生产线平衡.doc
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8.1生产线平衡
8.1.1基本概念
将作业分成可控制的作业包分配给各个工作地，每一个工作地有一个或者两个工人操作，决定如何将作业分配给工作地这一过程叫生产线平衡。
生产线平衡的目标是分到各个工作地的时间大致相等。
达到生产线完全平衡的障碍主要在于组成具有同样加工时间的作业包是困难的。
1）由于对设备要求不同或一些活动不相容，把这些活动分配到一个作业包是不行的。
2）基本作业的时间差异通过作业分组解决不了。
3）所要求的技术顺序也可能妨碍作业组合。
考虑到下面三个操作：
把第一个操作和第三个操作分配到一个工作地时该工作地的时间正好等于第二个工作地的时间，但是，很明显是不可能的。
擦污2分钟
清洗4分钟
烘干2分钟
8.1.2生产线的节拍
节拍是指将完成单位产品所需要的作业分配到各工作地，各个工作地完成其上作业所容许的最大时间，如果节拍是2分钟，那么该生产线将每两分钟完成一个产品。
例如有一套工序，可能最小的节拍等于最长的那个作业时间（1分），可能最大作业时间等与各作业时间之和（0.1+0.7+1.0+0.5+0.2=2.5）。
很明显，最大节拍是所有的作业在一个工作地上完成时出现的，最小作业节拍是分别在五个工作地上完成时出现的。
0.1分
0.7分
1.0分
0.5分
0.2分
最小和最大节拍确定了生产线可能的产量范围，产量=OT/CT
OT=计划期有效工作时间
CT=节拍
假定一生产线一天运转8小时（480分），节拍为一分钟，则产量为OT/CT=480单位，当节拍为2.5分时，产量=OT/CT=192单位，假如无平行活动（两条生产线），那么产量必定介于192和480之间。
若计划期产量确定后，可计算出节拍。
CT=OT/DD——计划期产量
例如，产量是每天480单位，节拍是每天480分/每天480单位=1.0分
可用下面的公式求出工作地数的理论最小值：
—各作业时间之和
假如计划产量为480，那么为达到这一目标最少需要的工作地数目为完成单位产品时间2.5分/节拍1分=2.5取整数3。
8.1.3生产线平衡的程序
生产线平衡的方法有很多种，下面介绍一种启发式方法：
1）先分配后续作业最多的作业
2）先分配位置权数最大的作业，位置权数等于该作业及其所有后续作业的时间总和。
程序如下：
1.确定节拍，求出最小所需工作地数
2.从工作地1开始，按顺序给工作地分配作业。
作业的分配按作业下先后顺序图由左至右进行
3.在每一分配前，利用下列标准确定哪些作业够资格分配给一工作地：
a）所有先行作业都已经被分配
b）该作业时间不超过该工作地的剩余时间
如果没有够资格分配的作业，继续下一工作地
4.每当一个工作分配后，计算出该工作地的剩余时间，剩余时间等于节拍减去工作地总的作业时间。
5.如果出现两个作业情况都一样的情况，可采用下列方法之一解决：
A.分配加工时间最长的作业
B.分配后续作业最多的作业
6.继续下去直到所有工作都已经被分配
7.计算一些指标。
生产线平衡率=各工序时间和/（人数*CT）*100%
平衡损失率=1-平衡率
例：
利用下图，完成：
1.画出作业先后顺序图2.假定一天工作8小时，计算一天要达到产量400的节拍。
3.求出工作地数。
作业
紧后作业
作业时间/分
A
B
0.2
B
E
0.2
C
D
0.8
D
F
0.6
E
F
0.3
F
G
1.0
G
H
0.4
H
结束
0.3
总时间
3.8
A
B
E
C
D
F
G
H
（1）
（2）CT=OT/D=480/400=1.2分
（3）=3.8/1.2=3.14
（4）
工作地
剩余时间
够资格的作业
适合的作业
分配作业
闲置
1.2
A,C
A,C
A
1.0
C,B
C,B
C
0.2
B,D
B
B
0
E,D
无
-
0
1.2
E,D
E,D
D
0.6
E
E
E
0.3
F
无
-
0.3
1.2
F
F
F
0.2
G
无
-
0.2
1.2
G
G
G
0.8
H
H
H
0.5
0.5
-
-
1.A和c够资格分配，因为a的后续作业较多，所以先分配a
2.b和c够资格分配，由于采用后续作业数最多，所以分配所需时间最长的作业
3.尽管f是够资格的，但是他不适合
E
D
Ab
C
Gh
F
请读者自己计算平衡率。
韩格逊一伯尼法
该方法又称为位置加权法或阶位法，是1961年由W·B·Helgeson和D．P．Birnie提出的。
这种方法是首先求出每个作业要素的阶位（或称为位置权重），所谓阶位是作业要素时间与其所有后续作业要素时间的总计，然后根据阶位的高低进行作业安排，优先安排阶位高的作业要素，从而尽量减少工作地数。
下面举例介绍韩格逊一伯尼法的具体步骤。
．例如：
某产品装配共需11个作业要素，其先后顺序及作业时间（单位：
ITlin）如图8—3所示。
假定节拍为10rain，试进行流水线的平衡。
图8-3某产品装配作业要素示意图
第一步，编制作业要素先后矩阵（见表8—1）。
若作业要素i先于作业要素J．则矩阵元素值为J的作业时间。
处于对角线上的元素也表明作业时间。
‘
第二步，计算各作业要素的阶位，计算公式为
式中——作业要素i的阶位；
——作业要素i的作业时间；
P——所有在i作业要素以后的作业要素集合。
。
从表8—2中可以看出，在矩阵各行相加，即得各作业要素阶位。
第三步，按阶位由大到小排列，并标明各作业要素的紧前作要素（表8—2）
第四步，作业要素的分配。
根据表8—2，按作业要素阶位由到小的顺序，并考虑紧前作业要素和作业时间。
在本例中，首先配作业要素①，其时间为4min，和节拍相差6min。
再将②分配第一个工作地，仍和节拍差3min。
若将⑤也可配给第一个工作就会超出节拍，而将③和④分配给第一个工作地后作业时间之和等于节拍，因此分配给第一个工作地的作业为①、②、③、④。
删除已分配的作业要素，继续按阶位由大到小的顺序分配第二个I作地，将⑤分配给第二个工作地，此时作业时间和节拍相差1min，后续作业要素的时间皆超过lmin，因此分配给第二个工作地的作业为⑤。
继续按上述方法分配，最后的结果见表8—3。
该流水线负荷系表8-3装配作业要素分配表
┏━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━┳━━━━━━━━━━━┓
┃工作地┃作业要素┃作业时间┃工作地负荷系数／％┃
┣━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━╋━━━━━━━━━━━┫
┃1┃①②③④┃10┃100┃
┃2┃⑤┃9┃90┃
┃3┃⑥⑨⑦┃10┃100┃
┃4┃⑩⑧┃9┃90┃
┃5┃⑩┃8┃80┃
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