【“5W1H”探析法和“ECRS”原則在車間生產(chǎn)線平衡優(yōu)化中的應(yīng)用案例17000字（論文）】

“5W1H”分析法和“ECRS”原則在車間生產(chǎn)線平衡優(yōu)化中的應(yīng)用案例目錄TOC\o"1-2"\h\u2811摘要 1199601緒論 22727第1章：緒論。論述了生產(chǎn)線平衡問題的研究背景及意義。 394311.2.2研究技術(shù)路線 35142.1.1生產(chǎn)線平衡的概念 5209922.1.2生產(chǎn)線平衡評(píng)判指標(biāo) 5111282.2.1程序分析 67462.2.3ECRS原則 7205993.1.1X公司簡(jiǎn)介 9117293.1.2X公司生產(chǎn)主要問題 9160453.3.1作業(yè)數(shù)據(jù)測(cè)定方法 11247173.3.2工序作業(yè)時(shí)間測(cè)定 13204883.3.3工序作業(yè)時(shí)間分析 14191914.2.1流程優(yōu)化 17255904.2.2瓶頸工序優(yōu)化 1824964.3.1生產(chǎn)線平衡數(shù)學(xué)模型的建立 20234234.3.2基于Lingo軟件的模型求解 22摘要近年來，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)進(jìn)步很快，人民的消費(fèi)水平不斷提高，制造業(yè)蓬勃發(fā)展。為了充分滿足市場(chǎng)的多元化需要，提升市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，企業(yè)必須盡量降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)同步生產(chǎn)。企業(yè)需要提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)率，以滿足客戶的需求。實(shí)現(xiàn)一個(gè)流生產(chǎn)，使生產(chǎn)線的各個(gè)工序都能夠達(dá)到平衡。生產(chǎn)線平衡要求在一個(gè)給定的約束條件下，將一系列的作業(yè)要素可以合理分配給合適數(shù)量的工位。并且能夠滿足各種作業(yè)要素之間的優(yōu)先關(guān)系，從而大大提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。本文介紹了“5W1H”分析法和“ECRS”原則在案例企業(yè)SMT車間生產(chǎn)線平衡優(yōu)化中的應(yīng)用。通過分析生產(chǎn)線的評(píng)價(jià)指標(biāo)，得到平衡效果。對(duì)SMT車間生產(chǎn)線的生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的分析。對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程進(jìn)行系統(tǒng)的整理，然后對(duì)生產(chǎn)線各個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間采用秒表測(cè)時(shí)法進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)秒表測(cè)時(shí)法的步驟制定出生產(chǎn)線各個(gè)工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間。找出生產(chǎn)線上超出生產(chǎn)節(jié)拍的工序，對(duì)這一工序進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化，降到生產(chǎn)節(jié)拍以下。通過計(jì)算生產(chǎn)線的平衡率，說明生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力。根據(jù)生產(chǎn)線的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)存在的問題，對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化。消除生產(chǎn)流程中的超節(jié)拍工序和不合理的工序，合并較為簡(jiǎn)單的作業(yè)工序。設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，利用0-1整數(shù)規(guī)劃方法建立數(shù)學(xué)模型。再通過lingo軟件求解，得到最小工作站劃分方案。最后，重新計(jì)算生產(chǎn)線優(yōu)化后的工序作業(yè)時(shí)間。對(duì)比分析優(yōu)化前和優(yōu)化后的生產(chǎn)線平衡率和平衡性指數(shù)，根據(jù)結(jié)果說明生產(chǎn)線平衡優(yōu)化后得到了一定程度的提高。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線平衡；SMT車間；lingo1緒論1.1研究背景及意義1.1.1研究背景目前，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)正處于快速發(fā)展階段，也帶動(dòng)了制造業(yè)的發(fā)展，制造業(yè)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，是國(guó)家全力扶持的支柱產(chǎn)業(yè)。如果企業(yè)想占取更廣闊的市場(chǎng)和獲取更大的利益，就需要從自身出發(fā)，事實(shí)求事，找出問題的關(guān)鍵，并根據(jù)問題的實(shí)際情況采取相對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行整改，整改完之后還要進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化，這樣更有利于提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)效率有了提高，市場(chǎng)的占有率和收益也會(huì)顯著提高。一個(gè)高效的生產(chǎn)體系就意味著具有更高的生產(chǎn)效率，能給企業(yè)創(chuàng)造更多的利益。在大大提高生產(chǎn)效率這個(gè)方面，制造企業(yè)必須建立完善的作業(yè)指導(dǎo)書，以確保作業(yè)人員操作熟練。提高生產(chǎn)技術(shù)是企業(yè)首要實(shí)行的措施，也是提高效率的客觀條件。使生產(chǎn)線達(dá)到更高的平衡并不斷優(yōu)化，保持更高的生產(chǎn)效率。X公司是一家生產(chǎn)汽車PCB板的公司。伴隨著我國(guó)汽車行業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展與繁榮，對(duì)汽車軟硬件設(shè)備的需求量不斷地增加，公司的訂單量也隨著需求量逐年增加，但公司產(chǎn)品產(chǎn)量不能滿足市場(chǎng)的需求。同時(shí)，公司因?yàn)楦鞣N費(fèi)用的增加，雖然公司經(jīng)濟(jì)收入在不斷增加，但實(shí)際產(chǎn)品盈利并沒有與營(yíng)業(yè)收入同比例增長(zhǎng)。因此，公司急不可耐地想改變這一現(xiàn)狀，想要提高生產(chǎn)效率以此滿足市場(chǎng)需求，并且降低成本來獲取更多利潤(rùn)，可以通過生產(chǎn)線平衡優(yōu)化來解決X公司的問題，以此達(dá)到想要的效果。1.1.2研究意義一個(gè)高效的生產(chǎn)系統(tǒng)可以使生產(chǎn)更加順暢，流程更加合理，減少因?yàn)樯a(chǎn)流程安排不恰當(dāng)，導(dǎo)致的生產(chǎn)庫存堆積過多和生產(chǎn)停滯不前，需要增強(qiáng)生產(chǎn)計(jì)劃的規(guī)劃與合理性，就此縮短生產(chǎn)周期，加快訂單交付能力。因此，研究生產(chǎn)線的平衡問題非常關(guān)鍵，意義如下所述：（1）提高流水加工線中的生產(chǎn)效率。憑借著車間技術(shù)的改進(jìn)，協(xié)調(diào)生產(chǎn)線的各方機(jī)會(huì)，重新梳理各生產(chǎn)線的工序內(nèi)容。使生產(chǎn)過程中的每道工序變得更加順暢，確保生產(chǎn)的持續(xù)性，減少生產(chǎn)過程中的不正常情況，使生產(chǎn)線效率有大幅度的提高，能夠生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品。（2）提高產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)作業(yè)的詳細(xì)區(qū)分可以有效地減輕作業(yè)任務(wù)的繁瑣，更加便于操作人員的實(shí)際操作。