基于负荷平衡的流水线生产节拍设计

《基于负荷平衡的流水线生产节拍设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第1期武汉理工大学学报(鸯望鍪)Vo1．31No．12007年2月JournalofWuhanUniversityofTechnologyFeb．2007(TransportationScience8LEngineering)基于负荷平衡的流水线生产节拍设计占书芳张晓川廖三立(武汉理工大学物流工程学院武汉430063)摘要：提出了在有排序约束和无排序约束两种情况下的流水线节拍设计方案，能有效解决流水线负荷平衡问题．该设计方案通过优化选取工作节点和工作节拍、有效组合任务元素、降低工作节点问等待时间等有效措施，来提高设备利用率、实现流水线负

2、荷的平衡，进而达到提高流水线生产产量的目的．关键词：流水线；节拍；负荷平衡中图法分类号：F014．35流水生产线是一种先进的生产组织形式，有K：—二。。×100(1)利于机器设备上人力的充分利用；可以最大限度l，，‘’式中：F为流水线各任务元素(工序)作业时间之地缩短生产时间，缩短运输路线，工序间在制品数和；为流水线所包含的工作节点数；C为流水线量很少；由于工作节点专业化程度高，能采用专用设备、专用工具，有利于提高劳动生产率．生产速度(节拍)．尽管具有以上优点，流水线仍然存在着一些流水线负荷系数决定了流水线作业的连续程重大问题，如流水线流水不畅

3、会发生误工、误时的度，根据它来决定流水线是连续的还是间断的，一现象，导致生产率降低，生产组织失败[1]，因而，流般机器工作流水线负荷系数不应低于75嘲．水线的负荷平衡问题是流水生产的瓶颈问题．2流水线的生产节拍设计1流水线负荷平衡流水生产的节奏性，体现在按节拍生产．所谓。所谓流水线负荷平衡就是在工艺条件约束节拍，是指流水线上的先后出产两件制品的时间下，按流水线节拍将所有生产工序进行组合、合理间隔C，它表明流水线速度的快慢或生产率的高调整，使每个工作节点分配的负荷量尽量充足和低．其大小与计划期内的有效生产时间(即所有均衡．工作节点的作业时间丁及空

4、闲时间之和，具要保证流水线负荷平衡，必须要求：(1)按工体定义见后文)和计划产出的产品数量Q有关．一序先后顺序，合理地把工序分配给每一个工作节般通过该值的大小反映了流水线上每件产品生产点；(2)每个工作节点的作业时间要尽量接近平时间的上限．均节拍，并使流水线上的工作节点最少；(3)各工c一吾(2)作节点空闲时间要少，并使工作站之间负荷均匀，以保证流水线时间损失率最低．根据我国实际情在工业生产中，为提高生产的专业化水平，经况，更要求流水线所用设备最少，尽量减少一人多常需要将产品的生产任务按工艺流程拆散成任务机的数量j．元素[41，每个任务元素(口

5、)都有各自需要的作业流水线负荷系数计算公式如下．时间(￡)，包括作业准备时间、空闲等待时间、辅助收稿日期：2006—10—14占书芳：女，28岁，硕士，主要研究领域为物流系统规划与仿真·184·武汉理工大学学报(交通科学与工程版)2007年第31卷加工时间以及加工时间几个部分．为了使工作节使工作节点尽量少，选择C=C。一9min．点的工作时间之和不超过工作节点给定的节拍此时，可将任务元素分成3组，设置3个工作C，有必要研究任务元素的排序规则，下面将分别节点，使每个工作节点时间等于9min，如表2所介绍有排序约束和无排序约束情况下的生产节拍列．设

6、计方法．表2任务元素组合2．1无排序约束条件如生产某件产品需要8道工序，即8个任务元素ai(一1，2，⋯，8)．表1给出了这8个任意排序的任务元素和各自需要的作业时间t．丁·为节点的作业时间(足为节点号)，其大小表l任务元素及时间minT·一t，其中：J。为该工作节点中任务元素的∈Jk口口】口2口3口4口5口6口7口831254471个数．通过上述任务元素的适当组合，每个工作节点的作业时间和节拍相等，因此每个工作节点都令F为流水线各工序作业时间之和，即生能满负荷工作，即负荷系数为100％，此为最理想产这样一件产品所需要的时间．状态．F一∑t(3

7、)另外，如果节点数r取1，3，9，27以外的数值，f一1则节拍C不为整数，而此例中各个任务元素需要式中：为任务元素的个数．由表1可知的作业时间t均为整数，所以无论如何组合，均无8法使流水线达到完全平衡．故最优的组合即C一9F一∑t‘一27min时，分为三组的情况，此时产量Q一T一一=1假定每个工作日的计划时间丁：480min，将53．33件，是原来产量的3倍．该产品的所有生产任务安排在一个工作节点进实际上，很多时候任务元素(工序)的加工时行，生产节拍取作所有任务元素所需作业时间之间并不是整数，而且要使得各任务元素恰好平均和，即令C一27min，

8、则一个工作日生产的产品数分组，使得每个工作节点的作业时间等于节拍或11Q一六一17．78件．节拍的倍数，使各工作节点都能满负荷工作的这显然，要提高该产