裝配線平衡問題是一個與設(shè)施規(guī)劃相牽連的問題。一個工作站要完成的工作總量與分配到該工作站的基本工作單元總數(shù)是一致的。裝配線平衡問題就是將所有基本工作單元分派到各個工作站,以使每個工作站在節(jié)拍(即相鄰兩產(chǎn)品通過裝配線尾端的間隔時間)內(nèi)都處于繁忙狀態(tài),完成多的操作量,從而使各工作站的未工作時間(閑置時間)少。
裝配線的平衡是裝配線的設(shè)計與管理中的一個很重要的問題,因為裝配線的平衡與否直接影響到制造系統(tǒng)的生產(chǎn)率。在過去的幾十年里,人們對裝配線的平衡問題進(jìn)行了大量的研究,已得到了大量的理論成果。
裝配線節(jié)拍
所謂裝配線節(jié)拍,是指流水線上連續(xù)出產(chǎn)兩件相同產(chǎn)品的時間間隔。
流水生產(chǎn)方式創(chuàng)造了高度的勞動生產(chǎn)率,是現(xiàn)有生產(chǎn)組織形式中的一種形式。但是,實行流水生產(chǎn),必須具備一定的先決條件。首先,產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝都是高度標(biāo)準(zhǔn)化的,設(shè)計完全定型,零件互換性高,生產(chǎn)中消除任何修配與調(diào)整操作,工藝方法穩(wěn)定,能組織高度專業(yè)化的勞動分工。同時,應(yīng)有穩(wěn)定的大量的市場需求。這樣,才有條件為每種產(chǎn)品建立專用流水線,流水線上配備率的專用設(shè)備。這些設(shè)備所需的大量投資能為大量的銷售量所消化,而為企業(yè)取得率和低成本的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
本文所寫的關(guān)于流水線裝配線線平衡問題正是具體到生產(chǎn)TFT-LCD的一條生產(chǎn)流水線,因為管理人員缺乏IE方面的理論知識,雖然采用了流水生產(chǎn)方式,但對其裝配線線平衡卻分配不合理,造成了生產(chǎn)能力的浪費。
1. 流水線重要的概念節(jié)拍。節(jié)拍是指流水線上前后出產(chǎn)兩個相同制品的時間間隔。當(dāng)流水線的運輸批量等于1的情況下,節(jié)拍按下面公式計算。
C=Fe/N
式中 C——流水線節(jié)拍;
Fe——計劃期有效工作時間;
N——計劃期應(yīng)完成的產(chǎn)量,或預(yù)期的生產(chǎn)大綱產(chǎn)量。
2. 少工作地數(shù)計算
工作地也叫工作站。它們分別承擔(dān)生產(chǎn)過程中至少一個或多個無法在分解的作業(yè)元素。工作站需完成的作業(yè)元素及其工時定額總和,分別稱為站工作含量及站工作含量時間。流水線上所有站工作含量時間的總和為總工作含量時間。
流水線共做地合理分工的合理性體現(xiàn)在用少的工作地數(shù)來完成制品的生產(chǎn)過程,即完成所有的作業(yè)元素。因為工作地數(shù)減少,工作地上的負(fù)荷越飽滿,流水線的利用效率也就越高。在給定了節(jié)拍后,少工作地數(shù)應(yīng)為:
Smin=[W/C]
公式中[]符號表示大于或等于W/C的小整數(shù)。
流水線的少工作地數(shù)可以作為衡量流失線利用程度的一個標(biāo)準(zhǔn),用來檢查任務(wù)分工組織的合理性。
3. 流水線平衡
少工作地數(shù)只是一種理想情況。在生產(chǎn)中,有許多因素限制著作業(yè)元素的分配,使工作地的負(fù)荷不能達(dá)到滿負(fù)荷,即各站工作含量時間不能不能與節(jié)拍時間完全相等或接近相等。一種是工藝順序的約束,也就是作業(yè)元素的分解合并必須遵循裝配過程的要求,不能任意插補或顛倒。一種是技術(shù)上的約束。為了保證技術(shù)要求,必須防止工序之間的干擾。當(dāng)然,還有一個基本的約束,即任何工作地的含量時間不能大于節(jié)拍。若一項作業(yè)元素的作業(yè)時間大于節(jié)拍時間,必須將它分為在兩個或多個工作地平行進(jìn)行。于是,在工藝與技術(shù)的約束下,按流水線的節(jié)拍要求,為每個工作地分配作業(yè)任務(wù),使它們的作業(yè)時間盡可能地達(dá)到或接近節(jié)拍時間,這就是流水線平衡,或工序同期化。
對于裝配流水線,主要采取分解與合并工序,合理調(diào)配人力等辦法進(jìn)行流水線的平衡。
對于流水線負(fù)荷率 為:
E=W/SC
在75%以上即可認(rèn)為滿意,若達(dá)不到這個比率,則需法改進(jìn)。用同樣方法也可計算工作地負(fù)荷率,通過工作地負(fù)荷率可檢查負(fù)荷分配的均衡性,若負(fù)荷分布不均衡,也應(yīng)調(diào)整作業(yè)元素的分配,即總負(fù)荷率有些降低,也是值得的。因為有利于產(chǎn)量的提高,也利業(yè)于員工積極性的調(diào)動。
應(yīng)用基礎(chǔ)工業(yè)工程的聯(lián)合操作分析、單元設(shè)計和裝配線平衡方法時裝配流水線予以改善。(1) 流水線生產(chǎn)單面作業(yè)
(2) 流水線投資高,占地面積大
(3) 采用節(jié)拍生產(chǎn)方式
對各個部件欲裝的工時定額以及個裝配中間環(huán)節(jié)的消費工時進(jìn)行簡單的相加,對操作的步驟進(jìn)行簡單的分配,可以計算出整個裝配過程的工作量為453秒;線平衡損失為(630.20-453)=177.20秒;線體負(fù)荷率為E=71.88%
大批量生產(chǎn)方式下,產(chǎn)品被批量的在一個工位加工,然后再批量的搬運至下一工位, 這種生產(chǎn)方式目前已經(jīng)不適合企業(yè)的發(fā)展,為了在企業(yè)中形成一個流的布局,技術(shù)人員將產(chǎn)品加工所必須經(jīng)過的一系列工位按照工藝的先后順序連接在一起,就形成了裝配線的雛形。裝配線的一個很明顯的特點就是產(chǎn)品實現(xiàn)了單件流動,較好地控制了加工過程中的在制品數(shù)量。經(jīng)過多年的發(fā)展,裝配線已經(jīng)在制造行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用[20]。
裝配線發(fā)展至今,業(yè)內(nèi)對其從不同角度進(jìn)行了分類:其從自動化程度可分為全自動線、半自動線和手工線三類;根據(jù)裝配產(chǎn)品的數(shù)目也可以分為三類:如圖 2.1,2.2,2.3 所示。(1)單產(chǎn)品裝配線,即裝配單項產(chǎn)品與零件;(2)多產(chǎn)品批次裝配線,即多項產(chǎn)品分別以批次裝配完成,批量很大時,與單產(chǎn)品裝配線無異;批量小時,則與后述多產(chǎn)品裝配線相似;(3)多產(chǎn)品裝配線,即為多項產(chǎn)品同時在裝配線完成。