當(dāng)產(chǎn)品有不足與缺陷時(shí)，能更迅速、更精準(zhǔn)地找出問題的“漏洞”的操作過程，盡早地解決問題，使由此造成的停機(jī)時(shí)間和對(duì)生產(chǎn)工作進(jìn)程的影響降到更低，同時(shí)也確保了產(chǎn)品的質(zhì)量。（3）提高操作者的積極主動(dòng)性。均衡生產(chǎn)確保了生產(chǎn)的公平性合理性，同時(shí)工作量也更加均衡。身在瓶頸工位的工人不需要過長(zhǎng)時(shí)間處于高壓高強(qiáng)度的工作狀態(tài)之下。這樣既保證作業(yè)速度不減緩，又保證產(chǎn)品質(zhì)量不下跌。1.2研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線1.2.1研究?jī)?nèi)容本文主要運(yùn)用“5W1H”分析和“ECRS”原則對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程進(jìn)行分析，解決生產(chǎn)流程中所存在的問題，并運(yùn)用0-1整數(shù)規(guī)劃理論，建立數(shù)學(xué)模型后用lingo求解，重新劃分生產(chǎn)線的各個(gè)工序，將一些工作站合并在一起，減少工序數(shù)，減少人員和機(jī)器，起到優(yōu)化生產(chǎn)線的目的。第1章：緒論。論述了生產(chǎn)線平衡問題的研究背景及意義。第2章：相關(guān)理論概述。對(duì)生產(chǎn)線平衡優(yōu)化中的相關(guān)理論與相關(guān)方法進(jìn)行了介紹，為后續(xù)的研究提供一定的基礎(chǔ)。第3章：X公司SMT車間生產(chǎn)線的現(xiàn)狀分析。根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況存在的一些現(xiàn)象分析了SMT車間生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程存在的問題。根據(jù)生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程，采用秒表測(cè)時(shí)法確定了生產(chǎn)線各個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間。再整理數(shù)據(jù)得出標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間。然后計(jì)算了生產(chǎn)線的平衡率和平滑性指數(shù)，得到生產(chǎn)線的平衡效果。第4章：SMT車間生產(chǎn)線優(yōu)化方案。分析現(xiàn)狀所存在的問題，優(yōu)化SMT車間生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程。采用0-1整數(shù)規(guī)劃方法對(duì)生產(chǎn)線平衡問題進(jìn)行研究，并建立數(shù)學(xué)模型，然后利用lingo軟件進(jìn)行求解。根據(jù)工作站劃分方案，對(duì)生產(chǎn)線平衡進(jìn)行優(yōu)化。第5章：總結(jié)。對(duì)本文研究的內(nèi)容及優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行一個(gè)概括性的總結(jié)。1.2.2研究技術(shù)路線本文的研究思路，首先是明確研究的方向，其次是對(duì)相關(guān)理論與方法進(jìn)行概述。接下來對(duì)所研究對(duì)象進(jìn)行細(xì)致的現(xiàn)狀分析，發(fā)現(xiàn)存在的問題有哪些。然后，根據(jù)問題提出相對(duì)應(yīng)的優(yōu)化方案并實(shí)施優(yōu)化。最后，對(duì)其優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析得出總結(jié)。技術(shù)路線如圖1-1所示：圖1-1研究技術(shù)路線圖2相關(guān)理論概述2.1生產(chǎn)線平衡概述2.1.1生產(chǎn)線平衡的概念生產(chǎn)線平衡是對(duì)生產(chǎn)線各工序均衡情況進(jìn)行分析的一種技術(shù)方法，對(duì)生產(chǎn)線的工序時(shí)間合理安排。通過調(diào)整各工序相互之間的作業(yè)時(shí)間平均化，讓每個(gè)工序都可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，相差不會(huì)太大。從而消除各種工序間的作業(yè)時(shí)間浪費(fèi)，提升生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和減少等待時(shí)間。生產(chǎn)線平衡是生產(chǎn)流程優(yōu)化與生產(chǎn)能力提高最重要的方法，對(duì)生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，合理分配，規(guī)范生產(chǎn)作業(yè)，平衡作業(yè)時(shí)間。在實(shí)際的生產(chǎn)環(huán)境中會(huì)受到各種條件的干擾，導(dǎo)致生產(chǎn)線都不能做到完全平衡。造成生產(chǎn)線不平衡的重要原因之一就是瓶頸工序的存在，如果不解決生產(chǎn)瓶頸，那么各工序作業(yè)不等會(huì)造成時(shí)間損失，這樣就會(huì)嚴(yán)重影響到下一步的工序，導(dǎo)致工作的開展十分困難，甚至?xí)绊懻麄€(gè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，造成停滯，還會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度。實(shí)施生產(chǎn)線平衡優(yōu)化的目的，是為了在生產(chǎn)工作的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)流的流暢生產(chǎn)模式。其理想狀態(tài)是使工序和工序之間按照相同的節(jié)奏生產(chǎn)產(chǎn)品，消除多余的作業(yè)等待，減少等待時(shí)間，以此提高整個(gè)生產(chǎn)線在運(yùn)行中的平衡性和穩(wěn)定性，并且提高效率。2.1.2生產(chǎn)線平衡評(píng)判指標(biāo)生產(chǎn)線的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括兩個(gè)，這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)是生產(chǎn)線平衡率（LB）和平滑性指數(shù)（SI）。影響生產(chǎn)線平衡率和平滑性指數(shù)指標(biāo)的因素有工序作業(yè)時(shí)間、瓶頸時(shí)間、生產(chǎn)節(jié)拍、空閑時(shí)間等。利用生產(chǎn)線平衡率公式計(jì)算得出結(jié)果，將結(jié)果與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)兩者之間進(jìn)行比較。得到對(duì)比的評(píng)價(jià)結(jié)果，這樣可以更加了解生產(chǎn)線的平衡情況是怎樣的。（1）生產(chǎn)線平衡率（LB）的計(jì)算公式如下:LB=其中:N表示生產(chǎn)線的工位數(shù)。T表示生產(chǎn)線第i個(gè)工位的操作時(shí)間。P表示生產(chǎn)線的瓶頸時(shí)間。通過計(jì)算生產(chǎn)線的平衡率，得到評(píng)價(jià)結(jié)果，將計(jì)算所得到的結(jié)果與生產(chǎn)線平衡效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)這兩者之間進(jìn)行比較。根據(jù)生產(chǎn)線平衡率的區(qū)間范圍，看結(jié)果屬于哪個(gè)范圍內(nèi)，得出生產(chǎn)線平衡性的結(jié)果。制定的平衡效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2-1所示:表2-1平衡效果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表生產(chǎn)線平衡率（LB）評(píng)價(jià)結(jié)果LB≥90%優(yōu)80%≤LB<90%良LB<80%差（2）平滑性指數(shù)（SI）的計(jì)算公式如下：SI=其中：SI表示生產(chǎn)線作業(yè)時(shí)間的平滑性指數(shù)。N表示生產(chǎn)線的總工位數(shù)。C表示生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍。