企業(yè)生產(chǎn)平衡問題研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u11418企業(yè)生產(chǎn)平衡問題研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 163271.1國外研究現(xiàn)狀 1223861.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 29571.3國內(nèi)外研究述評(píng) 412371參考文獻(xiàn) 5國內(nèi)外學(xué)者及企業(yè)管理者在不斷的應(yīng)用各種理論來提高生產(chǎn)線效率，而生產(chǎn)線平衡是其中的一個(gè)基礎(chǔ)，它是對(duì)各工序負(fù)荷進(jìn)行盡可能的平衡分配的方法與手段，以此實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率提高的目的。1.1國外研究現(xiàn)狀生產(chǎn)線平衡問題的首次提出是在B.Bryton的論文中，隨后，許多學(xué)者對(duì)其展開了大量的研究，并探索出了多種求解法。Hanafy等提出了一種模塊化產(chǎn)品平臺(tái)配置模型，該模型采用混合整數(shù)數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，以最小化裝配工位數(shù)量和裝配周期為目標(biāo)通過組裝或拆卸組件來定制平臺(tái)，從而形成不同的產(chǎn)品變體。他在實(shí)驗(yàn)中采用兩個(gè)案例研究進(jìn)行驗(yàn)證和論證，展示了該模型在整合產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃、產(chǎn)品族和組裝站數(shù)量的能力[1]。Kellegoz使用兩個(gè)目標(biāo)最小化即在該裝配線上使用的工人數(shù)量和在該裝配線上開設(shè)的工位數(shù)量來對(duì)生產(chǎn)線平衡進(jìn)行優(yōu)化，并提出了一種混合整數(shù)規(guī)劃公式，該公式可直接應(yīng)用于生產(chǎn)線平衡問題的解決[2]。Alavidoost等基于不確定環(huán)境下裝配線平衡問題，提出了一種模糊混合整數(shù)規(guī)劃模型，采用三角模糊數(shù)來表示實(shí)際生產(chǎn)系統(tǒng)任務(wù)處理時(shí)間的不確定性和模糊性[3]。Yurtkuran等以某汽車定速車身裝配線為例對(duì)其勞動(dòng)力調(diào)度與平衡問題進(jìn)行研究，提出了一種改進(jìn)型的人工蜂群算法，該算法可在較短計(jì)算時(shí)間內(nèi)獲得準(zhǔn)確的結(jié)果[4]。由于運(yùn)算量大且求解結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)情況不相符合，Otto等針對(duì)裝配線規(guī)劃時(shí)基于小范圍優(yōu)化的前提下構(gòu)建了一般設(shè)計(jì)原則，即不需要耗時(shí)的數(shù)據(jù)挖掘算法，在交叉驗(yàn)證下解釋了公式原則應(yīng)用的合理性，縮短了模型求解時(shí)間[5]。Ritt等在不確定工人可用性的情況下，提出了一種最小化預(yù)期周期時(shí)間的ALWABP算法，將生產(chǎn)線平衡問題建模為一個(gè)兩階段混合整數(shù)規(guī)劃，并提出了局部搜索的啟發(fā)式求解方法。計(jì)算實(shí)驗(yàn)表明，隨機(jī)建模有助于提高生產(chǎn)線的效率，并在實(shí)際實(shí)例中取得了良好的效果[6]。Bukchin等將約束規(guī)劃(CP)方法應(yīng)用于簡單裝配線平衡問題，通過對(duì)U型裝配線平衡問題、任務(wù)分配和設(shè)備選擇問題等裝配線平衡問題的改進(jìn)，證明了CP方法的通用性，并對(duì)其進(jìn)行了推廣[7]。Ogan等建立了混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，提出了一種利用有效的優(yōu)先關(guān)系和下界的分支定界算法，結(jié)果表明該算法能夠在合理的時(shí)間內(nèi)解決中等規(guī)模的問題[8]。Fisel等在考慮潛在的市場需求及不確定的規(guī)劃環(huán)境下，通過成本、靈活性和市場變化方面運(yùn)用混合整數(shù)線性模型對(duì)裝配線進(jìn)行改善，其研究結(jié)果為pareto裝配線平衡改善提供了借鑒意義[9]。Bukchin等提出使用約束規(guī)劃來求解平衡問題，使模型求解結(jié)果更為便捷，結(jié)果趨向收斂[10]。一些學(xué)者還提出了其他最優(yōu)解算法，例如啟發(fā)式算法和模擬仿真方法的出現(xiàn)。Oksuz等以考慮裝配線工人分配與平衡問題為研究目標(biāo)，以生產(chǎn)線效率最大化為目標(biāo)建立模型，提出了人工蜂群算法和遺傳算法對(duì)平衡問題進(jìn)行了求解，以此解決了裝配平衡問題的[11]。Sahin等運(yùn)用粒子群優(yōu)化的混合啟發(fā)式算法對(duì)多人工位裝配線的資源投資與平衡問題進(jìn)行求解，提出的新的混合整數(shù)線性規(guī)劃方法可用于求解問題的小型案例，粒子群優(yōu)化算法與特殊的啟發(fā)式算法相結(jié)合可用于求解大規(guī)模實(shí)例的混合算法[12]。Kucukkoc等提出并改進(jìn)了兩種元啟發(fā)式算法——重新啟動(dòng)模擬退火算法和協(xié)同進(jìn)化算法。該算法的性能優(yōu)于原算法和基準(zhǔn)算法，有效解決了機(jī)器人混流裝配線的平衡和排序問題[13]。