給負荷平衡，從而作為負荷平衡的輸入。經(jīng)過不斷的反饋不斷的再一次平衡，最后得到最優(yōu)的負荷平衡和投產(chǎn)順序?；旌涎b配線平衡的目的就是要將所有要生產(chǎn)的產(chǎn)品的作業(yè)元素合理的分配到各個工作站中去，并且確定好所有產(chǎn)品投入生產(chǎn)的順序，使得裝配線的效率最高。圖2-2混合裝配線平衡系統(tǒng)2.2.2負荷平衡和投產(chǎn)排序相互影響的證明假設流水線上裝配A、B兩種產(chǎn)品。A、B的作業(yè)的時間、先后關(guān)系圖以及A,B產(chǎn)品結(jié)合后的作業(yè)時間和先后關(guān)系圖如圖2-2所示。假設現(xiàn)在有2個工作裝配，其中任何一個作業(yè)元素都可以由任意工位完成。B和A的需求量分別為1、2。（圖中圓里面的數(shù)字表示產(chǎn)品的作業(yè)元素，而圓面的數(shù)值分別是作業(yè)元素裝配所需的工作時間。圖2-3產(chǎn)品A、B作業(yè)圖及綜合產(chǎn)品作業(yè)圖現(xiàn)在有兩種平衡方案X1（作業(yè)元素1和2分配到工作站Ⅰ，作業(yè)元素3和4分配到工作站Ⅱ）；X2（作業(yè)元素1和3分配到工作站Ⅰ，作業(yè)元素2和4分配到工作站Ⅱ）。投產(chǎn)排序方案也有兩種，分別是Y1=（AAB）即先生成完兩件A產(chǎn)品再生產(chǎn)一件N產(chǎn)品;Y2=（ABA）即生產(chǎn)完一件A產(chǎn)品以后就生產(chǎn)一件B產(chǎn)品，最后再生產(chǎn)一件A產(chǎn)品。A、B兩產(chǎn)品再各自的工位的負荷如表2-1所示表2-1組合方案表平衡方案A產(chǎn)品B產(chǎn)品工位Ⅰ工位Ⅱ工位Ⅰ工位ⅡX131.512.5X22.521.52將平衡方案和排序方案兩兩組合，其結(jié)果如圖所示圖2-4平衡方案x1、x2和排序方案y1、y2兩兩組合的總裝時間對比圖當結(jié)合平衡方案x1和排序方案y1時，得到最終的裝配時間為10個單位時間，而平衡方案x1和排序方案y2結(jié)合時，最終的裝配時間變成了8.5個單位時間，由此可知適當?shù)恼{(diào)整排序方案可以使裝配時間變得更短，即裝配效率更好。當平衡方案x2和排序方案y1結(jié)合時，得到的最終裝配時間為9個單位時間，通過適當?shù)恼{(diào)整排序方案，讓平衡方案x2和排序方案y2結(jié)合，可以得出最終的裝配時間為8.5個單位時間。由圖2-3的結(jié)果對比可以看出，在相同的平衡方案下產(chǎn)品的投產(chǎn)順序不同，最終得到的裝配時間也不相同；在相同的排序方案下產(chǎn)品的平衡方案不同，最終得到的結(jié)果也不同，因此在考慮流水線平衡時應同時要考慮負荷平衡和產(chǎn)品的投產(chǎn)順序。2.3影響混合裝配線平衡的原因在混線生產(chǎn)的汽車總裝車間里，會經(jīng)常出現(xiàn)一個現(xiàn)象，即有的工位特別繁忙有的工位又特別清閑，而且造成這種現(xiàn)象主要有三個原因，①生產(chǎn)產(chǎn)量預測不準確。②混合裝配線工藝不平衡③產(chǎn)品投產(chǎn)順序紊亂。2.3.1混合生產(chǎn)線投產(chǎn)預測預測是對未來可能發(fā)生的情況進行預計和推測。因為未來的情況有很大的不確定性，所以預測不可能是絕對精準的。預測不僅是企業(yè)長期的戰(zhàn)略性決策的重要輸入，而且還是短期計劃中的日常經(jīng)營活動的重要依據(jù)。如果企業(yè)不進行對需求的預測，就只是按照零售商下達的訂單進行生產(chǎn)，那么就會生產(chǎn)一種普遍的問題--牛鞭效應。根據(jù)零售商下達的訂單進行生產(chǎn)制造，會造成庫存的積壓或者供貨不足，導致企業(yè)的成本增加，競爭力降低。面對牛鞭效應許多汽車企業(yè)采取的方法不同。美國通用汽車公司所采取的方法就是按照以外的方法進行生產(chǎn)，而并不是依據(jù)零售商提供的數(shù)據(jù)，而在我國企業(yè)中大多數(shù)采用的都是經(jīng)驗值法，根據(jù)以外的經(jīng)驗進行估計并生產(chǎn)。