黃培星

【摘 要】隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的農(nóng)用車被用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，讓農(nóng)民從繁重的農(nóng)活中得以解放出來，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。裝配線是生產(chǎn)企業(yè)中至關(guān)重要的制造系統(tǒng)，裝配線是否均衡，將直接影響企業(yè)生產(chǎn)體系的生產(chǎn)率。鑒于此，文章分析了裝配線的工序時間，根據(jù)動作經(jīng)濟原則，制定出科學的操作方法與作業(yè)時間，并應用啟發(fā)式算法對裝配線進行平衡改善，最大限度地降低裝配線的運行時間，有效減輕生產(chǎn)人員的勞動強度，使生產(chǎn)線變得更加均衡，提高生產(chǎn)企業(yè)的競爭力。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)用車;裝配線;平衡改善;策略

【中圖分類號】F425;F272.3【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）04-0103-02

0 引言

近幾年來，科學技術(shù)的快速發(fā)展，使制造業(yè)成為我國經(jīng)濟發(fā)展中的重要支柱型產(chǎn)業(yè)。而在制造業(yè)中，生產(chǎn)線的生產(chǎn)率一直都是企業(yè)關(guān)注的重點，要想實現(xiàn)對生產(chǎn)線的優(yōu)化與調(diào)整，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)節(jié)拍，農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)必須制訂一套科學的生產(chǎn)方案，以此平衡改善生產(chǎn)線，從而使生產(chǎn)力得到顯著提升。對于農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)來說，裝配線作為產(chǎn)品生產(chǎn)的最后環(huán)節(jié)，需要裝配線具有非常高的專業(yè)化程度，并且裝配線是提高企業(yè)生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，因此對裝配線進行平衡改善已成為企業(yè)的重中之重。現(xiàn)階段，已經(jīng)研發(fā)出許多方法用于平衡改善裝配線，如遺傳算法、多目標決策算法等。考慮到裝配線的平衡改善是由產(chǎn)品決定的，特別是對農(nóng)用車來說，其裝配環(huán)節(jié)十分復雜，因此只有深入研究其工序時間，才能獲得理想的優(yōu)化改善效果。為此，本文對農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線的平衡改善策略進行深入研究。

1 農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線中存在的問題

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)機械已經(jīng)成為人們在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要工具，這也使各種類型的農(nóng)用車紛紛被應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。由于農(nóng)用車的種類和型號較多，裝配線涉及大量的裝配環(huán)節(jié)，復雜性較高，使裝配線的平衡改善難度大幅提升。對于農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)來說，如何適應瞬息萬變的市場，已經(jīng)成為決定企業(yè)能否生存的關(guān)鍵，只有充分掌握市場的實際需要，采取按需生產(chǎn)策略，才能實現(xiàn)效益的最大化，而其前提就是對裝配線的平衡改善予以高度重視。就目前來看，許多農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)在裝配線操作中普遍存在平衡失調(diào)、作業(yè)條件不夠穩(wěn)定、操作不正確及工序等待時間過長等問題。

2 農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線平衡改善策略

對裝配線進行平衡改善，需要確保其能夠最大限度地減少人力資源的投入，減少不必要的浪費，使裝配節(jié)拍具有一致性，進而實現(xiàn)裝配線的穩(wěn)定運行。為了達到這一目的，農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)的裝配線平衡改善需要根據(jù)農(nóng)用車的銷售情況，找出影響農(nóng)用車生產(chǎn)的相關(guān)因素，并分析這些因素之間的關(guān)系，以此明確造成裝配線不均衡的關(guān)鍵因素，通過對這些因素進行調(diào)整與控制，使工作節(jié)拍發(fā)生改變，并對人員的配置進行調(diào)整，使生產(chǎn)成本得以有效降低。農(nóng)用車裝配工作有多個環(huán)節(jié)，裝配人員需要依據(jù)農(nóng)用車各個部分所具有的流動方向進行相應的操作。面對裝配線中存在的問題，需要結(jié)合理論與實踐，對農(nóng)用車裝配線進行深入的分析與研究，運用啟發(fā)式算法對裝配線進行相應的平衡改善，從而提高農(nóng)用車的裝配效率。啟發(fā)式算法是在最優(yōu)化算法的基礎(chǔ)上演變而來的，啟發(fā)式算法能夠針對問題給出可行解。現(xiàn)階段，啟發(fā)式算法已經(jīng)在工業(yè)制造領(lǐng)域中得到了廣泛的應用，其實質(zhì)是在時空范疇內(nèi)，針對相應的問題提供相應的可行解。

