生產線平衡問題——知識點、Leapms模型及python應用
本文要點:
(一)簡述了基礎工業工程中生產線平衡的知識
(二)用Leapms建模語言進行算例建模與求解
(三)用python畫出先決關係圖
(一)基礎工業工程中生產線平衡簡要知識點
流水生產的特點:
- 工作的專業化程度高
- 生產按節拍進行
- 工藝過程是封閉的
- 生產物件在工序間單向移動
- 工作地之間有傳送裝置連結
生產線平衡的概念:生產線平衡就是對生產的全部工序進行均衡化,調整作業負荷,以使各作業時間儘可能相近的技術手段與方法。
單品種流水線平衡方法
- 繪製裝配生產線的流程圖(緊前關係圖)
-
確定流水生產節拍:
運輸批量為1: $C=\frac{F_{e}}{N}$ C為流水線節拍,$F_{e}$為計劃期內有效工作時間,N為計劃期內應完成的產量
按批運輸時,$C_{p}=C*Q$ Q為運輸批量
- 計算最少工作地數:
$S_{min}=[\frac{W}{C}]$ W為工序總時間,C為節拍
- 選擇作業分配規則
- 計算流水線負荷率:$E=[\frac{W}{SC}]$
(二)用Leapms建模語言進行算例建模與求解
Leapms建模語言一個線性整數規劃的建模語言,追求精益、簡單、直接。其語言設計的原則包括:(1)採用描述性語言形式;(2)盡力與模型的數學表達形式一致。
算例:有一家電子工廠有一條生產線生產一種放大器。
此生產線由4個工作臺組成,生產放大器要經過 12 道工序,這些工序之間存在先決關係約束。
下表列出了每道工序需要花費的時間(分鐘),並列出了所有的直接先決關係。製造管理人員希望在滿足先決關係的條件下將這些工序分配到四個工作臺上, 以
算例解讀:即縮短組裝一臺放大器所需的總時間。每道工序都需要分配到一個工作臺上,並且在進行此工序時不許打斷。每個工作臺在一個時刻都只能進行一道工序。由於每個工作臺上的每個工序都對每個放大器重復執行一次,因此我們稱一臺放大器組裝所需的總時間為一個生產週期。當一臺放大器完成組裝之後,則工作臺 1 到 3 上的放大器都將移動到下一個工作臺上,並且在第一個工作臺上開始組裝新一臺放大器。
任務 | 描述 | 耗時 | 先決任務 |
1 | 準備外殼 | 3 | - |
2 | 組裝PCB與電源模組 | 6 | 1 |
3 | 組裝PCB與預放大器 | 7 | 1 |
4 | 放大器濾波器 | 6 | 2 |
5 | 推輓電路 | 4 | 2 |
6 | 連線PCB | 8 | 2,3 |
7 | 預放大器積體電路 | 9 | 3 |
8 | 調整連線 | 11 | 6 |
9 | 預放大器散熱器 | 2 | 4,5,8 |
10 | 保護柵格 | 13 | 8,11 |
11 | 靜電保護 | 4 | 7 |
12 | 裝上蓋子 | 3 | 9,10 |