因為預測具有很大的不確定性，一旦和實際情況相差較大，那會是預測變得毫無意義，并且還會增加企業(yè)的成本。根據(jù)產(chǎn)量調(diào)整各型號車輛的工序確定所有產(chǎn)品的投產(chǎn)順序產(chǎn)量的確定根據(jù)產(chǎn)量調(diào)整各型號車輛的工序確定所有產(chǎn)品的投產(chǎn)順序產(chǎn)量的確定圖2-5混合裝配線平衡流程如圖2-4所示，要使混合裝配線平衡要從三個方面考慮，即使生產(chǎn)產(chǎn)量、工序平衡和投產(chǎn)順序，而生產(chǎn)產(chǎn)量就是首先要考慮的。因此使用正確的方法對產(chǎn)量進行預測是一個非常重要的步驟。2.3.2混合生產(chǎn)線工藝平衡在多品種少批量的混線生產(chǎn)車間里總是存在這樣的現(xiàn)象，有的員工特別閑，而有的員工就卻特別的繁忙，以至于造成產(chǎn)品堵塞讓產(chǎn)線不得不停止工作，這樣不僅僅降低了企業(yè)的生產(chǎn)效率，同時閑忙不均勻容易造成員工之間的心理不平衡，而這其中的原因之一便是工藝設計和生產(chǎn)布置不合理。有些工位的工藝在設計時估算錯誤，造成了總的工藝工時超過了生產(chǎn)節(jié)拍，導致員工無非在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務，這必然會時產(chǎn)線停滯不前。其次就是車間布置不合理，就比如當員工完成任務以后需要返回原來的位置等待下一個產(chǎn)品，可是因為車間的布置使得員工返回到原來的位置需要花費大量的時間，這就導致員工在完成上一個產(chǎn)品以后還沒有返回到原來的工位工作下一個產(chǎn)品就到達了指定位置，使得員工的工作時間比規(guī)定的時間少得很多，讓員工無法完成規(guī)定的內(nèi)容，從造成產(chǎn)線急停。另外一個原因就是工具擺放不合理，因為工具的擺放使得員工要完成規(guī)定的內(nèi)容需要做許多無效果的動作（彎腰，轉(zhuǎn)身，踮腳），這些無關(guān)的動作也會浪費員工的操作時間。綜上所述，造成混合裝配線工藝不平衡主要有三個原因，分別是：工藝設計不合理；車間布置不合適；工具物料擺放位置不合適。2.3.3混合生產(chǎn)線投產(chǎn)排序在混線生產(chǎn)工藝設計時，不可能讓所有工作站完成任務的時間剛好和節(jié)拍相等，因為影響時間的原因有很多。首先是工作的內(nèi)容不可能全部都一樣，各個工作站的任務肯定是不相同的，所有所需要的時間也不可能相同，因此在設計時只能盡可能的讓所完成工作內(nèi)容的時間基本上相近，很難做到相等。其次除了與工藝有關(guān)以外，還和工人的熟練程度有關(guān)，有些老員工在工作時因為熟悉所以所需要的時間特別少，可是如果換了新員工就會需要更多的時間來完成工作內(nèi)容，所以導致了每個工作站的時間和節(jié)拍不可能都一樣，只可能近似相等。這就產(chǎn)生了一些工位工作的時間長，一些工位的工作時間短，所以多種車型的投產(chǎn)是企業(yè)要解決的一個問題。圖2-6未經(jīng)過排序和經(jīng)過排序的投產(chǎn)順序?qū)Ρ葓D如圖所示，假設企業(yè)共生產(chǎn)三種車型，分別是A、B、C，他們的數(shù)量分別是3、2、1，在不經(jīng)過排序的情況下，先生產(chǎn)A，再生產(chǎn)B，最后生產(chǎn)C。因為汽車A在生產(chǎn)時超過了生產(chǎn)節(jié)拍，而汽車B、C的生產(chǎn)時間則是低于生產(chǎn)節(jié)拍，如果按照這種順序生產(chǎn)，在前期工位就會超負荷，導致產(chǎn)品堆積，最后可能會使產(chǎn)線停止。經(jīng)過合理的排產(chǎn)以后，得到右圖所示，在生產(chǎn)A時可能有些工位會超負荷，所以下一個投入的產(chǎn)品就必須要使得工位閑置，這樣可以使得彌補生產(chǎn)A時超出的時間。所以在制作排產(chǎn)順序時，如果上一個產(chǎn)品超出了生產(chǎn)節(jié)拍，那么最好是下一個投入的產(chǎn)品低于生產(chǎn)節(jié)拍，這樣才不會使產(chǎn)品堆積，產(chǎn)線停滯。