服裝生產(chǎn)線的快速求解

服裝生產(chǎn)線的快速求解

隨著服裝生產(chǎn)的快速發(fā)展，服裝公司的生產(chǎn)和管理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。流水線的設(shè)計、工位的安排、工序的配置等成為服裝生產(chǎn)管理的難點。服裝品種的諸多變化使得生產(chǎn)工藝與工序變化無窮,快速交貨的要求使得生產(chǎn)節(jié)奏加快,對設(shè)備的多樣化要求和生產(chǎn)人員多工種操作的日益增多使得生產(chǎn)流水線的設(shè)計可變性增多,影響流水線設(shè)計的因素復(fù)雜多變,使得原來由經(jīng)驗加現(xiàn)場調(diào)節(jié)的方法無法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)管理的需要。利用計算機進行輔助管理勢在必行,將流水線生產(chǎn)的各種制約因素分析透徹,是建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型和利用計算機快速計算和求解的基礎(chǔ)。一、該溝槽設(shè)計的相關(guān)因素1.現(xiàn)代基本的線索形式流水線的布置包括機臺排布方式、半成品移動方式、機器的數(shù)量、種類、機器之間的距離等因素。基本的流水線形式有傳送帶式、單機組合式、集團式、吊掛傳輸式和快速反應(yīng)的模塊式等。無論是哪一種布置形式,影響生產(chǎn)效率的是流水線的編制效率和半成品的移動時間。在吊掛傳輸式等形式的流水線中,傳輸與生產(chǎn)同步,可將搬運時間設(shè)定為零。2.定員規(guī)劃設(shè)計生產(chǎn)人員的配置是根據(jù)生產(chǎn)品種和批量、工藝要求等進行的。服裝流水線生產(chǎn)的勞動定額以工時定額為主,單件小批量生產(chǎn)以產(chǎn)量定額為主。流水線的定員設(shè)計包括人數(shù)、工種、細分工種等內(nèi)容,不同員工的熟練程度、多機操作能力也是具體設(shè)計中要考慮的因素?？p紉流水線有生產(chǎn)工人數(shù)為50至60人的“大流水”和30人左右的“小流水”之分,在復(fù)雜的流水線中又通常劃分成幾個工段安排生產(chǎn)。3.服裝生產(chǎn)工序在生產(chǎn)設(shè)計中需要根據(jù)待加工品的實際情況規(guī)定其工藝要求和工藝流程,并拆分出具體工序。工序是構(gòu)成流水作業(yè)分工的單元,常以工序分析圖的形式來表示。工序的先后順序、加工方法、工序代號、每道工序所需的加工時間、所采用的機器種類等都在工序分析中體現(xiàn)出來。服裝產(chǎn)品的款式多變,工藝要求加工方法也要做出相應(yīng)的調(diào)整,服裝生產(chǎn)工序是流水線設(shè)計中的不斷變化的成分。目前國內(nèi)已經(jīng)開展了根據(jù)款式快速完成工藝設(shè)計和工序細分的研究,由中原工學(xué)院主持的河南省科技攻關(guān)項目的相關(guān)研究《模塊化快速生產(chǎn)設(shè)計研究與系統(tǒng)開發(fā)》已取得了一定的成果。實現(xiàn)方法主要由通過對工藝類別進行科學(xué)劃分和建立豐富的款式庫來實現(xiàn)。4.影響導(dǎo)線設(shè)計力在服裝流水線生產(chǎn)中,生產(chǎn)小組的及時反應(yīng)和調(diào)整能力也是影響流水線設(shè)計的因素之一。工人的適應(yīng)性、班組長的調(diào)節(jié)力度、現(xiàn)場管理和監(jiān)控、團隊的協(xié)作精神、對瓶頸工序的消化能力等都對流水線設(shè)計和效率造成影響。5.服裝生產(chǎn)線的設(shè)計服裝流行性強的特點決定了服裝產(chǎn)品更新快,為適應(yīng)快速交貨的要求,服裝生產(chǎn)的節(jié)奏也不斷加快,加工制品所要求的整批加工時間、頭件產(chǎn)出時間等是流水線設(shè)計的主要限定因素。