基于一個流模式的車間生產(chǎn)線改善設(shè)計
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隨著市場競爭的加劇。傳統(tǒng)管理理念、經(jīng)營方式、設(shè)備布局和操作方式已不能滿足現(xiàn)代化企業(yè)的要求。在這種需求中
精益生產(chǎn)理論和方法應(yīng)運而生。美國麻省理工學院的Daniel T．Jones教授于1992年出版了《改造世界的機器》一書，把豐田生產(chǎn)方式定名為精益生產(chǎn)。而“一個流”生產(chǎn)方式是精益生產(chǎn)中最大限度地減少在制品數(shù)量的最好方法，是消除生產(chǎn)線浪費的秘方，國內(nèi)外對此進行了大量研究。如：Suzaki教授很早就分析了“一個流”生產(chǎn)模式在精益生產(chǎn)中的作用和地位[1]。美國White、Pearson等人詳述了“一個流”生產(chǎn)模式中10項實踐管理經(jīng)驗[2]。浙江大學管理學院具體研究了“一個流”生產(chǎn)模式與流程再設(shè)計(BPR)的區(qū)別和聯(lián)系[3]。天津大學管理學院和機械學院共同研究了如何運用精益生產(chǎn)思想對車間設(shè)施和生產(chǎn)節(jié)拍進行改善，其中就暗含了“一個流”的思想[4]。以上研究大多局限于理論研究階段，和實際的聯(lián)系較少。鑒于此，本文結(jié)合實際應(yīng)用，詳細分析了精益生產(chǎn)中“一個流”U型生產(chǎn)線布局及布局中人員優(yōu)化組合等問題。
1 精益生產(chǎn)布局
生產(chǎn)系統(tǒng)中的布局問題包括在整個工廠中車間的布局，車間中生產(chǎn)單元的布局，以及生產(chǎn)單元中的每臺設(shè)備的具體布局問題等。本文主要在生產(chǎn)單元的層次上進行設(shè)備布局問題的研究。
1.1 傳統(tǒng)布局優(yōu)化的模型
所有的空間布局問題都是由需要決定位置的布局物體所需的擺放空間和放置這些設(shè)備的布局容器的可用空間組成。根據(jù)追求的目標不同，具有不同的數(shù)學模型。在傳統(tǒng)的車間布局中，需同時考慮總物流搬運最少和車間面積利用率最大化的布局目標”。
(1)最小化物流搬運費用的目標甬數(shù)
假定布局空間和需要放置的設(shè)備為矩形塊狀結(jié)構(gòu)(圖1中用M表示)，其長和寬已知，忽略它們的不規(guī)則細節(jié)形狀。需要指出的是：這里的設(shè)備布局是按在制造單元設(shè)計以后的情況進行的，因此在布局中的設(shè)備不一定是單臺的設(shè)備，也有可能是幾臺設(shè)備的組合，并都用矩形塊狀結(jié)構(gòu)來表示，只是在長寬上有所差別。
各設(shè)備分行排列，并與x軸平行，設(shè)備間的X軸向和Y軸向間距，由已知布局容器和設(shè)備的拓撲模型得出。L和H分別表示工作地的長和寬，這樣工作地設(shè)備布局問題就簡化為滿足約束條件下的多行設(shè)備布局問題。
基于上述對問題的分析，工作地中的多行設(shè)備布局的目標就是滿足各設(shè)備間總的物料搬運成本最小化，其目標函數(shù)模型可表達為：
1.2 “一個流”生產(chǎn)線布局
按精益生產(chǎn)的理念，除了以上的兩個方面，還有更重要的因素需要考慮，精益生產(chǎn)布局追求的目標主要有以下幾方面：
(1)使物料搬運成本最小化；
(2)空間的有效利用；
(3)勞動力的有效利用；
(4)便于員工之間、員工與管理者之間、員工與用戶之間的信息溝通。
為了實現(xiàn)上面的目標，最好的方法就是要將設(shè)備布局成“U”型，實現(xiàn)“一個流”的生產(chǎn)。“一個流(One—Piece Flow)”生產(chǎn)方式是指產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中盡量實現(xiàn)小批量的輪轉(zhuǎn)，最好是單件的流動。它是減少在制品數(shù)量的最好方法，是消除生產(chǎn)線浪費的良策。它的基礎(chǔ)是要使加工生產(chǎn)線像流水裝配線一樣流水化，但要犧牲非瓶頸工序設(shè)備的利用率，因此要盡量平衡生產(chǎn)線，減少設(shè)備的產(chǎn)能損失。