齊套技術在礦山設備管理中的應用

李 飛，袁 梅，陳 博

(1.貴州大學礦業學院，貴州貴陽，550003;2.大屯煤電 (集團)有限責任公司，江蘇徐州221600;3.貴州省非金屬礦產資源綜合利用重點實驗室，貴州貴陽，550003;4.貴州玉舍煤業有限公司，貴州六盤水553015)

隨著生產技術及設備工藝的不斷提高，現有礦山生產企業的設備越來越先進，越來越復雜，從而使得礦山設備管理部門的工作也隨之變得繁雜，工作量急劇上升。

在日常的礦山設備管理工作中要對每一個礦山設備進行日常的檢修及維護，對于已老化、損壞的零件及設備要進行及時地更換。但是，當大量的缺少零配件的設備聚集在一起時，就會產生一個問題——對缺少的零配件的種類及數量統計不明。因此，必須引入齊套的概念及技術解決此類問題。

1 齊套技術及應用

1.1 齊套技術的概念

以色列教授Ronen［1］于1992年在自己的論文中提出齊套的概念及其應用。論文引用電路板的裝配過程來說明齊套的重要性。如果裝配過程中不運用齊套技術，則裝配工作進行緩慢，效率低下，最后文章給出了如何推廣齊套技術在企業中的實際運用［2］。

簡單來說，齊套為設備工件裝配過程中的一種相互關系。舉例來說，中小企業在進行多種零配件的生產時，并沒有制定嚴格的生產計劃，多種零配件的生產進度均靠人工控制。這樣，在進行裝配時，不同的設備會使用相同的零件，從而占用其他設備裝備所需要的零件，造成設備裝配混亂，進而推遲設備裝備的時間。如果運用齊套的概念對需要裝配的設備進行計算，根據計算結果，就可以很清楚地看到現有的設備是否已齊套，在不齊套的情況下，可以根據計算的結果查看所缺零配件的類型及數量，從而盡快安排生產任務或者外購任務。齊套計算功能可以給企業的管理者提供一個精確預測性的工具，輔助企業及時地安排生產。

1.2 齊套技術的應用

齊套技術在多類型、小批量的設備裝配中可以起到極大的提高效率的作用。下面以線路板為例，列舉齊套技術的重要性［3］。

(1)線路板是由多種不同類型，不同數量的元器件組成，如果不應用齊套技術，則會在裝配過程中出現缺件的情況。

(2)由于某些電子元器件的價格較高，一般企業里的電子元器件的庫存都保持在較低的水平。如果未使用齊套技術，則會擴大設備的裝配周期。

(3)在線路板裝配的過程中，經常可以見到元器件的相互替代問題，有些元器件是可以相互替代的，但是替代分為單向替代和雙向替代，如果不運用好齊套技術，則極易導致缺件情況的發生。

(4)如果使用人工控制裝配過程，則會造成某些零部件的缺件和其他零部件的過剩，造成生產周期延長，生產成本提高及原料浪費［4］。

2 齊套技術計算方法

對于齊套的概念可以輕易地理解，但是在不同領域里，齊套的技術有所不同，要根據實際情況進行調整。但需要注意的是，不管在哪種設備的裝配過程中，齊套技術體現的都不僅僅是零配件之間的一種邏輯關系，更是設備之間、設備與管理者之間、設備與時間之間的一種空間關系［5－8］，只有處理好這些關系，才能充分地發揮齊套技術的作用。

某裝配生產線上共有n臺產品正在進行裝配，裝配線上共有m個工作臺，涉及此設備的零件共有q種。

設F為全部設備及配件的集合，F={F1，F2，F3，…，Fn};為設備Fi所需零件fj的數量;為設備Fi已分配的配件數量;為設備Fi進行齊套計算后的配件fj的庫存剩余量;為對設備Fi進行齊套計算后的理論庫存剩余量;為設備Fi進行齊套計算后配件fj的缺件數。

在設定完以上變量后，即可進行計算模型的建立。

(1)每臺設備所需配件的需求量:

(2)產品已分配的配件矩陣:

(3)目前庫存剩余量矩陣:

(4)做齊套計算后配件理論庫存量:

(5)各設備q種配件的缺件矩陣:

(6)某配件的缺件計算式為:L=N－Y－H，即:

在進行設備裝配時的順序為:

1號設備:L(1)=N(1)－Y(1)－H(0);

2號設備:L(2)=N(2)－Y(2)－H(1);

N號設備:L(n)=N(n)－Y(n)－H(n－1);

則第i種設備的第j種配件的缺件數:

庫存剩余量矩陣H和理論庫存剩余量狀態矩陣HH分別可轉化為:

矩陣中的負數表示缺件個數，正數表示剩余配件數。

在n套設備進行齊套計算后，各種配件的剩余量或缺件量為:

j配件缺件數量:Lj=H，HH＜0;

j配件剩余量:Hj=H，HH≥0。

3 應用實例

某礦山設備管理單位在檢修完某礦用設備之后進行裝配。其初始的狀態為:N=3，q=5。

配件剩余量:H(0)=(15，8，9，14，7)=HH(0);

配件需求量矩陣:Ni=(3，5，4，7，4);

設備已分配配件矩陣:F1=(3，5，3，3，4)，F2=(2，5，3，0，0)，F3=(2，1，1，3，0)。

經過矩陣計算后可得表1。

表1 矩陣計算結果

4 結論

(1)齊套技術在企業裝配過程中將會得到越來越多的應用。

(2)通過運用齊套技術之后，可以準確地預測到設備在裝配過程中所遇到的缺件類型及缺件數量，提前做好預防措施。

(3)企業可以合理地調配現有配件存量及未到貨配件的數量。

(4)利用齊套計算模型能達到裝配工作工時最少，浪費配件數量最少，裝配成本最低的目的。

［1］Rouen，B.The complete kit concept.International Journal of Production Research，Vol.30 NO.10，1992，2457－2466.

［2］Chen J F，Wilhelm W E.kitting in product assembly systems with parts substitutable.International Journal of Production Research，1997，35(10):2871－2897.

［3］盧虎生，朱 林，高學東.多智能體計劃調度系統的理論與應用［M］.北京:冶金工業出版社，2003.

［4］張 斌，于 明，王 晨，等.生產計劃制定過程的分析及數學模型 ［J］.工業工程與管理，2003(3):35－39.

［5］范玉順，黃雙喜，趙大哲.企業信息化整體解決方案［M］.北京:科學出版社，2004.

［6］薛冬娟，劉曉冰，邢英杰，等.復雜裝備集成生產管理系統總體方案設計與關鍵技術研究［J］.中國機械工程，2006，9(15):1798－1802.

［7］王萬良，吳啟迪.生產調度智能算法及其應用［M］.北京:科學出版社，2007.

［8］王林平.應用齊套概念的離散制造業生產調度問題研究［D］.大連:大連理工大學，2009.