U型生产线设计时的多类约束分析
在对U型生产线进行设计时,除了节拍约束和任务间的优先顺序约束外,受生产环境、人因因素、产品设计和工艺要求等因素影响,还存在各种 各样的约束条件,这些约束条件尽管表象不同,但具有一定的共性,细分下来,可分为以下几种。
U型生产线
(1)相连约束
相连约束是指两个任务必须被分配到同一个工作站,分为连续执行和非连续执行两类。例如为了减少加工位置转换造成的浪费,常将具有相同 加工位置的任务集中连续执行,为了提高设备利用率,需要将使用相同设备的任务集中执行,此为连续执行类。另外,不同任务对作业人员技能要 求不同,常需要将高技能类作业集中由同一名高技能作业人员完成,此为非连续执行类。在U型生产线上,具有连续相连关系的任务必须要指派到同 一工作站的同臂,非连续相连关系的任务则可以指派到交叉工作站的不同臂上。
(2)相斥约束
相斥约束是指两个任务不能被分配在一起执行,分为强相斥和弱相斥两类。例如需要操作人员以清洁的手或工具进行装配的任务不能和会接触 到油污的任务在同一个工作站被执行,此为强相斥,再如某些任务执行完后需要放置一段时间才能进行另外的任务,例如油漆、加热工艺等,此为 弱相斥。在U型生产线上,具有强相斥关系的任务不能被指派到同一工作站,弱相斥关系的任务可以被指派到同一工作站,但必须是不同臂。
(3)相关约束
相关约束是指任务之间具有相关性,某些任务的处理如果离开了另外一些任务则需要耗费额外的生产准备时间。如果严格要求避免产生额外的 生产准备时间,相关约束可转化为需连续处理的相连约束进行处理,但考虑到牺牲一点局部的生产准备时间有可能会在不影响生产节拍的情况下减 少工作站数,提高生产效率,因此对这类约束仍需单独处理。
(4)工作站属性约束
以上三种约束涉及任务和任务之间的约束,还有一类约束是与工作站属性有关的,这类约束的特点是工作站有着特殊的属性,分配到每个工作 站的任务的该属性值之和不能超过一定的限制,称之为工作站属性约束。从人因学角度设计了可度量操作人员执行不同任务时负荷强度的公式,并 指出在装配线设计时需考虑每个工作站分配任务的总疲劳强度在一定范围内,此约束属于工作站属性约束。
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