2.4混合裝配線的評價方法評價混合裝配線的方法有很多，所選取的方法都是從不同的角度去評價的，本文主要介紹的評價方法分別是以負荷率為目標的評價方法和以人工成本為目標的評價方法。2.4.1以平衡率為目標的評價方法隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車行業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)滿足不了顧客的個性化需求，企業(yè)面臨更多的是對于多品種少批量的生產(chǎn)，為了應對多品種少批量的訂單于是出現(xiàn)了混合流水線制造，即同一條流水線生產(chǎn)工藝相似的不同產(chǎn)品。為了知道裝配線平不平衡于是出現(xiàn)了一個指標，即平衡率，其表示公式為：（2-2）K（2-2）其中K代表裝配線的平衡率；S表示工作站的數(shù)量；r表示流水線的節(jié)拍；F表示總的有效工作時間。當平衡率低于80%一般認為流水線的效率不足，需要進行再一次平衡，使得平衡相率增大。根據(jù)公式要是K增大，則有三種方法：在工作站數(shù)量s和生產(chǎn)節(jié)拍r不變的前提下使得總的有效工作時間F增大；在工作站數(shù)量s和總的有效工作時間F不變的前提下使得生產(chǎn)節(jié)拍r減少；在生產(chǎn)節(jié)拍r和總的有效工作時間F不變的前提下使得工作站s的數(shù)量減少。2.4.2以人工成本為目標的評價方法要評價混合裝配線除了從裝配線的平衡率出發(fā)以外還可以從從成本方面進行評價，而在成本方面設備這些成本都是固定不變的，最具有改動性的就是人工成本。再不加班的前提下，通常企業(yè)員工的工資都是以日為最低單位的，以天作為單位可以得到公式：（2-3（2-3）其中H表示裝配線生產(chǎn)所需要的人數(shù)；L為貨幣單位/時間單位得到的第i個工人的人力成本率，i=1,2,…,H；T指一批次產(chǎn)品的計劃生產(chǎn)周期，以日為單位；S指變換工作時間的換算單位，通常為8小時[10]。在我國的汽車企業(yè)中，因為混合裝配線的復雜性，所以要求員工具有高的熟練程度，因此很少會出現(xiàn)員工頻繁的變化工作。即使對于裝配線的再次平衡，也僅僅是改變一小部分工藝，或者就是把一部分的工藝移到上一個工位或者下一個工位，而且再次平衡后流水線的節(jié)拍也不會有大幅度的變動，所以改變的僅僅是由于操作的總時間改變，而小的單位制造時間不會大幅度改變，綜上所述，在后期的案例分析過程中本文主要是采用以平衡率為目標的評價方法。2.5本章小結(jié)本章對汽車的總裝工藝流程進行了闡述，指出了汽車總裝車間的五大工藝流程：內(nèi)飾線、外飾線、底盤線、分裝線檢測線和終檢線。提出了設計流水線時要考慮的一些因數(shù)：節(jié)拍、工作站、平衡率以及作業(yè)人數(shù)。并對混合生產(chǎn)工藝負荷平衡和投產(chǎn)排序交叉影響進行了分析，結(jié)合一個小案例證明了負荷平衡和投產(chǎn)排序是相互影響的，所以在進行流水線平衡時，要同時考慮兩者。提出了影響混合裝配線平衡的主要三大原因：投產(chǎn)數(shù)量的預測；裝配線的工藝平衡；產(chǎn)品投產(chǎn)的順序。最后給出了混合裝配線的一些評價方法，主要是以平衡率為目標的評價方法和以人工成本為目標的方法。3多車型混線生產(chǎn)系統(tǒng)平衡方法3.1混合裝配線投產(chǎn)預測方法預測的方法主要分為兩大類，一種是定性預測一種是定量預測。圖3-1預測方法分類其中定性預測中主要有德爾菲法、部門主管集體討論法、用戶調(diào)查法和銷售人員意見匯集法這四大類。德爾菲法是由許多專家組成一個小組，然后在互相沒有聯(lián)系的情況下進行匿名討論，然后根據(jù)專家的提供的數(shù)據(jù)作為預測數(shù)據(jù)，因此德爾菲法也稱為專家調(diào)查法。部門主管集體討論法主要是由企業(yè)的高管進行開會討論，個人充分的發(fā)表意見，然后對大家提出的數(shù)據(jù)進行簡單平均或者加權(quán)平均，就得到預測數(shù)據(jù)。用戶調(diào)查法是銷售人員通過電話、信函、來訪等方式對顧客進行調(diào)查，然后根據(jù)顧客對企業(yè)的期望值的到預測數(shù)據(jù)。