啟發(fā)式算法給出的可行解往往不是最優(yōu)解，但同樣也不是最壞的解，因此在應用啟發(fā)式算法時，無法保證其求解速度是一致的。在現(xiàn)實問題求解中，會通過啟發(fā)式算法獲得答案，該算法主要包括兩種：一種是元啟發(fā)式算法，另一種是超啟發(fā)式算法。近年來，隨著人們對啟發(fā)式算法研究的不斷深入，越來越多的啟發(fā)式算法被應用于裝配線平衡改善問題之中，如DNA算法、遺傳算法等，并獲得了較為理想的應用效果。啟發(fā)式算法在對農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線進行平衡改善時，其算法流程具體如下：第一步，進行優(yōu)化準備工作，然后對工位數(shù)及線平衡率期望值進行設(shè)定。第二步，對節(jié)拍值進行設(shè)定。第三步，對時間節(jié)拍值長的作業(yè)進行拆分，并對分配作業(yè)列表進行更新，然后搜索能夠滿足條件的集合，判定集合是否為空，如果為空集，則將下一工位作為當前工位，然后對分配作業(yè)列表進行重新更新。如果不是空集合，則應選擇作業(yè)放入當前工位。第四步，對工位作業(yè)時間進行計算，判斷未安排作業(yè)的列表是否為空，如果不是空的，則進行重新優(yōu)化，并對節(jié)拍值進行調(diào)整，重新拆分時間大于節(jié)拍值的作業(yè)。如果是空的，則對線平衡率及工位作業(yè)的最長時間進行計算。第五步，判斷工位作業(yè)內(nèi)容是否需要調(diào)整，如果需要調(diào)整，則對節(jié)拍值進行調(diào)整，如果不需要調(diào)整，則直接存儲后輸出結(jié)果。

3 農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線的平衡計算與實施

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

某農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)在未進行平衡改善前所使用的裝配線的產(chǎn)能為7.5萬輛/年，其日均最大產(chǎn)量為300輛，在該企業(yè)中，其流水線布置為單線雙班，每班產(chǎn)量為150輛，各個班組的工作時間為8 h，其生產(chǎn)節(jié)拍為192 s/輛。

3.2 平衡改善措施

通過對農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線的生產(chǎn)情況進行測定，裝配現(xiàn)場中的工序數(shù)共計10個步驟，其作業(yè)時間寬放系數(shù)設(shè)定為1.5，通過分析節(jié)拍值的調(diào)整規(guī)則可知，節(jié)拍值每次調(diào)整都是以0.1s進行增加或縮短的。此外，從農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線的實際使用情況來看，裝配線的這10道工序中，比節(jié)拍值長的工序為第4、第5、第6和第9工序，采用啟發(fā)式算法對計算流程進行平衡，然后優(yōu)化改善其原有工序，其算法流程運作過程中所采用的平衡改善措施如下：①減少部分工序中的作業(yè)內(nèi)容，把現(xiàn)有方案中的部分工序長度置于測試工位前或固定階段后，這些減少的作業(yè)內(nèi)容要單獨設(shè)立相應的工位來檢查。②設(shè)置一個工位對測試前的部分作業(yè)內(nèi)容進行檢查，然后利用測試機對成品狀態(tài)進行測試。③對第4、第5與第6工位進行相應的簡化，然后重新排列工位，把綁線置于第4工位，把其他工序內(nèi)容置于第5工位，在確保裝配線的工位仍舊為10個的基礎(chǔ)上，不增設(shè)新工位和安排新場地，從而有效避免了因工序過多而造成的場地浪費，使物料的堆放和搬運工作時間得到有效減少的同時，還能對類似工作進行整合，避免重復操作。通過以上措施進行平衡改善，并對數(shù)據(jù)進行測定，以此分析這些數(shù)據(jù)是否能夠滿足算法的應用流程要求。