平滑性指數(shù)的計(jì)算主要涉及到生產(chǎn)線的作業(yè)時(shí)間和生產(chǎn)節(jié)拍，還有總工位數(shù)。通過對(duì)生產(chǎn)線上不同工位作業(yè)時(shí)間，工位之間的這個(gè)關(guān)系來衡量生產(chǎn)線作業(yè)時(shí)間?？磿r(shí)間波動(dòng)的大小，時(shí)間波動(dòng)的情況，以此確定平滑性指數(shù)。采用平滑性指數(shù)的方法，可以對(duì)生產(chǎn)線平衡性進(jìn)行一個(gè)補(bǔ)充，說明平衡效果。也可以對(duì)優(yōu)化前和優(yōu)化后的生產(chǎn)線進(jìn)行平衡效果分析，對(duì)優(yōu)化前后生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程這兩者之間進(jìn)行比較。比較過后，在一定程度上可以體現(xiàn)優(yōu)化前和優(yōu)化后的效果，這樣可以對(duì)以后的改進(jìn)起重要作用。SI值越大，這就說明了工位與工位之間的作業(yè)時(shí)間分布越分散，均衡性也會(huì)變得越差。否則，說明工位與工位之間的作業(yè)時(shí)間分布越集中，時(shí)間相差不大。優(yōu)化前后的偏差程度越大，優(yōu)化的效果越明顯。2.2工業(yè)工程相關(guān)理論和方法2.2.1程序分析程序分析這種方法的技術(shù)就是以生產(chǎn)線為主要分析對(duì)象，對(duì)整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程進(jìn)行系統(tǒng)的一步步拆分。分析改善整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程中存在的一些不完善的生產(chǎn)內(nèi)容和方法、生產(chǎn)程序及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的空間結(jié)構(gòu)配置情況。并通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目疾炫c分析，制定一種最經(jīng)濟(jì)合理、最優(yōu)化的解決方案。其中的分析方法主要包括有生產(chǎn)流程圖和線路圖。程序分析可以反映流程的整體狀況，根據(jù)現(xiàn)有流程存在的問題，研究出改進(jìn)的對(duì)策，可以提高流程的效率。它是以符號(hào)這種形式來記錄整個(gè)流程，分析和改進(jìn)生產(chǎn)過程的一種IE方法。程序分析的目的是：（1）把握生產(chǎn)過程的整個(gè)流程。確定生產(chǎn)流程的步驟，工序和工序之間的總的關(guān)系和每一個(gè)操作人員需要的作業(yè)時(shí)間，找出工序和工序之間存在的一些不平衡問題。（2）查找生產(chǎn)線的流程問題。發(fā)現(xiàn)和合理完善一些可能經(jīng)常會(huì)讓人覺得時(shí)間多余的一些工序，看到在生產(chǎn)過程中可能用時(shí)比較多的一些工序，重新安排工序間的內(nèi)容，合理的合并相似的這些工序，去掉一些暫停和閑余的工序，合并一些生產(chǎn)過程中過度細(xì)分的工序或者說只是一些重要性大的工序。2.2.2“5W1H”分析“5W1H”分析法通過對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)過程的問題點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)發(fā)問，發(fā)現(xiàn)存在的問題，再找出問題的原因是什么，分析每道工序在設(shè)計(jì)上的改進(jìn)，找到更好的工序方法，并結(jié)合ECRS原則給出具體的改進(jìn)方法?！?W1H”這種提問方法能對(duì)工序調(diào)查結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)的一次次提問，在對(duì)生產(chǎn)線的工序進(jìn)行充分的調(diào)查。了解工序的細(xì)致內(nèi)容，工序的耗時(shí)時(shí)間，工序存在的必要，研究工序的諸多因素。對(duì)生產(chǎn)線的工序內(nèi)容(What)、生產(chǎn)線的操作人員(Who)、生產(chǎn)線的工序位置(Where)、生產(chǎn)線的操作時(shí)間(When)、怎么操作(How)和為什么這樣做(Why)，對(duì)生產(chǎn)線的這幾個(gè)問題通過變化方式，變化方法進(jìn)行第一次提問、第二次問題和第三次提問，根據(jù)答案分析工序與工序之間的相關(guān)性，找到問題產(chǎn)生的原因并對(duì)其進(jìn)行分析，找到可以完善工序和改進(jìn)工序的方法。通過表2-2能更加清晰的看懂這個(gè)提問法。表2-2“5W1H”提問表提問點(diǎn)第一次提問第二次提問第三次提問提問現(xiàn)狀提問原因能否優(yōu)化What（作業(yè)內(nèi)容）是做什么的有沒有必要做能否縮減內(nèi)容Why（作業(yè)原因）為什么要做如何做的原因能否換個(gè)方法When（作業(yè)時(shí)間）什么時(shí)候做那時(shí)做的原因能否換個(gè)時(shí)間Where（作業(yè)地點(diǎn)）在什么地點(diǎn)做那里做的原因能否換個(gè)地點(diǎn)Who（作業(yè)人員）哪個(gè)人員來做這人做的原因能否換個(gè)人員How（作業(yè)方式）用什么方式做這樣做的原因能否換個(gè)方式在對(duì)作業(yè)內(nèi)容、作業(yè)原因、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)地點(diǎn)、作業(yè)人員、作業(yè)方式，這幾個(gè)必須提問的問題進(jìn)行第一次提問后，可以初步了解現(xiàn)狀。第二次提問后，就可以大致了解所存在的問題，第三次的提問就是找出優(yōu)化方法的可能性，為接下來的進(jìn)一步優(yōu)化做好鋪墊。2.2.3ECRS原則在“5W1H”分析的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合ECRS原則進(jìn)行一步的分析。在ECRS原則的之下可以從實(shí)踐中找出一個(gè)對(duì)于生產(chǎn)流程大致的改進(jìn)方向，并找到一種更好的方法來替換目前存在問題的方法。運(yùn)用ECRS的四項(xiàng)原則，一是取消、二是合并、三是重組、四是簡(jiǎn)化，在四項(xiàng)原則中找到更好的方法幫助企業(yè)解決生產(chǎn)線平衡問題。（1）取消。通過取消生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程中沒有必要的工序、動(dòng)作、操作，有效的改進(jìn)生產(chǎn)線，是改進(jìn)的最高原則。通過研究生產(chǎn)線的某一工作內(nèi)容是否可以取消，改進(jìn)工作程序，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。沒有必要存在的作業(yè)操作、搬運(yùn)動(dòng)作、人工檢驗(yàn)等都應(yīng)取消，特別針對(duì)在生產(chǎn)流程中一些工作量較大的作業(yè)工序，可以適當(dāng)取消部分工序。（2）合并。對(duì)于不能取消工序而又有必要的工序，看是不是能夠合并在一塊，可以合并就合并在一塊，這樣可以達(dá)到節(jié)省時(shí)間和簡(jiǎn)化工序的目的。合并就是將工序合起來變成一個(gè)，有工序和工序之間的合并，還有工具和工具之間的合并。經(jīng)過合并調(diào)整操作之后，減少了工序，避免發(fā)生重復(fù)情況，節(jié)省人力物力。當(dāng)生產(chǎn)線的工序之間出現(xiàn)不平衡時(shí)，可以考慮是否合并。（3）重排。取消和合并以后，重新排列生產(chǎn)線的所有作業(yè)時(shí)間，合理的安排作業(yè)人員的順序和作業(yè)工序的步驟。在重新排列這一過程中，還可以反復(fù)思考是否還有更優(yōu)的排列方案，發(fā)現(xiàn)是否還有其他工序可以取消和合并的。讓整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程重新排列后更加合理，使生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率提高。（4）簡(jiǎn)化。經(jīng)過取消、合并、重排這三個(gè)步驟的操作后，分析作業(yè)工序有沒有簡(jiǎn)化的可能，盡可能的減少生產(chǎn)作業(yè)時(shí)間。簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，節(jié)省作業(yè)人員，節(jié)省工序的作業(yè)時(shí)間、節(jié)省一些機(jī)器產(chǎn)生的固定費(fèi)用，提高生產(chǎn)線的整體工作效率。