銷售人員意見匯集法主要是把所有的銷售人員集中在一起，讓他們根據(jù)自己的判斷做出預測，最后匯集數(shù)據(jù)就能得到預測結(jié)果。以上方法都存在一定的缺點，一個就是都受到了人為因素的影響，主觀意見偏重，其次就是給出的數(shù)據(jù)都缺乏嚴格的科學分析。定量預測中又分為因果模型和時間序列模型，其中時間序列模型分為時間序列平滑模型和時間序列分解模型。時間序列平滑模型主要有三種，分別是移動平均法、一次指數(shù)平滑法和二次指數(shù)平滑法。時間序列分解模型主要是乘法模型和加法模型。因果模型是將需求作為因變量，而把時間作為唯一的獨立變量，然后根據(jù)因果關(guān)系得出預測結(jié)果。移動平均法就是我們所熟悉的平均數(shù)，即根據(jù)以外的數(shù)據(jù)求得平均值就可作為預測值。一次指數(shù)平滑法是加權(quán)移動平均的另外一種形式，他的計算公式為：(3-1)(3-1)其中SAt一次指數(shù)平均值，α為實際的權(quán)系數(shù)，At為實際值。α當越小，則預測的穩(wěn)定性越好，響應性差；反之預測的響應性越好，穩(wěn)定性越差。二次指數(shù)平滑預測值的計算公式為：(3-2)(3-2)Ft+p為從t期計算，第p期的二次指數(shù)平滑預測值；Tt為t期平滑趨勢值，T0事先給定；SAt為t期平滑平均值，又稱為“基數(shù)”，SA0是先給定。實際預測值如果具有趨勢、季節(jié)、周期或隨機性的則需要用時間序列分解模型法即加法模型和乘法模型。其計算公式方便為：（3-3）（3-3）（3-4）其中TF為時間序列的預測值；T為趨勢成分；S為季節(jié)成分；C為周期性變化成分；I為不規(guī)則的波動成分。當企業(yè)在進行混合生產(chǎn)線投產(chǎn)預測時，應根據(jù)自身的實際情況選擇合適的方法，這樣所得到的預測值才能更加接近實際值。因為預測受到了許多不確定的因素影響，所以自然就會存在預測誤差，常用評價預測誤差的指標主要有平均絕對偏差（meanabsolutedeviatian,MAD）、平均平方誤差(meansquareerror,MSE)、平均預測誤差(meanforecasterror,MFE)、平均絕對百分誤差(meanabsolutepercentageerror,MAPE)。平均絕對誤差就是整個預測期內(nèi)每一次預測值和實際值的絕對偏差，期公式為：(3-5)(3-5)式中，At表示時段t的實際值；Ft表示時段t的預測值；n是整個預測期內(nèi)的時段數(shù)（下同）平均平方誤差就是對誤差的平方和取平均值，其公式為：（3-6（3-6）平均絕對誤差和平均平方差都只能反映預測精度不能衡量無偏性。平均預測誤差是指預測誤差的和的平均值，用公式表示為：（3-7（3-7）平均絕對百分誤差用公式表示如下:（3-8（3-8）平均預測誤差和平均絕對百分誤差都能很好的衡量模型的偏差性，卻不能反映預測值和偏離實際值的程度。MAD/MSE/MFE/MAPE是幾種常用的衡量預測誤差的指標，但是任何一種指標都很難能夠全面的評價一個預測模型，所以通常將他們?nèi)拷Y(jié)合起來使用。檢測預測模型是否有效有效的一個方法就是將實際值和預測值進行比較，看看偏差是否在可接受的范圍內(nèi)，預測在進行誤差分析時，不僅僅要進行預測精度分析還要進行預測偏差分析，只有將兩者結(jié)合起來一起使用，這樣才會使預測值更加精確。還有另外一種預測誤差分析：跟蹤信號。所謂跟蹤信號就是指預測誤差滾動和平均絕對偏差的比值，即：（3-9）（3-9）每當實際需求發(fā)生時，就應該計算TS，如果預測模型有效，那么TS應該接近于零，反過來，只有TS在一定的范圍內(nèi)時，才認為預測模型可以繼續(xù)使用，否則，就應該重新選擇預測模型。3.2混合裝配線負荷平衡的方法要衡量裝配線的效率的一個指標就是裝配線的平衡率。（3-10（3-10）其中K代表裝配線的平衡率；S表示工作站的數(shù)量；r表示流水線的節(jié)拍；F表示總的有效工作時間。根據(jù)公式我們可知，要想使得裝配線的平衡率提升主要有三種有三種方法：在工作站數(shù)量s和生產(chǎn)節(jié)拍r不變的前提下使得總的有效工作時間F增大；在工作站數(shù)量s和總的有效工作時間F不變的前提下使得生產(chǎn)節(jié)拍r減少；在生產(chǎn)節(jié)拍r和總的有效工作時間F不變的前提下使得工作站s的數(shù)量減少。