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“单量纲流”混流生产线设计研究 摘要：为解决制造业面临的多品种小批量、产品生产周期相差较大的生产组织困境，首创提出了“单量纲流”混流生产模型。首先应用产品族和成组技术确定混流生产线的最终工序，通过建立量纲统一各类生产周期相差较大的产品，然后建立“单量纲流”混流生产线下产品准入判断准则，其次计算生产线节拍、量纲下各类产品的适宜加工批量和生产线适宜工位数，最后将该模型应用在案例分析中。结果表明该模型能解决制造业面临的产线设计难点，同时还可为其生产效率提升和柔性制造系统建立奠定基础。 0 引言随着市场需求由卖方市场转变为买方市场，需求产品亦变得个性化，制造业须进行多品种少批量生产组织，为了消除该生产组织模式下的浪费如在制品库存高而交货期较长、作业员工数量多而作业效率低、物流效率低物流成本居高不下、员工待料窝工、厂房面积利用率低等浪费，制造业亟待需要寻找一种新的生产组织模式，此时混流生产线应运产生然而，对于很多制造业而言，其加工产品品类多批量很小，且各类产品生产周期出现较严重不匹配，相差较远，此时传统型的混流生产线明显已不适应该类企业了1 混流生产线设计方法1.1 混流生产线设计要素及流程图混流生产线设计成功与否，直接关乎到制造企业是否能够准时化交付产品，生产线员工作业效率是否得到最大化，同时也是反映制造企业生产技术规划水平的高低。混流生产线设计具有其复杂性，主要须处理以下问题点：混流生产线加工产品的确定；混流生产线加工工序的确定；混流生产线生产周期的确定；混流生产线生产批量确定混流生产线生产节拍及工位数的确定。以上因素之间的关系及混流生产线的设计思路（分4个阶段）如图1所示。1.2 混流生产线工序设计在设计混流生产线之前，我们首先要找到市场需求较好的产品作为混流生产线候选加工产品，同时要建立这些产品工序矩阵。Step 1：首先列举候选加工产品根据工艺加工工序流程图（设共有m个工序）建立备选产品集（U={P其中P据式(1)，设定产品P其中，X为设定额定边界值，若式(3)成立，则产品PStep 3：确定混流生产线上工序根据工序矩阵I的工序相似性程度设定工序j被选择进入流水线的规则，若：其中，Y为设定的额定边界值，若式(4)成立，则工序j可加入至混流生产线，否则则工序j不能加入到混流生产线。被选择进入混流生产线上的工序集记为D，可将D定义为一组“成组工艺”，并根据工序的先后顺序进行重新排序得到D={1,2，…，y}。通过则“产品族技术”和“成组技术”处理后，可得混流生产线候选产品工序矩阵1.3 混流生产线“单量纲流”设计成组技术能确定混流生产线的加工工序，但即使是相同工序，不同产品的加工周期相差很大，因此需要找到一个统一的度量标准（在此我们称为“量纲”）来整合加工周期相差较大的产品，从而使其能在混流生产上加工。Step 1：确定混流生产线最大生产周期max CT。设候选产品的生产周期为C则混流生产线最大生产周期max CT。为：Step 2：确定混流生产线量纲混流生产线候选加工产品生产周期与混流生产线“最大生产周期max CT”之间存在倍数关系，且该倍数大于等于1，因此最大生产周期max CT对应的产品在混流生产线上的生产批量一定是整条生产线上加工产品批量最小的，为了简化，在此我们选定“最大生产周期max CT”对应的产品作为混流生产线建设参考产品，其加工批量设置为1。其它产品加工批量λ其中，为取整符号，以下类同。因此“产品i”在必须以“λ1.4 混流生产线加工产品准入判定原则根据各产品的加工批量λ若：1≤λ或者，若：2≤λ其中α为设定生产周期允许波动范围，一般情况下αα?(0(,01,0%10]%]，γ为制造业自身设置的单产品在混流生产线“最大批量数”，该数值不宜过大。对最终确定为混流生产线加工产品进行重新编号，可得产品族E={E1.5 混流生产线单量纲流节拍和工位数设置Step 1：混流生产线生产节拍设置Step 2：混流生产线量纲流下“各产品最终生产批量Q产品CStep 3：确定混流生产线生产周期CT。设max{CT(E其中：则：若：2 案例分析2.1 企业N概况某公司现有一条单产品生产线，由于市场需求变化，该公司新开发4类产品，为了提升生产效率，公司决策建立一条混流生产线。已知条件如下：1）月度工作日22d，每天工作8h，其中作业时间为7h;2）产品5类：Pi(i=1,2,3,4,5);3）市场月需求量为：5）各产品的工序矩阵和工时矩阵如下：2.2 企业N混流生产线工序设计设混流生产线上产品P