經(jīng)過簡(jiǎn)單優(yōu)化之后，會(huì)讓整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程得到了更好的優(yōu)化。2.3Lingo軟件簡(jiǎn)介L(zhǎng)ingo軟件是一個(gè)和數(shù)學(xué)相關(guān)的軟件，對(duì)數(shù)學(xué)類的研究非常深入，這款軟件的操作還非常簡(jiǎn)單，還是非常實(shí)用的。這款軟件可以求解各種優(yōu)化問題，對(duì)非線性、線性和整數(shù)規(guī)劃等數(shù)學(xué)問題能非?？斓倪\(yùn)行出來。允許決策變量是整數(shù)，內(nèi)置的建模語言包含了幾十個(gè)內(nèi)部函數(shù)，使用非常簡(jiǎn)單方便，功能強(qiáng)大。只需要在頁面窗口中輸入集合定義段，目標(biāo)函數(shù)段，約束和數(shù)據(jù)段。通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行可以得到目標(biāo)值的最優(yōu)解，和其他軟件的求解方法對(duì)比，省去了復(fù)雜的中間計(jì)算過程。Lingo軟件在數(shù)學(xué)規(guī)劃這個(gè)方面是比較有自己特點(diǎn)的，通過以下說明：（1）模型語言簡(jiǎn)單Lingo軟件可以使編輯出來的程序更加便于用戶理解和修改。Lingo軟件的數(shù)學(xué)建模語言方式與其他軟件的數(shù)學(xué)語言是非常接近的，通俗易懂，用戶可以很方便的在軟件上進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。（2）數(shù)據(jù)讀取方便Lingo軟件根據(jù)實(shí)際問題建立的數(shù)學(xué)模型，在輸入和輸出數(shù)據(jù)方面很方便，讀取數(shù)據(jù)庫中的資料也很快速，結(jié)果運(yùn)行速度也是非?？斓?。操作方法很簡(jiǎn)單，可以快捷生成數(shù)據(jù)的報(bào)告。（3）建模函數(shù)較多Lingo軟件里面包括了很多的實(shí)際應(yīng)用中會(huì)用到的一些常用的建模函數(shù)，從而能以比較少的語句，較直觀的方式描述比較大規(guī)模的優(yōu)化模型，方便與其他軟件交換數(shù)據(jù)，使用戶建模操作更易上手。（4）求解器運(yùn)行快Lingo軟件有一個(gè)特點(diǎn)是對(duì)數(shù)學(xué)規(guī)劃問題的求解很迅速，原因是因?yàn)長(zhǎng)ingo軟件有一個(gè)很厲害的求解器。這個(gè)求解器是非常重要的一個(gè)部分，正是由于有了它，運(yùn)行速度才很快。在求解其他規(guī)劃問題的時(shí)候，用戶可以通過Lingo軟件直接讀取模型，而無需指定相應(yīng)的求解器，軟件會(huì)自動(dòng)選擇適合的求解器。（5）模型功能強(qiáng)大Lingo軟件還為用戶設(shè)計(jì)開發(fā)了一套功能很厲害的模型環(huán)境。這個(gè)模型的功能厲害之處在于，可以讓用戶在頁面窗口中輸入代碼時(shí)，直接選擇在軟件內(nèi)運(yùn)行用戶之前就已經(jīng)編輯保存過的模板，對(duì)這個(gè)模板直接調(diào)用。很方便的針對(duì)數(shù)學(xué)模型求解，使用起來也很容易操作。3X公司生產(chǎn)線現(xiàn)狀分析3.1X公司概況3.1.1X公司簡(jiǎn)介X公司成立于2009年，專注于對(duì)各項(xiàng)系統(tǒng)的技術(shù)開發(fā)、原材料的購買、生產(chǎn)制造等一系列相關(guān)的設(shè)計(jì)。當(dāng)下，公司擁有先進(jìn)完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線、機(jī)器設(shè)備以及功能強(qiáng)大的ERP系統(tǒng)。有8條SMT生產(chǎn)線，4條DIP生產(chǎn)線，產(chǎn)品成品的組裝線有2條。研發(fā)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)人員占比有十分之一，工程師級(jí)別的人員是最多的占比?？蛻舯椴急泵?、歐洲、亞洲，公司的業(yè)務(wù)范圍是主要做醫(yī)療器械產(chǎn)品、汽車設(shè)備產(chǎn)品、智能工控產(chǎn)品及各種PCB板的設(shè)計(jì)，研發(fā)生產(chǎn)各類電子產(chǎn)品。本文選取X公司汽車產(chǎn)品生產(chǎn)線作為研究對(duì)象，以優(yōu)化生產(chǎn)線平衡為目標(biāo)。整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程可以劃分為兩塊：前道生產(chǎn)和后道生產(chǎn)。其中前道的作業(yè)工序主要是在SMT車間貼片生產(chǎn)PCB板，后道的作業(yè)工序則是DIP插件。前道的生產(chǎn)都是依靠自動(dòng)化生產(chǎn)，自動(dòng)化的機(jī)器生產(chǎn)有助于提升作業(yè)生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化。這也是公司為什么要優(yōu)化SMT車間生產(chǎn)線的主要因素。后道生產(chǎn)多采用人工進(jìn)行插件大個(gè)的元器件，相對(duì)于機(jī)器來說，手工操作的速度比不上機(jī)器自動(dòng)操作。加上公司特別重視生產(chǎn)線的不斷優(yōu)化改進(jìn)，作業(yè)指導(dǎo)書一直改變，造成作業(yè)人員對(duì)操作內(nèi)容和方法沒有完全掌握，不夠熟悉，這會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線產(chǎn)能上不去。3.1.2X公司生產(chǎn)主要問題（1）產(chǎn)能不足目前，X公司配置有8條SMT生產(chǎn)線，本文以BYD客戶訂單為例進(jìn)行研究。根據(jù)公司近期收到的BYD客戶訂單，客戶月均需求量約為24640件產(chǎn)品。如果要滿足訂單的需求，按照公司目前的生產(chǎn)進(jìn)度，今后的日產(chǎn)量需要達(dá)到1120件，即生產(chǎn)節(jié)拍為35.3s。通過企業(yè)當(dāng)前的每天生產(chǎn)數(shù)量的報(bào)表數(shù)據(jù)得知，每天的產(chǎn)出數(shù)量為980件，這個(gè)數(shù)量并不能滿足訂單所需求的數(shù)量。因此，企業(yè)為了儲(chǔ)備庫存，生產(chǎn)計(jì)劃經(jīng)常進(jìn)行修改，每天都變化，再根據(jù)客戶的要求，有些產(chǎn)品需要安排優(yōu)先生產(chǎn)。生產(chǎn)線經(jīng)常換線，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品產(chǎn)出速度遭到耽擱。必須提前生產(chǎn)一定量的產(chǎn)品，有合理的庫存，才不會(huì)每天被客戶催。為了訂單能及時(shí)完成，對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行優(yōu)化刻不容緩。瓶頸工序是優(yōu)化的關(guān)鍵，是整條生產(chǎn)線上用時(shí)最長(zhǎng)的一個(gè)作業(yè)工序。這一工序決定生產(chǎn)線的產(chǎn)量，想要提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，必須縮短瓶頸工序的作業(yè)時(shí)間。（2）生產(chǎn)不平衡X公司各個(gè)工序作業(yè)不均衡，各工序間所產(chǎn)生的問題、浪費(fèi)和矛盾顯而易見，在發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，分析找出存在的原因，給出解決的方法。然后把人、機(jī)器、時(shí)間充分利用，使作業(yè)人員能同時(shí)操作多臺(tái)自動(dòng)化機(jī)器，培養(yǎng)成為多能工，按生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程順序?qū)C(jī)器設(shè)備進(jìn)行合理的安排，減少作業(yè)過程的浪費(fèi)，縮短作業(yè)程序的時(shí)間，有效降低生產(chǎn)成本。根據(jù)一個(gè)流的基本思路，及時(shí)制造，消除一切浪費(fèi)，設(shè)計(jì)一條較為均衡的生產(chǎn)流程。使產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中平均的流動(dòng)，消除每一道作業(yè)工序之間的停滯狀態(tài)，將工序內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合，使生產(chǎn)線作業(yè)時(shí)間達(dá)到均衡。