以上這些相關(guān)因素在流水線設(shè)計中根據(jù)各企業(yè)情況可視為變量或定量,是求流水線設(shè)計最優(yōu)解的基礎(chǔ)條件。二、般生產(chǎn)單元的流水作業(yè)設(shè)計特點流水線設(shè)計的基本原則是生產(chǎn)效率高,這包括了減少人員使用、減少生產(chǎn)時間、平衡生產(chǎn)各環(huán)節(jié)、減少在制品回流等內(nèi)容。不同的企業(yè)和生產(chǎn)目標(biāo)要求也不同。總結(jié)如下:1.求流水線的最佳編制效率在組織流水生產(chǎn)時,各工作地負荷的確定應(yīng)以平均節(jié)拍為基準(zhǔn),實現(xiàn)工序同期化。工序分配或作業(yè)組織不合理會造成生產(chǎn)脫節(jié)或停工等待現(xiàn)象。通過工序分解或合并,科學(xué)配置每個工作地的負荷是平衡流水線生產(chǎn)的基本要求。流水線的編制效率:E%=T/[n×Max(Nk)]k=1,2,…,n其中:T:單位產(chǎn)品的總工時;n:生產(chǎn)人員總數(shù);k:表示每位生產(chǎn)人員;Nk:每位生產(chǎn)人員的累計生產(chǎn)時間;Max(Nk):瓶頸工位生產(chǎn)時間。一般流水線的編制效率要求在85%以上,其主要影響因素是瓶頸工位的生產(chǎn)時間。2.求最佳人員配置流水線定員沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)根據(jù)已確定的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品類型進行安排,生產(chǎn)品種和款式較為固定、批量較大、工藝復(fù)雜的產(chǎn)品如西服、制服宜采用大流水;而多品種、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)采用小流水以便靈活調(diào)控。定員人數(shù)可以根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和工人出勤率來計算:定員人數(shù)=生產(chǎn)任務(wù)定額工時/(每人生產(chǎn)時間×出勤率)一般生產(chǎn)單元的人員配置保持一定的穩(wěn)定性以便于互相配合。人員配置包括人員的數(shù)量和工種的配置,機工和附工的劃分一般保持固定,而機工中應(yīng)培養(yǎng)出能操作不同設(shè)備的人以增加流水線的靈活性。熟練程度不同的員工可以搭配組織在一條生產(chǎn)線中完成難度不同的工序。3.求最佳機位布置合理的流水線應(yīng)該使衣片和半成品的運輸路線最短,工人操作安全、方便;同時還要有利于生產(chǎn)管理和有效地利用生產(chǎn)面積。具體的布置要綜合考慮產(chǎn)品品種和批量、機器設(shè)備的種類和尺寸,廠房形式和柱網(wǎng)尺寸以及管理水平等條件。傳統(tǒng)的服裝生產(chǎn)的流水作業(yè)都具有較強的專業(yè)性,在長期的生產(chǎn)實踐中摸索出合理的機位排布,但面臨調(diào)換品種時會有許多不適。一些企業(yè)采用可調(diào)式流水作業(yè)布置,在設(shè)備下面裝有方便移位的輪子,便于機臺迅速地重新組合,變換生產(chǎn)形式。這種組合式的流水作業(yè)適應(yīng)于其品種的開發(fā)和小批量生產(chǎn)。4.求最短生產(chǎn)時間和最佳生產(chǎn)流量根據(jù)加工制品所要求的整批加工時間、頭件產(chǎn)出時間來決定流水線生產(chǎn)的節(jié)拍和進度及投入生產(chǎn)的人員數(shù)量,使生產(chǎn)各環(huán)節(jié)保持平衡。一般流水作業(yè)的流量是日產(chǎn)量的3倍,為滿足多品種、小批量、快節(jié)奏的需求,可以采用單元同步流水作業(yè)的方式,即:把一件產(chǎn)品分為若干獨立的單元,組成同步流水作業(yè),單元之間的流水傳遞量為3至4件。