農用車生產企業裝配線平衡改善策略研究

黃培星

【摘 要】隨著我國現代化農業的不斷發展，越來越多的農用車被用于農業生產中，讓農民從繁重的農活中得以解放出來，提高了農業生產效率。裝配線是生產企業中至關重要的制造系統，裝配線是否均衡，將直接影響企業生產體系的生產率。鑒于此，文章分析了裝配線的工序時間，根據動作經濟原則，制定出科學的操作方法與作業時間，并應用啟發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，有效減輕生產人員的勞動強度，使生產線變得更加均衡，提高生產企業的競爭力。

【關鍵詞】農用車;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，科學技術的快速發展，使制造業成為我國經濟發展中的重要支柱型產業。而在制造業中，生產線的生產率一直都是企業關注的重點，要想實現對生產線的優化與調整，提高生產線的生產效率，降低生產節拍，農用車生產企業必須制訂一套科學的生產方案，以此平衡改善生產線，從而使生產力得到顯著提升。對于農用車生產企業來說，裝配線作為產品生產的最后環節，需要裝配線具有非常高的專業化程度，并且裝配線是提高企業生產效率的關鍵，因此對裝配線進行平衡改善已成為企業的重中之重。現階段，已經研發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品決定的，特別是對農用車來說，其裝配環節十分復雜，因此只有深入研究其工序時間，才能獲得理想的優化改善效果。為此，本文對農用車生產企業裝配線的平衡改善策略進行深入研究。

1 農用車生產企業裝配線中存在的問題

在現代化農業發展中，農業機械已經成為人們在農業生產中不可或缺的重要工具，這也使各種類型的農用車紛紛被應用于農業生產中。由于農用車的種類和型號較多，裝配線涉及大量的裝配環節，復雜性較高，使裝配線的平衡改善難度大幅提升。對于農用車生產企業來說，如何適應瞬息萬變的市場，已經成為決定企業能否生存的關鍵，只有充分掌握市場的實際需要，采取按需生產策略，才能實現效益的最大化，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，許多農用車生產企業在裝配線操作中普遍存在平衡失調、作業條件不夠穩定、操作不正確及工序等待時間過長等問題。

2 農用車生產企業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，使裝配節拍具有一致性，進而實現裝配線的穩定運行。為了達到這一目的，農用車生產企業的裝配線平衡改善需要根據農用車的銷售情況，找出影響農用車生產的相關因素，并分析這些因素之間的關系，以此明確造成裝配線不均衡的關鍵因素，通過對這些因素進行調整與控制，使工作節拍發生改變，并對人員的配置進行調整，使生產成本得以有效降低。農用車裝配工作有多個環節，裝配人員需要依據農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，需要結合理論與實踐，對農用車裝配線進行深入的分析與研究，運用啟發式算法對裝配線進行相應的平衡改善，從而提高農用車的裝配效率。啟發式算法是在最優化算法的基礎上演變而來的，啟發式算法能夠針對問題給出可行解。現階段，啟發式算法已經在工業制造領域中得到了廣泛的應用，其實質是在時空范疇內，針對相應的問題提供相應的可行解。

啟發式算法給出的可行解往往不是最優解，但同樣也不是最壞的解，因此在應用啟發式算法時，無法保證其求解速度是一致的。在現實問題求解中，會通過啟發式算法獲得答案，該算法主要包括兩種：一種是元啟發式算法，另一種是超啟發式算法。近年來，隨著人們對啟發式算法研究的不斷深入，越來越多的啟發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。啟發式算法在對農用車生產企業裝配線進行平衡改善時，其算法流程具體如下：第一步，進行優化準備工作，然后對工位數及線平衡率期望值進行設定。第二步，對節拍值進行設定。第三步，對時間節拍值長的作業進行拆分，并對分配作業列表進行更新，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，然后對分配作業列表進行重新更新。如果不是空集合，則應選擇作業放入當前工位。第四步，對工位作業時間進行計算，判斷未安排作業的列表是否為空，如果不是空的，則進行重新優化，并對節拍值進行調整，重新拆分時間大于節拍值的作業。如果是空的，則對線平衡率及工位作業的最長時間進行計算。第五步，判斷工位作業內容是否需要調整，如果需要調整，則對節拍值進行調整，如果不需要調整，則直接存儲后輸出結果。

3 農用車生產企業裝配線的平衡計算與實施

3.1 基礎數據

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

3.2 平衡改善措施

通過對農用車生產企業裝配線的生產情況進行測定，裝配現場中的工序數共計10個步驟，其作業時間寬放系數設定為1.5，通過分析節拍值的調整規則可知，節拍值每次調整都是以0.1s進行增加或縮短的。此外，從農用車生產企業裝配線的實際使用情況來看，裝配線的這10道工序中，比節拍值長的工序為第4、第5、第6和第9工序，采用啟發式算法對計算流程進行平衡，然后優化改善其原有工序，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內容，把現有方案中的部分工序長度置于測試工位前或固定階段后，這些減少的作業內容要單獨設立相應的工位來檢查。②設置一個工位對測試前的部分作業內容進行檢查，然后利用測試機對成品狀態進行測試。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，把其他工序內容置于第5工位，在確保裝配線的工位仍舊為10個的基礎上，不增設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，并對數據進行測定，以此分析這些數據是否能夠滿足算法的應用流程要求。

3.3 平衡率

在農用車生產企業裝配線平衡改善中，需要對平衡率進行計算，而在計算平衡率之前，需要求出其班產能，每班工作8 h，則其班產能為裝配工作時間與節拍值之間的商，在未實現標準化前，其節拍為192 s每輛，班產能為150輛。在實現標準化后，其節拍值為180 s每輛，則班產能為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）×100%=■×100

在計算公式中，CT表示節拍，裝配線平衡率由P表示，各個工序的數量為i，工位數也可以是人數，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 運算結果分析

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

4 結語

總而言之，隨著現代化農業的發展，各個地區對農用車的需求也將不斷增長，這無疑為農用車生產企業帶來了巨大的發展契機。通過平衡改善現有的裝配線，能夠大大提高企業的生產效率，從而使企業能夠更加適應瞬息萬變的市場環境，實現按需生產，減少了人力投入，提高了班產量，實現了對農用車裝配過程中各個工序的合理有序安排，降低了生產節拍。由此可見，啟發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

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[責任編輯：陳澤琦]