3.3 平衡率

在農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線平衡改善中，需要對平衡率進行計算，而在計算平衡率之前，需要求出其班產(chǎn)能，每班工作8 h，則其班產(chǎn)能為裝配工作時間與節(jié)拍值之間的商，在未實現(xiàn)標準化前，其節(jié)拍為192 s每輛，班產(chǎn)能為150輛。在實現(xiàn)標準化后，其節(jié)拍值為180 s每輛，則班產(chǎn)能為160輛。在對裝配線平衡率進行計算時，需要求出裝配線的平衡率，具體計算公式如下：

P=總工序時間/（CT×工位數(shù)）×100%=■×100

在計算公式中，CT表示節(jié)拍，裝配線平衡率由P表示，各個工序的數(shù)量為i，工位數(shù)也可以是人數(shù)，總工序時間由Ti表示。在未對裝配線進行平衡改善前，通過計算可以得出裝配線平衡率為70%，而其失衡率為30%。在對裝配線進行平衡改善后，通過計算可以得出裝配線平衡率為81%，失衡率為19%。

3.4 運算結(jié)果分析

通過采用啟發(fā)式算法對農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線進行平衡改善后發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)企業(yè)裝配線的生產(chǎn)產(chǎn)能得到了一定程度的提升，基于啟發(fā)式算法并結(jié)合動改法對作業(yè)任務(wù)進行改善并重新分派和優(yōu)化組合后，提高了裝配線平衡率，失衡率有所下降，同時生產(chǎn)節(jié)拍降低了，進而使企業(yè)的生產(chǎn)效率得到了提高。在對農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線進行平衡改善后發(fā)現(xiàn)，整個制造時間比未平衡改善前減少了6 min，而且投入的人數(shù)也由原來的7人減少到6人，但工位的排布并未發(fā)生太大的變化。由此可見，動改法和啟發(fā)式算法的結(jié)合使用不僅使生產(chǎn)節(jié)拍降低了，也減少了人力投入，使班產(chǎn)量得到了有效提高，從而提高了農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)裝配線的生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語

總而言之，隨著現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，各個地區(qū)對農(nóng)用車的需求也將不斷增長，這無疑為農(nóng)用車生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的發(fā)展契機。通過平衡改善現(xiàn)有的裝配線，能夠大大提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而使企業(yè)能夠更加適應瞬息萬變的市場環(huán)境，實現(xiàn)按需生產(chǎn)，減少了人力投入，提高了班產(chǎn)量，實現(xiàn)了對農(nóng)用車裝配過程中各個工序的合理有序安排，降低了生產(chǎn)節(jié)拍。由此可見，啟發(fā)式算法為裝配線的平衡改善提供了一種可靠的應用方法。

參 考 文 獻

[1]唐海波，吳斌，王正蘭.啟發(fā)式算法的裝配線的平衡改善應用[J].上海電機學院學報，2014，17（5）：306-310.

[2]朱玉杰，陳鳳.基于eM-Plant的某企業(yè)柴油發(fā)動機裝配線平衡改善研究[J].物流技術(shù)，2015，34（17）：240-243.

[3]王紅，王麗玲.工業(yè)工程（IE）技術(shù)在企業(yè)裝配線平衡中的應用[J].寧波職業(yè)技術(shù)學院學報，2018，22（4）：102-105.

[4]林群陽，黃鶯，張永炬，等.電視機裝配流水線的平衡分析與改進[J].價值工程，2017，36（6）：239-241.

[責任編輯：陳澤琦]