农用车生产企业装配线平衡改善策略研究

黄培星

【摘 要】随着我国现代化农业的不断发展，越来越多的农用车被用于农业生产中，让农民从繁重的农活中得以解放出来，提高了农业生产效率。装配线是生产企业中至关重要的制造系统，装配线是否均衡，将直接影响企业生产体系的生产率。鉴于此，文章分析了装配线的工序时间，根据动作经济原则，制定出科学的操作方法与作业时间，并应用启发式算法对装配线进行平衡改善，最大限度地降低装配线的运行时间，有效减轻生产人员的劳动强度，使生产线变得更加均衡，提高生产企业的竞争力。

【关键词】农用车;装配线;平衡改善;策略

【中图分类号】F425;F272.3【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）04-0103-02

0 引言

近几年来，科学技术的快速发展，使制造业成为我国经济发展中的重要支柱型产业。而在制造业中，生产线的生产率一直都是企业关注的重点，要想实现对生产线的优化与调整，提高生产线的生产效率，降低生产节拍，农用车生产企业必须制订一套科学的生产方案，以此平衡改善生产线，从而使生产力得到显著提升。对于农用车生产企业来说，装配线作为产品生产的最后环节，需要装配线具有非常高的专业化程度，并且装配线是提高企业生产效率的关键，因此对装配线进行平衡改善已成为企业的重中之重。现阶段，已经研发出许多方法用于平衡改善装配线，如遗传算法、多目标决策算法等。考虑到装配线的平衡改善是由产品决定的，特别是对农用车来说，其装配环节十分复杂，因此只有深入研究其工序时间，才能获得理想的优化改善效果。为此，本文对农用车生产企业装配线的平衡改善策略进行深入研究。

1 农用车生产企业装配线中存在的问题

在现代化农业发展中，农业机械已经成为人们在农业生产中不可或缺的重要工具，这也使各种类型的农用车纷纷被应用于农业生产中。由于农用车的种类和型号较多，装配线涉及大量的装配环节，复杂性较高，使装配线的平衡改善难度大幅提升。对于农用车生产企业来说，如何适应瞬息万变的市场，已经成为决定企业能否生存的关键，只有充分掌握市场的实际需要，采取按需生产策略，才能实现效益的最大化，而其前提就是对装配线的平衡改善予以高度重视。就目前来看，许多农用车生产企业在装配线操作中普遍存在平衡失调、作业条件不够稳定、操作不正确及工序等待时间过长等问题。

2 农用车生产企业装配线平衡改善策略

对装配线进行平衡改善，需要确保其能够最大限度地减少人力资源的投入，减少不必要的浪费，使装配节拍具有一致性，进而实现装配线的稳定运行。为了达到这一目的，农用车生产企业的装配线平衡改善需要根据农用车的销售情况，找出影响农用车生产的相关因素，并分析这些因素之间的关系，以此明确造成装配线不均衡的关键因素，通过对这些因素进行调整与控制，使工作节拍发生改变，并对人员的配置进行调整，使生产成本得以有效降低。农用车装配工作有多个环节，装配人员需要依据农用车各个部分所具有的流动方向进行相应的操作。面对装配线中存在的问题，需要结合理论与实践，对农用车装配线进行深入的分析与研究，运用启发式算法对装配线进行相应的平衡改善，从而提高农用车的装配效率。启发式算法是在最优化算法的基础上演变而来的，启发式算法能够针对问题给出可行解。现阶段，启发式算法已经在工业制造领域中得到了广泛的应用，其实质是在时空范畴内，针对相应的问题提供相应的可行解。

启发式算法给出的可行解往往不是最优解，但同样也不是最坏的解，因此在应用启发式算法时，无法保证其求解速度是一致的。在现实问题求解中，会通过启发式算法获得答案，该算法主要包括两种：一种是元启发式算法，另一种是超启发式算法。近年来，随着人们对启发式算法研究的不断深入，越来越多的启发式算法被应用于装配线平衡改善问题之中，如DNA算法、遗传算法等，并获得了较为理想的应用效果。启发式算法在对农用车生产企业装配线进行平衡改善时，其算法流程具体如下：第一步，进行优化准备工作，然后对工位数及线平衡率期望值进行设定。第二步，对节拍值进行设定。第三步，对时间节拍值长的作业进行拆分，并对分配作业列表进行更新，然后搜索能够满足条件的集合，判定集合是否为空，如果为空集，则将下一工位作为当前工位，然后对分配作业列表进行重新更新。如果不是空集合，则应选择作业放入当前工位。第四步，对工位作业时间进行计算，判断未安排作业的列表是否为空，如果不是空的，则进行重新优化，并对节拍值进行调整，重新拆分时间大于节拍值的作业。如果是空的，则对线平衡率及工位作业的最长时间进行计算。第五步，判断工位作业内容是否需要调整，如果需要调整，则对节拍值进行调整，如果不需要调整，则直接存储后输出结果。