這種方式規(guī)模小、節(jié)奏快。從衣片的投入生產(chǎn)到產(chǎn)品的產(chǎn)出,一般大流水作業(yè)需要2至3天,而單元同步作業(yè)只需要產(chǎn)品工時定額的2倍即可。三、機臺的閑置補充在一般的服裝生產(chǎn)單位中,每生產(chǎn)小組的人員數(shù)量和技能情況一般是固定的,機臺有一定的閑置作補充。流水線的設(shè)計問題主要是在給定的服裝加工款式的情況下,求解各工序的最優(yōu)分配使得生產(chǎn)保持平衡并且耗時最少,下面就以此作為討論的基本條件求出流水線設(shè)計的最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。1.生產(chǎn)時間模型為了保證生產(chǎn)的平衡,每位生產(chǎn)人員的累計生產(chǎn)時間應(yīng)該相當(dāng),都接近流水節(jié)拍τ,即目標(biāo)函數(shù)G=min[∑(│Qk×Nk-τ│)]k=1,2,…,n其中:τ:流水節(jié)拍,τ=T/n;Nk:每位生產(chǎn)人員的累計生產(chǎn)時間;Qk:每位生產(chǎn)人員的熟練系數(shù)。由于在現(xiàn)代服裝生產(chǎn)中對特殊縫紉加工的要求增多,考慮員工一人多機操作的情況,每位生產(chǎn)人員的累計生產(chǎn)時間可表示為:Nk=NkA+NkB+NkC+…+NkMNkA,NkB,…,NkM為各工種的加工時間。最優(yōu)化流水線設(shè)計的問題實際上就是將拆分的各工序按照工種分配給相應(yīng)的生產(chǎn)人員,使得每人累計生產(chǎn)時間接近流水節(jié)拍。該目標(biāo)函數(shù)考慮了員工的熟練程度,將每人的操作情況以熟練系數(shù)的形式反映在函數(shù)中,盡量達到精確的效果。另外在該目標(biāo)函數(shù)中工種的劃分不僅能顧及一人多機的實際情況,還能將細分工種列入設(shè)計內(nèi)容,如:領(lǐng)子、袖子等重點部位的制作由專門的人員進行操作,可以設(shè)出其工種代碼,有效控制工序的分配。2.考慮生產(chǎn)流暢性的目標(biāo)函數(shù)由于在實際生產(chǎn)中,生產(chǎn)時間除了實際縫制加工時間之外,還包括半成品的運輸時間,所以高效率的流水線設(shè)計還應(yīng)該考慮生產(chǎn)過程的流暢性,盡量減少裁片的搬運和轉(zhuǎn)移,使生產(chǎn)時間和輔助生產(chǎn)時間的總和為最少,即:目標(biāo)函數(shù)G`=wm×∑(Tm)+ws×n×Max(Nk)k=1,2,…,n其中:Tm:有裁片轉(zhuǎn)移的工位間所需搬運時間;wm:搬運函數(shù)權(quán)數(shù);ws:縫紉加工函數(shù)權(quán)數(shù)。權(quán)數(shù)的確定根據(jù)企業(yè)實際情況調(diào)配,一般可設(shè)為1。四、啟發(fā)式搜尋模型目標(biāo)函數(shù)的建立為利用計算機進行輔助生產(chǎn)設(shè)計與管理建立了基礎(chǔ)。在各參數(shù)中,單位產(chǎn)品的總工時T和各工序的工時、生產(chǎn)人員總數(shù)n、每位生產(chǎn)人員的熟練系數(shù)Qk、各工位的加工時間與工種限制NkM、搬運函數(shù)權(quán)數(shù)wm、縫紉加工函數(shù)權(quán)數(shù)ws、各工位間所需的搬運時間等都可作為已知條件輸入。各工序的分配可采用啟發(fā)式搜尋法(HeuristicSearchMethods)進行。在人工智能的領(lǐng)域里,啟發(fā)式搜尋法是解決許多問題的基本法則。因為工序分配的問題實質(zhì)是空間矩陣的組合與設(shè)計問題,其中工作小組生產(chǎn)人員為一矩陣,細分工序為另一矩陣。在組合設(shè)計的問題上矩陣空間的使用非常普遍,常將實際的問題簡化為矩形空間的組合設(shè)計,再利用電腦模擬出