而這三種方法無論是哪一種都與時間有關(guān)系，因為工作站的數(shù)量S、生產(chǎn)節(jié)拍r和總的有效工作時間都是相互制約的，都是需要不斷的調(diào)整產(chǎn)線工藝才能使之達到一個最優(yōu)。前文介紹到造成混合裝配線工藝不平衡主要有三個原因，分別是：工藝設計不合理；車間布置不合適；工具物料擺放位置不合適。所以我們要提升混合裝配線的平衡率就要從這三個方面進行改善優(yōu)化。但是因為產(chǎn)地建設是屬于一個長期決策，它在建廠初期就決定了，所以場地面積是確定了的，甚至工具的擺放臺都已經(jīng)設計好了，而且如果需要重新設計車間的布局需要投入大量的資金，這就達不到降低成本的效果了，因此車間布置和工具物料的擺放改善很難做到改善，即使是有好的方案也需要投入成本，這就得不償失了。所以有可能提升混合裝配線平衡率的一個方案就是對生產(chǎn)工藝的調(diào)整，使得各個工作站的工作時間等于節(jié)拍或者盡可能的接近節(jié)拍。因此首先我們要保證流水線的平衡率達到最優(yōu)，再次基礎上要使得更個工作站的工作時間平衡，即各個工作站的負荷率相等或者相近，這樣就不會存在員工閑忙不一致了。在對混合流水線進行工藝平衡時，第一步要進行節(jié)拍的確定，節(jié)拍可由有效的工作時間和產(chǎn)量決定，其次就是要進行組織工作站，確定最小工作站個數(shù)，并且使得各個工作站的工作時間等于節(jié)拍或者接近節(jié)拍。最后針對于瓶頸工位重新進行劃分工序，使得各個工作站的負荷率接近。3.3混合裝配線產(chǎn)品排序模型3.3.1混合裝配線產(chǎn)品排序建模多車型混合裝配線是一條產(chǎn)線裝配多種車型的流水線，因此在裝配的過程中必然要考慮怎么安排產(chǎn)品的投產(chǎn)順序才是最好的。企業(yè)每年或者每一個月要生產(chǎn)的產(chǎn)品很多，如果我們對所有的產(chǎn)品進行一件件排產(chǎn)，那么不僅僅排產(chǎn)困難，也會在花大量的時間，這樣就得不償失了，因此我們可以所有的產(chǎn)品進行選擇一部分來排產(chǎn)，但是選取的這一部分并不是任意一部分都可以，假設有M種產(chǎn)品，他們要生產(chǎn)的數(shù)量分別d1,d2,…dm。我們可以找出d1,d2,…dm間的最大公約數(shù)a，這樣我們所需要進行排產(chǎn)的各產(chǎn)品數(shù)量分別為d1/a,d2/a,…dm/a。然后再進行a次循環(huán)以后就可以對所有要生產(chǎn)的產(chǎn)品進行全部排產(chǎn)了。為了解決實際生產(chǎn)中的排序問題，人們提出了各種啟發(fā)式算法，啟發(fā)式算法可以以最小的計算量得到足夠好的排序結(jié)果，因此非常實用。文采用的方法主要是Palmer法，在1965年，D,S帕爾瑪提出了按斜度指標排列工件的啟發(fā)式算法，稱為Palmer法，工件的斜度指標公式為（3-11（3-11）式中m為產(chǎn)品種類個數(shù)，pik為產(chǎn)品在i在工作站Sk上的加工時間。按照各產(chǎn)品λi不增的順序排列產(chǎn)品，可得出令人滿意的順序。3.3.2最長流程時間Fmax的計算在得出產(chǎn)品的加工順序以后，我們怎么測出循環(huán)一次所需要的加工時間呢，并且怎么驗證Palmer法的準確性呢。因此本文的以最長流程時間最短為目標函數(shù)，最長流程時間又稱做加工周期，它是從第一個產(chǎn)品在第一個工作站開始加工時算起，到最后一個產(chǎn)品在最后一臺機器上完成加工時間為止所經(jīng)過的時間。由于假設所有產(chǎn)品的到達時間都是為零（ri=0,i=1,2.…，n），所有最長流程時間Fmax等于排在末位加工的產(chǎn)品在車間的停留時間，特等于一批工件的最長完工時間。設n個產(chǎn)品的加工順序為S=(S1,S2,…，Sn),其中Si為排第i位加工的產(chǎn)品的代號。以CkSi表示產(chǎn)品Si在工作站Mk上的完工時間，PSik表示產(chǎn)品Si在Mk上的加工時間，k=1,2…，m;i=1,2,…，n,則CkSi的計算公式為：（3-12（3-12）式中k=2，3，…，m;i=1,2,…，n,。