X公司一直都很看重到生產(chǎn)方面的管理，開展線上及線下的生產(chǎn)管理方面的相關(guān)培訓(xùn)，在管理上減少不合理，從而使效率得到提升。但是，在生產(chǎn)過程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)突發(fā)狀況，對(duì)生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成一定的壓力。因?yàn)椴缓侠淼淖鳂I(yè)時(shí)間分配會(huì)導(dǎo)致作業(yè)時(shí)間偏差比較大，導(dǎo)致作業(yè)時(shí)間的浪費(fèi)。而且，處于長(zhǎng)期未進(jìn)行設(shè)備維護(hù)的生產(chǎn)車間工作，產(chǎn)量也不能得到保證。如果這些問題沒有改善，那么生產(chǎn)線的平衡率和效率不會(huì)提高，這樣訂單要求也滿足不了，這種情況會(huì)一直持續(xù)，得不到改善。3.2SMT生產(chǎn)流程分析SMT即表面組裝技術(shù)。將錫膏印刷到模具上，再根據(jù)設(shè)計(jì)好的電路圖，把各類電子元器件快速而準(zhǔn)確的通過吸嘴儀器貼裝到PCB的焊盤位置上。貼片整個(gè)生產(chǎn)中最關(guān)鍵和復(fù)雜的工序，不同的電子元器件適用不同的貼片機(jī)。貼片完成后經(jīng)過檢測(cè)再通過回流焊爐進(jìn)行焊接，并檢測(cè)是否符合設(shè)計(jì)要求。SMT是新一代電子裝聯(lián)技術(shù)，也是電子組裝行業(yè)里最流行的技術(shù)和工藝。SMT車間的生產(chǎn)線詳細(xì)生產(chǎn)流程如表3-1所示：表3-1SMT生產(chǎn)流程表工作站名稱人數(shù)機(jī)器數(shù)描述1PCB板上機(jī)（TOP面）11放入PCB板2印刷錫膏11點(diǎn)膠、上錫膏3自動(dòng)檢測(cè)SPI11機(jī)器檢測(cè)4高速機(jī)貼片33貼裝CHIP元件5泛用機(jī)貼片11貼裝異形元件6回流焊接11焊接7AOI檢測(cè)11機(jī)器檢測(cè)+人工操作確認(rèn)8焊接點(diǎn)檢測(cè)11人工目檢質(zhì)量9QA抽驗(yàn)10人工目測(cè)檢查10裝周轉(zhuǎn)車12待生產(chǎn)另一面11PCB板上機(jī)（BOT面）11裝PCB板12印刷錫膏11點(diǎn)膠、上錫膏13自動(dòng)檢測(cè)SPI01機(jī)器檢測(cè)14高速機(jī)貼片22貼裝CHIP元件15泛用機(jī)貼片11貼裝異形元件16回流焊接11焊接17AOI檢測(cè)11機(jī)器檢測(cè)+人工操作確認(rèn)18分板11拼板切割19PCB板清洗11機(jī)器自動(dòng)清洗20ICT測(cè)試11機(jī)器檢測(cè)+人工操作確認(rèn)21包裝12包裝22入庫10入庫接下來，根據(jù)生產(chǎn)流程圖能直觀且清晰的看到SMT車間的生產(chǎn)流程。先對(duì)生產(chǎn)線中一些經(jīng)常會(huì)用到的符號(hào)闡述意義，說明符號(hào)代表的流程和意義，具體的符號(hào)說明如表3-2所示：表3-2流程符號(hào)解釋表符號(hào)流程意義○加工原材料或半成品在過程中逐漸變成成品的狀態(tài)變化搬運(yùn)原材料或半成品從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的過程▽儲(chǔ)存原材料或半成品在某一地方儲(chǔ)存暫存或等待原材料或半成品在某一地方出現(xiàn)暫停□檢查檢查原材料或半成品的質(zhì)量通過對(duì)SMT車間生產(chǎn)線進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察和記錄，繪制出生產(chǎn)流程圖如圖3-1所示：圖3-1SMT生產(chǎn)流程圖從生產(chǎn)流程圖能明顯看到，生產(chǎn)線的過程中暫存現(xiàn)象和等待現(xiàn)象的占比是比較多的。這兩種現(xiàn)象說明這個(gè)生產(chǎn)流程是有卡頓，是不流暢的，工序和工序之間負(fù)荷也是不均勻的，這些就是造成生產(chǎn)線平衡率較低的原因之一。3.3生產(chǎn)作業(yè)數(shù)據(jù)測(cè)定與分析3.3.1作業(yè)數(shù)據(jù)測(cè)定方法確定作業(yè)數(shù)據(jù)測(cè)定的方法主要包括4種：秒表時(shí)間研究法、樣本法、預(yù)定時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)法和標(biāo)準(zhǔn)資料法。根據(jù)實(shí)際情況，分析具體操作的可行性和考慮具體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。本文采用秒表時(shí)間研究法來測(cè)量生產(chǎn)線每一道工序的作業(yè)時(shí)間。秒表時(shí)間研究這種方法是以生產(chǎn)過程中的工序?yàn)檠芯繉?duì)象，通過直接的連續(xù)觀測(cè)作業(yè)工序一定時(shí)間。按照預(yù)先確定好的觀測(cè)次數(shù)運(yùn)用秒表或電子計(jì)時(shí)器，確定操作者完成某一工序所需的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。秒表測(cè)時(shí)方法常用的包括連續(xù)測(cè)時(shí)法、歸零測(cè)時(shí)法、累積測(cè)時(shí)法等?？紤]實(shí)際操作過程中作業(yè)時(shí)間的精確性和測(cè)時(shí)的方便性，采用連續(xù)測(cè)時(shí)法。測(cè)定步驟如下：（1）做好準(zhǔn)備。進(jìn)行作業(yè)測(cè)定時(shí)，做準(zhǔn)備工作時(shí)需準(zhǔn)備的有秒表、時(shí)間記錄表、計(jì)算器等一些簡(jiǎn)單的工具。（2）觀測(cè)次數(shù)確定。用秒表時(shí)間法測(cè)定出作業(yè)時(shí)間，觀測(cè)的樣本容量取決于結(jié)果是不是更準(zhǔn)確。一般來說，樣本越多，所花費(fèi)的時(shí)間越多，這樣操作人員就需要記錄的次數(shù)越多。得到標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)時(shí)間是重要的，但是為了不耗費(fèi)人力和時(shí)間，采用抽樣，抽取一定量的樣本次數(shù)。用統(tǒng)計(jì)學(xué)中的其中一種方法，誤差界限法來確定所需要觀察記錄的次數(shù)。這個(gè)方法要多次觀察數(shù)據(jù)的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)不正常的數(shù)值要去掉，得到的數(shù)據(jù)才會(huì)更準(zhǔn)確。誤差界限法的計(jì)算方法如下：在實(shí)際的情況當(dāng)中，一般來說，觀測(cè)值呈正態(tài)分布，不能得到總體標(biāo)準(zhǔn)差（σ），因此本文使用了樣本標(biāo)準(zhǔn)差（S）來確定觀測(cè)數(shù)次。計(jì)算式（3-1）：σ≈S=樣本容量為n時(shí)，樣本均值標(biāo)準(zhǔn)差為σxσ對(duì)操作人員取誤差5%，可靠度為95%，則：2σ公式中的0.05表示的是精確度，將式（3-2）代入式（3-3）得到式（3-4）：N=上面的公式中：xin表示所觀測(cè)的次數(shù)N表示所需要觀察的次數(shù)通過上面的方法，這樣通過公式計(jì)算，求解出觀測(cè)時(shí)間的次數(shù)，這樣算出來的數(shù)據(jù)是比較科學(xué)的。這種方法是要對(duì)樣本進(jìn)行很多次的觀測(cè)，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的記錄，然后再計(jì)算最后的值，得出觀測(cè)次數(shù)。（3）時(shí)間測(cè)量。使用秒表計(jì)時(shí)工具觀察和記錄操作人員的實(shí)際操作時(shí)間。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)工序開始工作時(shí)，開始秒表計(jì)時(shí)，秒表在整個(gè)測(cè)時(shí)過程中一直連續(xù)走動(dòng)，不暫停，只有當(dāng)工序中的單個(gè)作業(yè)元素結(jié)果時(shí)才記錄秒表的時(shí)間，當(dāng)所有記錄完成后，減去兩個(gè)相鄰作業(yè)工序的最終時(shí)間。相減之后得到的作業(yè)工序時(shí)間才是實(shí)際所花費(fèi)的時(shí)間。（4）觀測(cè)數(shù)據(jù)處理。通過秒表取得每一個(gè)工序所需要的測(cè)試次數(shù)后，記錄到表上。