| 标题 | 基于仿真分析发动机装配生产线平衡问题研究 |
| 范文 | 农永新 摘 要：在装配线规划过程中装配生产线平衡问题是重要的构成部分。本文主要对发动机装配生产线出现不平衡现象和原因、类型进行分析。并结合实例探讨装配生产线平衡问题的具体解决方法，为今后在实际工作中的具体应用奠定基础。 关键词：发动机装配生产线；平衡问题；研究 中图分类号：U468 文献标识码：A 流水线生产在现如今的生产组装线中属于较为先进的生产方式，不仅能够提高生产组装效率，而且还可以减少因为时间差带来的停滞或等待问题。生产线达到平衡的明显表现就是工作站间负荷的差距最小。工作站一般包含多个工序或者一个工序的物理区域。 1.生产线平衡相关分析具体研究 1.1 生产线平衡常见措施分析 在生产线平衡问题的研究过程中，具体可以采取以下措施：（1）对一个生产节拍进行渔鼓计算，然后再将整个加工需要使用的时间和工作站的数量相除，每个工作时间都应该最大限度地接近预估时间。（2）对于没有标记加工顺序的生产工序可以根据实际情况进行针对性的调整。（3）在生产过程中必然会遇见明显比预定加工节拍高出很多的生产工序，对于这个问题可以采用分散工序的方法解决，也就是将其分解为不同的工作站完成，这样生产工序的时间就会成倍减少。（4）为了确保工人能够熟练地开展操作过程，每个工作站中包含的工序数目都应该控制在合理范围内。（5）可以选择多个规划方案，再进行计算权衡之后选择一个最好的方案。 1.2 生产线平衡问题评价指标 在生产线平衡问题的研究过程中，平衡率是最常见的评价因素，也是对生产线平衡情况进行描述的重要目标。平衡率和CT值之间具备明显的联系。生产线平衡率的计算公式如下： 生产线平衡率=各工序时间总和/（工作站数*CT）*100% CT：工作站中最常生產周期。生产线平衡问题的解决需要降低工作站时间较长的工序，尽可能做到平均，平衡。实际上就是使工作站中各个具体的工作站时间尽可能地接近，让产品的加工时间最大限度的平均分配到每个工作站当中。 日产量Y是衡量生产线生产能力的指标，公式如下： T代表1天之内的有效工作时间。 2.minCk代表生产线平衡率 以仿真为基础分析发动机装配生产线平衡相关问题——以某厂发动机装配线为例 某工厂中存在一条因为产品类型更改需要进行重新规划的装配线。经过实地研究和探讨，准备打算采用人工平衡方法进行解决。主要内容如下所示： 2.1 具体生产工序及所需时间比较 整个发动机装配生产线包含诸多工序，而且每个工序所占据的时间也不同。从表1中的数据可以看出，总装配时间为2275s。最后一道装配工序在整个发动机生产工序中对装配的过程不会产生影响。所以并没有将其算在装配过程中。 生产节拍也是解决生产线平衡问题的重要指标。生产节拍就是两件产品在生产线上所间隔的时间。本次生产线的工作站数量为15，因此最终计算出的预估生产节拍P值为T/N=152s。 2.2 重新规划原有工位 在规划的过程中要使得每个工作站的时间最大限度的接近152s。在规划之后将一些工作时间比较长的工序分开，分到两个工作站当中。本次规划分别设置了两种方案，一种是表1的规划方案，另一种则是表2的规划方案。两者在工序时间的设置上存在不少差异。为了选择最佳方案，分别对两种规划方案进行计算。 首先第一种生产线平衡率计算得到数值为85.0%；第二种计算得出的生产线平衡率为94.3%。在经过特定的仿真软件进行分析之后，能够对每个工作站的具体情况进行明确。其中方案一具体情况为：工作站生产效率最低为71.8%；等待时间和产品加工周期所需要的时间分别为420s和2700s。在所有的工作站当中，生产效率少于85%以下的数量有10个左右。因此可以发现此种方案产品加工过程中的生产浪费现象十分严重。方案二当中的产品加工周期少于方案一，时间和等待时间分别为2500s和120s。工作站效率最低的数值为87.0%，在所有的工作站当中，生产效率少于90%的工作站只有几个，生产浪费现象明显更少。在比较了两个优化方案结果之后，可以发现在生产线平衡率以及每个工作站的工作效率改善上，通过方案二的效果都明显比方案一更加优越，和最佳水平更加接近。 3.发动机装配生产线可视化仿真建模及结果 特定的仿真步骤是当前衡量研究项目是否仿真成功的重要标志。为了使本次的研究结果得到实例验证分析，特别选择AutoMod仿真模型作为仿真平台对整个装配线进行动态仿真分析。具体开展仿真的过程和结果如下所示： （1）设定方针目标，目标的设定需要以已有的资源条件为根本，最大限度的实现三维模式呈现。工作站以及内部的负荷分布情况需要进行平衡，展最终使整个装配线的平衡性得到维持，使整个生产线的生产率得到提高。 （2）调研工作。建立发动机装配线可视化仿真系统。现场布局的内容包含人员、工作站、产品装配和产品类型、工作站等。 （3）构建仿真模型，图1为发动机装配生产线的仿真模型，其中最长的为Conveyor，是总装线，其余为分装线。 （4）仿真规划后数据输出 图2和图3分别为进行优化规划前后该生产前的日产量，从图中发现，优化规划之后的生产前日产量明显增加。这主要是因为采取了优化措施：工序分拆，常见的瓶颈工序包含活塞连杆总成装配，气门间隙调整以及摇臂总成装配。因此需要分拆工序，可以通过提高工人操作技术的熟练程度，或者增加工作人员的数量来实现，也可以增加自动化设备投入量，分解瓶颈工序，让一些瓶颈工序的工作拆分到不同的工位上完成，合理化布局生产线中的设备。总之这个生产装配线的生产周期也需要进行相应的优化调整，使每道工序所用的生产时间尽可能接近，减少瓶颈工序占用的时间。 结语 实际生产的过程中广泛存在安装时间平衡和生产线设计等平衡问题，但是与这些问题相关的研究总体上比较少。因此本文对生产线平衡中容易出现的问题以及导致平衡问题出现的原因和解决措施等进行仿真，证明解决生产线平衡问题的可行性和有效性。 参考文献 [1]李保东.装配生产线平衡分析与应用研究[D].重庆交通大学，2013. [2]陈维余.DYC公司总装生产线平衡问题研究[D].山东大学，2012. [3]杨召凯，刘德忠，李志强.发动机装配生产线平衡问题研究[J].机械设计与制造，2008（1）：215-217. |
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