當ri=0時，（3-13（3-13）3.4本章小結(jié)本章主要是針對第二章提出的影響混合裝配線平衡的三大原因進行闡述。給出了各大原因的解決方法及模型，針對產(chǎn)品的投產(chǎn)預測主要介紹了定性預測方法和定量預測方法，指出每個方法的優(yōu)缺點，并且預測誤差進行了分析，并給出了四種評估方法。針對于流水線的工藝平衡，主要采用的方法是增加有效工作時間，縮小工作站數(shù)量和節(jié)拍。首先是提高平衡率，其次是優(yōu)化瓶頸工位，使得各個工作站的時間相等或相近。最后對于產(chǎn)品投產(chǎn)排序，采用的方法主要是啟發(fā)式算法。先用Palmer法對產(chǎn)品進行排序，最后再使用啟發(fā)式算法求出已經(jīng)排序好的產(chǎn)品的最長流程時間Fmax。4案例分析上海汽車集團股份有限公司乘用車公司，是上海汽車集團股份有限公司的全資子公司。目前，乘用車公司已擁有\(zhòng)t"/item/%E4%B8%8A%E6%B5%B7%E6%B1%BD%E8%BD%A6%E9%9B%86%E5%9B%A2%E8%82%A1%E4%BB%BD%E6%9C%89%E9%99%90%E5%85%AC%E5%8F%B8%E4%B9%98%E7%94%A8%E8%BD%A6%E5%85%AC%E5%8F%B8/_blank"榮威、MG兩大品牌，形成共6大系列，30多個品種的產(chǎn)品矩陣，涵蓋了中高級車，中級車，大眾普及型車及跑車等寬泛領(lǐng)域。因為顧客個性化需求的提高，公司的采用的生產(chǎn)方式一半是按訂單生產(chǎn)，一半是按庫存生產(chǎn)，即在沒有接到任何的訂單時，公司先生產(chǎn)一部分汽車作為安全庫存，等到訂單到達以后再進行另外一部分的生產(chǎn)。但是面對當下激烈的競爭環(huán)境，上海汽車集團股份有限公司乘用車公司同樣面臨著多品種少批量的混線生產(chǎn)困難。在進行混線裝配時公司采用的方法主要是參考工藝文件。在總裝車間裝配時，每輛車都貼有工藝文件，員工在進行混線裝配時可以根據(jù)工藝文件進行組裝。當公司引入新的一種車型時，公司會根據(jù)標準文件里的標準操作進行仿真，然后再由班組長去學習，最后班組長對員工進行培訓，在生產(chǎn)時如果出現(xiàn)了瓶頸工序，由員工反映，最后再由工業(yè)工程科人員進行工藝的不斷調(diào)整修改，直至符合條件。4.1需求預測以2019年上海汽車集團股份有限公司乘用車公司同一裝配線上三種不同型號車輛的銷售記錄為基礎數(shù)據(jù)，進行預測分析，這里采用的預測方法主要是定量預測，因為銷售的數(shù)據(jù)受周期成分和季節(jié)成分等因素的影響比較小，所以采用的定量預測方法主要是平均移動法和指數(shù)平滑法。表4-1上汽公司不同車型銷售記錄表日期車型一車型二車型三2019年1月1300200018002019年2月1600220021002019年3月2000310024002019年4月2000380025002019年5月1400470029002019年6月1800410019002019年7月1100260021002019年8月1600350026002019年9月2100470023002019年10月2000310027002019年11月1900510024002019年12月390054002900采用加權(quán)平均移動法對表4-1進行預測分析，其中n取3，a1、a2、a3分別取0.5、1/1.5，得到的預測值如表4-2所示。