對(duì)測(cè)得的作業(yè)數(shù)據(jù)中的異常值進(jìn)行再次剔除，異常值是某工序時(shí)間受其他因素的影響。作業(yè)時(shí)間超出正常范圍，最常用的異常值剔除方法為三倍標(biāo)準(zhǔn)差法。（5）確定寬放時(shí)間。一般，在生產(chǎn)作業(yè)中，實(shí)際情況是作業(yè)人員不可能一整天都在忙碌，是有休息時(shí)間的。要是一天都處在高強(qiáng)度的作業(yè)中，這種狀態(tài)是不可取的，所以在確定工序的作業(yè)時(shí)間時(shí)，要結(jié)合現(xiàn)實(shí)的因素，考慮作業(yè)人員有寬放時(shí)間。（6）制定標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間。根據(jù)上面的步驟對(duì)生產(chǎn)線上的每一個(gè)工序的時(shí)間都認(rèn)真測(cè)定，確保準(zhǔn)確。要得到標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)時(shí)間，對(duì)數(shù)據(jù)的要求是很高的，一點(diǎn)小誤差都會(huì)影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，所以要對(duì)作業(yè)工序的時(shí)間準(zhǔn)確把握。3.3.2工序作業(yè)時(shí)間測(cè)定在確定方法來進(jìn)行作業(yè)測(cè)定后，根據(jù)步驟做好準(zhǔn)備。先用秒表連續(xù)記錄各個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間，記錄多次數(shù)據(jù)，再對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)用誤差界限法處理，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。還要把作業(yè)人員的寬放時(shí)間考慮進(jìn)去，最后制定出來的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間都是準(zhǔn)確的。由于SMT車間的生產(chǎn)線是大都由自動(dòng)化的機(jī)器來運(yùn)作，只需要人工檢查，照看機(jī)器。機(jī)器的生產(chǎn)時(shí)間都是相對(duì)固定的，每一個(gè)機(jī)器的速度都可以計(jì)算出，可以直接把測(cè)得的時(shí)間數(shù)據(jù)列出。各工序的作業(yè)時(shí)間表如表3-3所示：表3-3各工序作業(yè)時(shí)間表工作站工序名稱作業(yè)人數(shù)機(jī)器數(shù)作業(yè)要素作業(yè)測(cè)定時(shí)間（s）1PCB板上機(jī)（TOP面）11裝PCB板13.82印刷錫膏11點(diǎn)膠、上錫膏21.033自動(dòng)檢測(cè)SPI11機(jī)器檢測(cè)26.254高速機(jī)貼片33貼裝CHIP元件18.125泛用機(jī)貼片11貼裝異形元件21.366回流焊接11焊接20.847AOI檢測(cè)11機(jī)器檢測(cè)+人工確認(rèn)38.58焊接點(diǎn)檢測(cè)11人工目檢質(zhì)量35.929QA抽驗(yàn)10人工目測(cè)檢查9.6110裝周轉(zhuǎn)車11待生產(chǎn)另一面24.4611PCB板上機(jī)（BOT面）11裝PCB板13.812印刷錫膏11點(diǎn)膠、上錫膏21.0113自動(dòng)檢測(cè)SPI01機(jī)器檢測(cè)26.1314高速機(jī)貼片22貼裝CHIP元件26.9215泛用機(jī)貼片11貼裝異形元件28.8616回流焊接11焊接18.0517AOI檢測(cè)11機(jī)器檢測(cè)+人工確認(rèn)32.4818分板11拼板切割18.7919PCB板清洗11機(jī)器自動(dòng)清洗3720ICT測(cè)試11機(jī)器檢測(cè)+人工確認(rèn)38.7121包裝12包裝17.8822入庫10入庫9.32總計(jì)2424518.843.3.3工序作業(yè)時(shí)間分析對(duì)每一個(gè)工序記錄得到的作業(yè)時(shí)間進(jìn)行分析，確定生產(chǎn)線實(shí)際的工序時(shí)間。用秒表測(cè)時(shí)法得到的生產(chǎn)的作業(yè)時(shí)間是標(biāo)準(zhǔn)的，數(shù)據(jù)是可靠的。秒表測(cè)時(shí)法這種方法是實(shí)用的，根據(jù)上表中已經(jīng)測(cè)定的作業(yè)時(shí)間。用這個(gè)數(shù)據(jù)來計(jì)算生產(chǎn)線的平衡率（LB）和平滑性指數(shù)（SI）：生產(chǎn)線平衡率的計(jì)算公式如下：LB=在公式（3-5）中：N表示生產(chǎn)線的工位數(shù)。Ti從工序作業(yè)時(shí)間表中可以看出，生產(chǎn)線的總工位數(shù)N=22。作業(yè)時(shí)間最長(zhǎng)的工位用時(shí)P=38.71，工序總時(shí)間518.84，代入式（3-5）可得：LB=518.84/根據(jù)生產(chǎn)線平衡率的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，該生產(chǎn)線的平衡性小于80%，平衡性為差。平滑性指數(shù)的計(jì)算公式如下：SI=公式中的C表示生產(chǎn)線的節(jié)拍時(shí)間。生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍是根據(jù)公司訂單需求來確定的，計(jì)算出的生產(chǎn)節(jié)拍為35.3s。經(jīng)過計(jì)算得到SI≈14.57。根據(jù)生產(chǎn)線平衡效果的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，該生產(chǎn)線的平衡效果SI值偏小，平衡效果為差。把生產(chǎn)線各個(gè)工序的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)時(shí)間表示出來，如圖3-2所示。圖中可以清楚地看出生產(chǎn)線各個(gè)工序間的作業(yè)時(shí)間不均勻，高低不平。其中有4個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間是在生產(chǎn)節(jié)拍那條線上面的，說明超過了生產(chǎn)節(jié)拍，超過生產(chǎn)節(jié)拍的工序是會(huì)影響生產(chǎn)進(jìn)度的。圖中有一些工序用時(shí)相差很大，這種差距是造成生產(chǎn)線平衡率較低的原因之一。圖3-2工序作業(yè)時(shí)間山積圖4SMT車間生產(chǎn)線優(yōu)化方案4.1優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)原則如果需要更好且更有效的了解并解決生產(chǎn)線一些問題，例如：生產(chǎn)不平衡和布局不夠完整等一系列問題。面對(duì)這些存在問題，需要采取相對(duì)應(yīng)的措施，比如怎樣才能有效提高生產(chǎn)效率并盡量滿足客戶所提出的一系列要求，當(dāng)然，這也需要考慮公司具體的實(shí)際情況，所以在進(jìn)行思考方案并擬定方案的同時(shí)，必須遵守以下原則：（1）首先，要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并且要和優(yōu)化前形成鮮明對(duì)比，通過對(duì)比會(huì)發(fā)現(xiàn)可能存在的某些問題，發(fā)現(xiàn)問題之后，在加以優(yōu)化，直到方案最優(yōu)為止。（2）提到優(yōu)化，面臨的問題又來了，如何對(duì)該生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)生產(chǎn)過程中的工序進(jìn)一步改進(jìn)，需要注意不能對(duì)生產(chǎn)線的整體結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)做出任何的改變。（3）在制定最優(yōu)化方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)考慮本公司是否有能力支持該方案，當(dāng)然，大部分公司設(shè)計(jì)方案的原則都以低風(fēng)險(xiǎn)，高收入為目的，所以這需要盡可能的維持原有的狀況，并加以針對(duì)性的優(yōu)化，還需要增強(qiáng)產(chǎn)品中的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，不購買重型機(jī)器設(shè)備，不進(jìn)行高額的資金投入。