3 农用车生产企业装配线的平衡计算与实施

3.1 基础数据

某農用车生产企业在未进行平衡改善前所使用的装配线的产能为7.5万辆/年，其日均最大产量为300辆，在该企业中，其流水线布置为单线双班，每班产量为150辆，各个班组的工作时间为8 h，其生产节拍为192 s/辆。

3.2 平衡改善措施

通过对农用车生产企业装配线的生产情况进行测定，装配现场中的工序数共计10个步骤，其作业时间宽放系数设定为1.5，通过分析节拍值的调整规则可知，节拍值每次调整都是以0.1s进行增加或缩短的。此外，从农用车生产企业装配线的实际使用情况来看，装配线的这10道工序中，比节拍值长的工序为第4、第5、第6和第9工序，采用启发式算法对计算流程进行平衡，然后优化改善其原有工序，其算法流程运作过程中所采用的平衡改善措施如下：①减少部分工序中的作业内容，把现有方案中的部分工序长度置于测试工位前或固定阶段后，这些减少的作业内容要单独设立相应的工位来检查。②设置一个工位对测试前的部分作业内容进行检查，然后利用测试机对成品状态进行测试。③对第4、第5与第6工位进行相应的简化，然后重新排列工位，把绑线置于第4工位，把其他工序内容置于第5工位，在确保装配线的工位仍旧为10个的基础上，不增设新工位和安排新场地，从而有效避免了因工序过多而造成的场地浪费，使物料的堆放和搬运工作时间得到有效减少的同时，还能对类似工作进行整合，避免重复操作。通过以上措施进行平衡改善，并对数据进行测定，以此分析这些数据是否能够满足算法的应用流程要求。

3.3 平衡率

在农用车生产企业装配线平衡改善中，需要对平衡率进行计算，而在计算平衡率之前，需要求出其班产能，每班工作8 h，则其班产能为装配工作时间与节拍值之间的商，在未实现标准化前，其节拍为192 s每辆，班产能为150辆。在实现标准化后，其节拍值为180 s每辆，則班产能为160辆。在对装配线平衡率进行计算时，需要求出装配线的平衡率，具体计算公式如下：

P=总工序时间/（CT×工位数）×100%=■×100

在计算公式中，CT表示节拍，装配线平衡率由P表示，各个工序的数量为i，工位数也可以是人数，总工序时间由Ti表示。在未对装配线进行平衡改善前，通过计算可以得出装配线平衡率为70%，而其失衡率为30%。在对装配线进行平衡改善后，通过计算可以得出装配线平衡率为81%，失衡率为19%。

3.4 运算结果分析

通过采用启发式算法对农用车生产企业装配线进行平衡改善后发现，生产企业装配线的生产产能得到了一定程度的提升，基于启发式算法并结合动改法对作业任务进行改善并重新分派和优化组合后，提高了装配线平衡率，失衡率有所下降，同时生产节拍降低了，进而使企业的生产效率得到了提高。在对农用车生产企业装配线进行平衡改善后发现，整个制造时间比未平衡改善前减少了6 min，而且投入的人数也由原来的7人减少到6人，但工位的排布并未发生太大的变化。由此可见，动改法和启发式算法的结合使用不仅使生产节拍降低了，也减少了人力投入，使班产量得到了有效提高，从而提高了农用车生产企业装配线的生产效率。

4 结语

总而言之，随着现代化农业的发展，各个地区对农用车的需求也将不断增长，这无疑为农用车生产企业带来了巨大的发展契机。通过平衡改善现有的装配线，能够大大提高企业的生产效率，从而使企业能够更加适应瞬息万变的市场环境，实现按需生产，减少了人力投入，提高了班产量，实现了对农用车装配过程中各个工序的合理有序安排，降低了生产节拍。由此可见，启发式算法为装配线的平衡改善提供了一种可靠的应用方法。

参 考 文 献

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[责任编辑：陈泽琦]