表4-2移動平均法預測表日期車型一預測值車型二預測值車型三預測值2019年1月1300200018002019年2月1600220021002019年3月2000175031002617240022002019年4月2000193338003300250024002019年5月1400170047004133290026832019年6月1800170041004250190023332019年7月1100138326003450210021672019年8月1600146735003300260023172019年9月2100176747003950230023672019年10月2000196731003700270025502019年11月1900196751004367240024832019年12月350027175400491729002700采用一次指數(shù)平滑法對表4-1進行預測分析，其中a取0.7得到的預測值如表4-3所示表4-3指數(shù)平滑法預測表日期車型一預測值車型二預測值車型三預測值2019年1月1300150020002100180022002019年2月1600136022002030210019202019年3月2000152831002149240020462019年4月2000185838002815250022942019年5月1400195847003504290024382019年6月1800156741004341190027612019年7月1100173026004172210021582019年8月1600128935003072260021182019年9月2100150747003372230024552019年10月2000192231004301270023472019年11月1900197751003460240025942019年12月350019235400460829002458對預測的結(jié)果進行誤差分析，分別采用平均平方誤差法和平均預測誤差法分析。利用公式3-6和公式3-7計算結(jié)果得：MSE1=157407MFE1=122MSE2=515696MFE2=271根據(jù)預測誤差分析可知，針對該案例中的銷售記錄數(shù)據(jù)使用移動平均法進行數(shù)據(jù)預測時精度比較好，偏差也比較低。根據(jù)預測出的預測值，將其與實際值進行對比，并利用公式3-9計算出其跟蹤信號：TS1=2.27TS2=4根據(jù)計算結(jié)果顯示，采用移動平均法計算的出跟蹤信號比較接近零，同時也說明利用移動平均法進行產(chǎn)量的預測相對于一次指數(shù)平滑法更加精確。4.2工藝平衡4.2.1不同車型的裝配作業(yè)圖合并已知該公司的總裝車間生產(chǎn)節(jié)拍為76s，工作站為5，圖4-1、4-2、4-3分別為車型一、車型二，車型三的裝配作業(yè)先后順序圖。圖4-4為綜合裝配作業(yè)順序圖圖4-1車型一裝配作業(yè)先后順序圖圖4-2車型二裝配作業(yè)先后順序圖圖4-3車型三裝配作業(yè)先后順序圖圖4-4綜合裝配作業(yè)先后順序圖由圖可知，車型一和車型二的裝配工藝相似，只是裝配工時不相同。而車型三相對于其他兩種車型少了工藝4和9，但是卻多了一道工藝10，因此可以工序9和工序10分開，到工序11的時候再一起合并，所以可以將三種車型的裝配作業(yè)先后順序圖畫在一起，即圖4-4。車型三在經(jīng)過第四道工序時可以不進行然后操作，然后直接進入到工序5。等到工序8加工完以后就可以送到工序10進行加工，可以繞開工序9。同時車型一和車型二在工序8加工完以后直接送到工序9，從而也避開了工序10。所以他們的總體工藝是相似的，只是工時存在差別，符合混線生產(chǎn)的條件。4.2.2工作站的劃分根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍和裝配作業(yè)先后順序圖，用試算法對工作站進行劃分。劃分結(jié)果如表4-4所示。表4-4工作站劃分方案表工作站1工作站2工作站3工作站4工作站5方案一工序合并1、23、4、56、78、9、1011、12時間6675.627.66362.4負荷率0.8680.9950.3630.8290.821方案二工序合并1、23、45、6、78、9、1011、12時間6655.847.46362.4負荷率0.8680.7340.6240.8290.821方案三工序合并1、23、64、5、78、9、1011、12時間6660.642.66362.4負荷率0.8680.7970.5610.8290.821方案四工序合并1、234、5、6、78、9、1011、12時間6651.651.66362.4負荷率0.8680.6790.6790.8290.821方案一為原始方案，即為企業(yè)的生產(chǎn)工藝方案，其他方案是在方案一的基礎上進行優(yōu)化。