（4）優(yōu)化后需要能夠直觀的看出這是已經(jīng)經(jīng)過很多次優(yōu)化后的方案，突出優(yōu)化效果。有必要比對(duì)優(yōu)化前和優(yōu)化后的結(jié)果，對(duì)結(jié)果進(jìn)一步分析，能充分體現(xiàn)優(yōu)化方案的有效性。（5）在已經(jīng)制定完成的方案還要在進(jìn)一步優(yōu)化，這里面所包含的內(nèi)容要求有很多很多，例如：該操作是否可行，是否方便大規(guī)模的生產(chǎn)，是否需要專業(yè)人員來講解等。這樣更有利于工作人員和每個(gè)工序的操作人員能夠更加容易接受。4.2基于IE方法的優(yōu)化IE方法就是從公司實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，對(duì)生產(chǎn)線平衡所存在的問題進(jìn)行分析。從五個(gè)方面，也就是人、機(jī)、料、法、環(huán)。這五個(gè)方面主要是對(duì)生產(chǎn)線平衡率較低產(chǎn)生的原因通過魚骨圖來研究，看看具體是哪一些原因。如圖4-1所示：圖4-1生產(chǎn)線平衡分析圖4.2.1流程優(yōu)化通過對(duì)生產(chǎn)線生產(chǎn)流程的優(yōu)化和改進(jìn)，將會(huì)在一定程度上提高生產(chǎn)線的效率。同時(shí)在工序方面發(fā)生了改變，能夠調(diào)節(jié)整個(gè)生產(chǎn)線。調(diào)節(jié)后使得生產(chǎn)線的工序運(yùn)行時(shí)間變得更均衡，生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程變得更順暢。對(duì)流程的優(yōu)化的很有必要的，需要分析每一個(gè)工序作業(yè)的內(nèi)容，特別是對(duì)工序時(shí)間的減少，有一定作用。所以通過對(duì)生產(chǎn)線流程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，將大大提高整個(gè)生產(chǎn)線之間的平衡性。接下來，在“5W1H”提問法的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)線上的每一道工序都一一提問，詳細(xì)提問具體的內(nèi)容的原因。先對(duì)最開始的工序1進(jìn)行提問，如表4-1所示：表4-1工序作業(yè)提問表A工序1的用途是什么?B工序1的用途主要是將PCB板安裝到上板機(jī)上A這一工序有必要進(jìn)行嗎?B將PCB板安裝到上板機(jī)這是非常有必要的A為什么?B因?yàn)樯习鍣C(jī)必須有PCB板才能繼續(xù)下一步的操作，所以PCB板安裝是必須要做的A在哪個(gè)地方操作?B在供板機(jī)的旁邊A為什么選擇在這個(gè)地方進(jìn)行操作?B因?yàn)镻CB板在上板機(jī)的旁邊，拿取快速和方便A有沒有比這更合適的地方?B暫時(shí)是沒有的，因?yàn)楣┌鍣C(jī)不能夠隨便移動(dòng)A適合什么時(shí)候安裝?B在供板機(jī)PCB板數(shù)量不夠的時(shí)候進(jìn)行安裝A為什么在這個(gè)時(shí)候安裝?B如果不在這個(gè)時(shí)候進(jìn)行安裝，那么將會(huì)導(dǎo)致后面的工序不能正常進(jìn)行A有沒有其他更合適的時(shí)間?B沒有，因?yàn)樯a(chǎn)線的最開始的工序就是這個(gè)，如果不能及時(shí)讓供板機(jī)供料，下一步的工序就停止了A由誰來負(fù)責(zé)?B負(fù)責(zé)SMT生產(chǎn)線上料的專業(yè)人員A選此人來做的理由是什么?B因?yàn)镾MT生產(chǎn)線的上料組需要有專業(yè)人員負(fù)責(zé)，不然可能會(huì)導(dǎo)致斷料情況A有更合適的人嗎?B目前沒有經(jīng)過對(duì)生產(chǎn)線的第一個(gè)作業(yè)工序連續(xù)提問后，逐一回答所問的問題，根據(jù)回答找到可以解決的方法。對(duì)剩下的其余工序也是按照一樣的提問方法進(jìn)行提問，提問過程中也可以對(duì)工序與工序之間存在的搬運(yùn)、一些不合理的安排、作業(yè)人員的可替換性、工序存在的必要性等問題全面進(jìn)行相似的提問。根據(jù)回答的答案來分析，各工序之間的平衡，找到平衡性改進(jìn)的方法。由于文章字?jǐn)?shù)限制，不再就生產(chǎn)線具體的提問過程進(jìn)行贅述。根據(jù)22道工序的“5W1H”連續(xù)提問并結(jié)合“ECRS”原則，對(duì)需要改善的工序總結(jié)出的改善方案如下：（1）可以將工序7的AOI檢測(cè)中的人工操作這一作業(yè)要素合并到下一道人工QA抽驗(yàn)工序中，這樣可以減少工序7的作業(yè)時(shí)間，減少時(shí)間后可以滿足生產(chǎn)節(jié)拍。（2）能把工序8的焊接點(diǎn)檢測(cè)這一工序取消掉，這一工序因?yàn)椴捎昧俗詣?dòng)化的機(jī)器進(jìn)行回流焊接，而且機(jī)器產(chǎn)生的不良率幾乎為0，所以不必經(jīng)過人工重新進(jìn)行檢查。（3）工序19的PCB板清洗是機(jī)器自動(dòng)清洗，可由上道工序的工人兼并操作，節(jié)省人工。具體優(yōu)化情況及優(yōu)化前和優(yōu)化后的對(duì)比如表4-2所示：表4-2工序優(yōu)化前后對(duì)比表工序號(hào)工序名稱優(yōu)化說明優(yōu)化人數(shù)優(yōu)化設(shè)備數(shù)優(yōu)化前作業(yè)時(shí)間（s）優(yōu)化后作業(yè)時(shí)間（s）7AOI檢測(cè)優(yōu)化前:本道工序人工操作確認(rèn)檢測(cè)結(jié)果優(yōu)化后:人工操作由下地道工序工人進(jìn)行1138.532.218焊接點(diǎn)檢測(cè)優(yōu)化前:人工進(jìn)行目測(cè)檢查焊接質(zhì)量?jī)?yōu)化后:取消該道工序1035.92019PCB板清洗優(yōu)化前:分板完成后進(jìn)行一次清洗優(yōu)化后:由上道工序工人進(jìn)行11370采用“5W1H”分析法分析完所有工序后，需要對(duì)各個(gè)工序和生產(chǎn)流程進(jìn)行調(diào)整。檢查是否會(huì)影響正常生產(chǎn)，優(yōu)化改善后是否會(huì)對(duì)生產(chǎn)線的平衡性產(chǎn)生積極影響。4.2.2瓶頸工序優(yōu)化通過對(duì)工序作業(yè)時(shí)間的觀察，可以看出超出生產(chǎn)線生產(chǎn)節(jié)拍的工序有4道。超出的工序分別是工序7的AOI檢測(cè)、工序8的焊接點(diǎn)檢測(cè)、工序19的PCB板清洗、工序20的ICT測(cè)試。工序7的AOI檢測(cè)、工序8的焊接點(diǎn)檢測(cè)、工序19的PCB板清洗通過生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，已經(jīng)達(dá)到生產(chǎn)節(jié)拍的要求，接下來，對(duì)瓶頸工序ICT測(cè)試進(jìn)行優(yōu)化，將作業(yè)時(shí)間降至生產(chǎn)節(jié)拍以下，滿足訂單要求。ICT測(cè)試工序是所有工序中作業(yè)時(shí)間用時(shí)最長(zhǎng)的工序，作業(yè)時(shí)間為38.71s，超過生產(chǎn)節(jié)拍35.3s。生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力會(huì)受到該工序的作業(yè)時(shí)間的影響，因此，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化刻不容緩。結(jié)合“5W1H”提問法和“ECRS”原則，可以發(fā)現(xiàn)工序之間的問題。由于分板工序與包裝工序之間采用的是連線方式，造成ICT測(cè)試工序作業(yè)時(shí)間耗時(shí)較長(zhǎng)。在經(jīng)過分板這一工序后，下一道工序就是包裝。是先分板，然后板子通過傳送帶傳送到下一工序的，到下一個(gè)工序后才會(huì)進(jìn)行包裝。而作業(yè)工序用時(shí)最長(zhǎng)是工序是ICT測(cè)試這一道工序，這道工序則采用的是先進(jìn)先出的模式。這種模式在每一次測(cè)試時(shí)，所測(cè)的數(shù)量都有限的，測(cè)不了太多，對(duì)數(shù)量是有限制的。這就導(dǎo)致了ICT測(cè)試這一工序的工作效率不高，為了能夠提高工作效率，又能縮短測(cè)試時(shí)間，可以考慮變換模式。將ICT測(cè)試的模式由原先的連線模式修改為非連線模式，這樣做之后，就變成了集中測(cè)試，測(cè)試數(shù)量增多，效率也就提升了。