Raj等通過對(duì)BukhariPakeeza方法的進(jìn)一步研究，提出了一種改進(jìn)算法，將實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場中的要素進(jìn)行了考慮，以此來進(jìn)行求解[14]。仿真技術(shù)的出現(xiàn)為人們研究生產(chǎn)線平衡提供了多樣化的方法。Kayar等采用Promodel仿真程序?qū)@些裝配線進(jìn)行建模，對(duì)裝配線進(jìn)行平衡優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，裝配線上自動(dòng)化的使用增加了產(chǎn)量，并對(duì)裝配線的效率產(chǎn)生了積極的影響[15]。MarkusPrdpster提出了一種仿真算法并將其運(yùn)用于某一具體的生產(chǎn)線中，并取得了良好的效果[16]。DorotaStadnicka針對(duì)人工裝配線工作負(fù)荷不平衡與工人任務(wù)分配不均等問題，提出了以價(jià)值流和模擬仿真方法相結(jié)合的方法進(jìn)行改善，驗(yàn)證了該改善方案的可行性[17]。LaleOzbakir對(duì)并行裝配線平衡問題進(jìn)行了研究，結(jié)合傳統(tǒng)工業(yè)工程理論和優(yōu)化算法對(duì)并行生產(chǎn)線平衡進(jìn)行優(yōu)化[18]。1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀與國外相比，國內(nèi)學(xué)者主要從數(shù)學(xué)模型的建立、啟發(fā)式算法、模擬仿真及基礎(chǔ)工業(yè)工程方法四個(gè)角度來改善生產(chǎn)平衡問題。國內(nèi)在數(shù)學(xué)模型放方法上研究較少。農(nóng)永新對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線建立了多目標(biāo)間的數(shù)學(xué)模型，并將該模型運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場中，使生產(chǎn)線的作業(yè)節(jié)拍更加均衡化[19]。任寧等對(duì)鈾濃縮生產(chǎn)線建立數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，并對(duì)模型進(jìn)行求解，提出了最優(yōu)生產(chǎn)方案，并確認(rèn)了改善效果[20]。莫明明等為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，在現(xiàn)有資源的情況下對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行了研究，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，改善后該生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率得到了明顯的提高[21]。潘曉勇等將兩條平行的生產(chǎn)線優(yōu)化為H型生產(chǎn)線并建立數(shù)學(xué)模型，并將該模型應(yīng)用于實(shí)際的家電制造企業(yè)中驗(yàn)證其合理性[22]。楊楠楠等對(duì)裝配作業(yè)的工藝流程進(jìn)行了研究并建立了優(yōu)先作業(yè)圖，利用線性規(guī)劃來求解，有效解決了起重機(jī)裝配線中的平衡問題，生產(chǎn)效率得到了大幅提高[23]。國內(nèi)學(xué)者對(duì)啟發(fā)式算法的研究起步較晚，但也取得了較多的成果。張寰宇將精益生產(chǎn)與啟發(fā)式算法相結(jié)合，對(duì)單件流生產(chǎn)方式進(jìn)行改善，利用快速換模與啟發(fā)式算法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行平衡改善，解決了瓶頸工位對(duì)生產(chǎn)的影響，實(shí)現(xiàn)了單件流高效率的生產(chǎn)[24]。張青對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)裝配生產(chǎn)線進(jìn)行了研究，主要利用啟發(fā)式法對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后該生產(chǎn)線的作業(yè)工位得到了減少，生產(chǎn)效率得到了一定的提升[25]。唐海波等對(duì)空調(diào)控制板的生產(chǎn)工序進(jìn)行了研究，利用啟發(fā)式算法進(jìn)行求解，生產(chǎn)線作業(yè)時(shí)間得到了降低、作業(yè)負(fù)荷更加均衡[26]。張力等以某增壓器生產(chǎn)線為研究對(duì)象，運(yùn)用啟發(fā)式算法進(jìn)行改善，提高了生產(chǎn)線的平衡率，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益的提升[27]。焦玉玲等對(duì)大規(guī)模裝配線進(jìn)行改善，啟發(fā)式算法的優(yōu)化方案為同類大規(guī)模生產(chǎn)制造企業(yè)提供了新的設(shè)計(jì)指導(dǎo)[28]。蔣小康等對(duì)半導(dǎo)體爐管區(qū)調(diào)度提出了一種改進(jìn)型的蟻群化算法，并設(shè)計(jì)處理可變閾值控制方案，并將此方案運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)線中，減少了晶圓在生產(chǎn)中的時(shí)間浪費(fèi)等問題[29]。