由表4-4可知方案一中雖然工作站2的負荷特別高，但是工作站3的負荷卻比較低，這樣會造成人員閑置的時間浪費，并且可能會使工作站4的產(chǎn)品堵塞。所以工作站三就是瓶頸工序。因此首先要優(yōu)化的就是使工作站3的負荷率上升。方案二、方案三和方案四都主要是針對工作站3進行優(yōu)化的，最后得出較優(yōu)的方案為方案四，因為在總的流水線平衡率相等下該方案的各個工作站時間比較相近，負荷比較平衡，即裝配線的平衡相對于其他方案較好。根據(jù)公式3-10可計算出該流水線的平衡率為：K=[(66+51.6+51.6+63+62.4)/(5*76)]*100%=77.5%4.3投產(chǎn)排序根據(jù)預測誤差分析可知，針對該案例中的銷售記錄數(shù)據(jù)使用移動平均法進行數(shù)據(jù)預測時精度比較好，偏差也比較低，因此在計算產(chǎn)品投入生產(chǎn)的順序時，主要以移動平均法進行預測得到的數(shù)據(jù)作為依據(jù)，為了計算方便，以近似值假設三種車型的需求產(chǎn)量分別為2700輛、5400輛、2700輛。由上訴可知各產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量的最大公約數(shù)為2700，即我們只需要對1輛車型一、2輛車型二和1輛車型進行排產(chǎn)即可。4.3.1原方案的排產(chǎn)方式先以工藝方案一進行計算，各車型在各工作站的工作時間如表4-5所示。表4-5各車型在各工作站的工作負荷工作站工序車型一車型二車型三11、274.461.861.823、4、570.275.682.236、723.422.238.448、9、106364.861.2511、1251.664.271.4將各車型與工作站之間的負荷化為加工時間矩陣，如表4-6所示。表4-6各車型加工時間矩陣i123Pi174.461.861.8Pi270.275.682.2Pi323.422.238.4Pi46364.861.2Pi551.664.271.4根據(jù)公式（3-11）計算λiλi=-2*Pi1-Pi2+Pi4+2*Pi5于是λ1=-2*74.4-70.2+63+2*51.6=-52.8λ2=-2*61.8-75.6+64.8+2*64.8=-6λ3=-2*61.8-82.2+61.2+2*71.4=-1.8按照λi不增的順序排列車型，得到的排產(chǎn)方式S1=（2,2,3,1）。根據(jù)各車型在不同工作站工作的時間來進行計算最長流程時間Fmax。按順序S1列出加工矩陣，如表4-7所示。表4-7順序S1下的加工時間矩陣i3221Pi161.861.861.8123.661.8185.474.4259.8Pi282.214475.6219.675.6295.270.2365.4Pi338.4182.422.2241.822.2317.423.4388.8Pi461.2243.664.8308.464.8382.263451.8Pi571.431564.2379.264.2446.451.6503.4按公式（3-12）進行遞推，將每個車型的的完工時間標在其加工時間的右上角。對于第一行和第一列，只需把加工時間作為完工時間標在加工時間的右上角即可，對于其他行其他列，則看同行前一列的完工時間和同一列的前一行的完工時間哪個更大，取大的相加，將其結(jié)果標在右上角即可。按這種方法計算下去，最后一行最后一列的右上角的數(shù)字即為最長流程時間Fmax。最后的計算結(jié)果如表4-7所示。根據(jù)公式（3-13）得Fmax=503.4s4.3.2優(yōu)化后的工藝方案排產(chǎn)方式在使用方案一的工藝路線進行排產(chǎn)以后，再用優(yōu)化后的工藝路線方案四安排排產(chǎn)計劃。表4-8為方案四個車型在各工作站的工作負荷表表4-8各車型在各工作站的工作負荷工作站工序車型一車型二車型三11、274.461.861.82346.251.658.834、5、6、747.446.261.848、9、106364.861.2511、1251.664.271.4將各車型與工作站之間的負荷化為加工時間矩陣，如表4-9所示。表4-9各車型加工時間矩陣i123Pi174.461.861.8Pi246.25