改善前和改善后的ICT測(cè)試工序的作業(yè)時(shí)間經(jīng)過整理后，如表4-3所示：表4-3改善前后作業(yè)時(shí)間對(duì)比表測(cè)試數(shù)量（片）人數(shù)作業(yè)時(shí)間（s）改善前3138.71改善后4135.3改變了ICT測(cè)試工序的模式之后，這一工序的作業(yè)時(shí)間相比較之前，作業(yè)時(shí)間得到了減少。時(shí)間縮短了3.41s，小于節(jié)拍時(shí)間35.3s，已經(jīng)符合生產(chǎn)節(jié)拍所要求的時(shí)間。通過上面基于IE方法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行的優(yōu)化，改善了生產(chǎn)流程。取消了工序8焊接點(diǎn)檢測(cè)和工序19的PCB板清洗，工作站數(shù)量由22減少成20，也使作業(yè)時(shí)間用時(shí)最長(zhǎng)的瓶頸工序ICT測(cè)試得到了優(yōu)化。改善之后，各工序的作業(yè)時(shí)間均符合了生產(chǎn)節(jié)拍35.3s。生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程經(jīng)過優(yōu)化后，取消了一些工序，工作站數(shù)量也減少了，這就滿足了生產(chǎn)線的平衡。通過對(duì)生產(chǎn)線優(yōu)化前的各個(gè)工序的作業(yè)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，整理出優(yōu)化后新的生產(chǎn)流程和新的工序作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，如表4-4所示：表4-4優(yōu)化后工序作業(yè)時(shí)間表工作站工序名稱作業(yè)人數(shù)機(jī)器數(shù)作業(yè)要素作業(yè)測(cè)定時(shí)間（s）1PCB板上機(jī)（TOP面）11裝PCB板13.82印刷錫膏11點(diǎn)膠、上錫膏21.033自動(dòng)檢測(cè)SPI11機(jī)器檢測(cè)26.254高速機(jī)貼片33貼裝CHIP元件18.125泛用機(jī)貼片11貼裝異形元件21.366回流焊接11焊接20.847AOI檢測(cè)11機(jī)器檢測(cè)32.218QA抽驗(yàn)10人工目測(cè)檢查9.619裝周轉(zhuǎn)車11待生產(chǎn)另一面24.4610PCB板上機(jī)（BOT面）11裝PCB板13.811印刷錫膏11點(diǎn)膠、上錫膏21.0112自動(dòng)檢測(cè)SPI01機(jī)器檢測(cè)26.1313高速機(jī)貼片22貼裝CHIP元件26.9214泛用機(jī)貼片11貼裝異形元件28.8615回流焊接11焊接18.0516AOI檢測(cè)11機(jī)器檢測(cè)+人工確認(rèn)32.4817分板11拼板切割18.7918ICT測(cè)試11機(jī)器檢測(cè)+人工確認(rèn)35.319包裝12包裝17.8820入庫10入庫9.32總計(jì)2222463.224.3基于0-1整數(shù)規(guī)劃的最小工作站劃分通過IE方法的優(yōu)化，在一定程度上提高了生產(chǎn)線的平衡?，F(xiàn)在看來所有生產(chǎn)線的工序都在生產(chǎn)節(jié)拍要求的節(jié)拍時(shí)間之下，但是還是看得出工序之間的作業(yè)時(shí)間波動(dòng)太大了，起伏高低不平。因此，可以對(duì)生產(chǎn)線的工作站進(jìn)行重新劃分，進(jìn)一步優(yōu)化工作站的劃分結(jié)果。通過減少工作站的數(shù)量，這樣來提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)線的平衡率。數(shù)學(xué)方法因?yàn)椴僮骱?jiǎn)單、容易計(jì)算，常被用作劃分工作站的方法。這種數(shù)學(xué)方法分析的第一步是先確定要使用的數(shù)學(xué)模型，確定好后再建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。再借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解，得到最優(yōu)的值。本文使采用0-1整數(shù)規(guī)劃來對(duì)工作站進(jìn)行劃分求解。4.3.1生產(chǎn)線平衡數(shù)學(xué)模型的建立當(dāng)生產(chǎn)節(jié)拍C已知時(shí)，對(duì)作業(yè)單元進(jìn)行劃分，使工作站數(shù)量最少，建立生產(chǎn)線平衡問題的0-1規(guī)劃模型。（1）模型參數(shù)的解釋C：表示生產(chǎn)線的節(jié)拍。n：表示作業(yè)單元的個(gè)數(shù)。i，j：表示作業(yè)單元的序號(hào)，i,j=1,2,3,……,n。ti：表示完成第i個(gè)作業(yè)單元操作所需要的時(shí)間，i=1,2,3,……,n。Pred=(i,j)：指作業(yè)單元i是作業(yè)單元j的緊前作業(yè)；其中，Pred為作業(yè)單元的優(yōu)先集。K：指生產(chǎn)線能劃分出的最大工作站數(shù)目。k：工作站號(hào)，k=1,2,3,……,K。（2）決策變量xik:xik是0-1變量，如果作業(yè)單元i被分配到工作站k，那么，Ak:A建立X公司SMT車間生產(chǎn)線平衡問題的0-1整數(shù)規(guī)劃模型如下：①生產(chǎn)線上的每個(gè)作業(yè)單元必須分配到某一個(gè)工作站，數(shù)學(xué)式表達(dá)式如下：X即：②每個(gè)工作站上所有作業(yè)單元操作時(shí)間之和應(yīng)小于生產(chǎn)節(jié)拍。數(shù)學(xué)式表達(dá)如下：X即：③需要考慮作業(yè)單元之間的優(yōu)先級(jí)關(guān)系，如果將作業(yè)單元i分配給工作站k，它的緊前工序就一定不能被分配到工作站k之后，否則不成立。數(shù)學(xué)式表達(dá)如下：X整個(gè)生產(chǎn)線的所有作業(yè)單元之間的優(yōu)先關(guān)系用數(shù)學(xué)式表達(dá)如下：k=1④如果一個(gè)工作站中已經(jīng)被分配了作業(yè)單元，那么這個(gè)工作站的值應(yīng)該等于1，數(shù)學(xué)式表達(dá)如下：X即：生產(chǎn)線平衡問題是指在生產(chǎn)線的節(jié)拍時(shí)間已知時(shí)，可以建立數(shù)學(xué)模型來求最少的工作站數(shù)，因此，對(duì)于X公司SMT車間生產(chǎn)線平衡問題，建立的數(shù)學(xué)模型如下：目標(biāo)函數(shù)：min=約束條件：4.3.2基于Lingo軟件的模型求解因?yàn)閘ingo軟件編程的過程簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度快，所以常用來解決各類數(shù)學(xué)規(guī)劃問題。本文將使用lingo軟件求解0-1整數(shù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，得出最優(yōu)解。一般來說，使用lingo軟件的解決方案有2個(gè)步驟。如下：步驟一：建模。建立需要解決問題的數(shù)學(xué)模型；步驟二：求解。根據(jù)實(shí)際問題建立的數(shù)學(xué)模型，用lingo軟件來進(jìn)行運(yùn)行求解。（1）參數(shù)設(shè)置①計(jì)算節(jié)拍時(shí)間X公司BYD客戶訂單的需求為每日1120件，每天的有效工作時(shí)間為11小時(shí)，則生產(chǎn)線的節(jié)拍時(shí)間為：C=②確定各作業(yè)單元之間的相互關(guān)系，根據(jù)X公司現(xiàn)有生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行情況，將其現(xiàn)有作業(yè)單元?jiǎng)澐譃?0個(gè)，各作業(yè)單元之間的優(yōu)先級(jí)集合表示為：pred={（1，2）（2，3）（3，4）（4，5）（5，6）（6，7）（7，8）（8，9）（9，10）（10，11）（11，12）（12，13）（13，14）（14，15）（15，16）（16，20）（17，18）（18，19）（19，20）}（2）0-1整數(shù)規(guī)劃的Lingo求解根據(jù)lingo軟件的編程要求，將數(shù)學(xué)模型中的數(shù)據(jù)輸入到頁面窗口中，輸入完成后點(diǎn)擊執(zhí)行圖標(biāo)，就會(huì)跳出運(yùn)行狀態(tài)窗口，具體的編程代碼如圖4-2所示：圖4-2模型編程程序圖將以上程序的代碼輸入到lingo軟件中運(yùn)行求解，運(yùn)行結(jié)果顯示，當(dāng)前解的目標(biāo)函數(shù)值是16，表示最小工作站數(shù)為16個(gè)。結(jié)果