顧晨陽以所在公司的物料配送系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用啟發(fā)式算法來解決物料配送過程中的人員等待、物料需求量、配送時(shí)長及配送車輛數(shù)等問題，求解出了最優(yōu)化的沛東方案[30]。在仿真模擬研究中，吳斌以壓縮機(jī)殼體的智能化生產(chǎn)線為研究對(duì)象，利用SolidWorks軟件對(duì)各單元建模和仿真布局，并運(yùn)用VisualComponent軟件對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行編程與仿真，通過模擬仿真實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能生產(chǎn)線的優(yōu)化，并為智能化制造企業(yè)提供了一定的參考價(jià)值[31]。劉蓉等采用witness仿真軟件對(duì)改善后的作業(yè)人數(shù)及員工作業(yè)速度進(jìn)行模擬，得出了生產(chǎn)效率的穩(wěn)定性與各工位作業(yè)人數(shù)及作業(yè)速度與之間的關(guān)系[32]。孟英晨等以某手機(jī)裝配線為研究對(duì)象對(duì)產(chǎn)品合格率低下的問題進(jìn)行了研究，通過現(xiàn)場收集到的數(shù)據(jù)來進(jìn)行模型的建立，確保改善方案更貼合生產(chǎn)現(xiàn)場[33]。侯蕊等運(yùn)用eM-Plant仿真軟件對(duì)電容屏后段生產(chǎn)線的瓶頸工序進(jìn)行模擬仿真，提高了電容屏的生產(chǎn)效率[34]。張琳等對(duì)沙發(fā)生產(chǎn)線進(jìn)行仿真模擬，優(yōu)化后該生產(chǎn)線在制品堆積問題得到了改善，生產(chǎn)效率更加高效[35]。在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場改善中，國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是基礎(chǔ)工業(yè)工程法。姜晨光等運(yùn)用價(jià)值流圖對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)中的物料和信息進(jìn)行了分析，在基于工業(yè)工程法的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)要素進(jìn)行了改善，改善后該生產(chǎn)線更加均衡化和高效化[36]。陳建對(duì)裝配生產(chǎn)線中的粘貼海綿作業(yè)進(jìn)行了研究，運(yùn)用工業(yè)工程相關(guān)理論方法對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場的布局進(jìn)行優(yōu)化了，為作業(yè)人員的作業(yè)手法制定了標(biāo)準(zhǔn)，提高了作業(yè)效率[37]。董雄報(bào)等對(duì)A公司的電腦顯示器裝配線進(jìn)行了現(xiàn)場研究，基于工業(yè)工程法中的MOD法、現(xiàn)場設(shè)備優(yōu)化及作業(yè)人員分配等對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行了優(yōu)化，改善后該生產(chǎn)線的平衡率顯著提高[38]。盧海洋等運(yùn)用工業(yè)工程中的時(shí)間研究法、雙手作業(yè)分析法以及“ECRS”原則等方法對(duì)F公司生產(chǎn)線作業(yè)時(shí)間不均衡、作業(yè)順序不合理、瓶頸工位等問題進(jìn)行了改善，改善后的生產(chǎn)線平衡率達(dá)到89.4%[39]。王秀紅等以汽車底盤裝配生產(chǎn)線為例，利用價(jià)值流程圖對(duì)作業(yè)順序進(jìn)行優(yōu)化，并引入U(xiǎn)型生產(chǎn)線，生產(chǎn)效率從71.1%提升到了93.9%[40]。張磊等以生產(chǎn)線平衡的評(píng)價(jià)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用工業(yè)工程法對(duì)其進(jìn)行改善[41]。鄒健等以PE管材生產(chǎn)線為研究對(duì)象進(jìn)行平衡問題改善，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提高[42]。王佳林等對(duì)冰箱生產(chǎn)線進(jìn)行了研究，運(yùn)用工業(yè)工程法和標(biāo)準(zhǔn)流程對(duì)其優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)線平衡率和產(chǎn)能的提高[43]。王紅等運(yùn)用工業(yè)工程法對(duì)A企業(yè)的生產(chǎn)線進(jìn)行研究，利用ECRS原則對(duì)生產(chǎn)工序進(jìn)行改善，并提出一系列的改善方案，降低了生產(chǎn)損失及現(xiàn)場浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)效益的增加[44]。吳越強(qiáng)等以滑塊裝配線為研究對(duì)象，運(yùn)用ECRS原則等對(duì)瓶頸工位進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)效率的提高[45]。朱永生等運(yùn)用工業(yè)工程理論與優(yōu)化方法對(duì)智能精鍛生產(chǎn)線進(jìn)行了研究，對(duì)設(shè)備布局進(jìn)行了改善，并對(duì)機(jī)器加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本的[46]。1.3國內(nèi)外研究述評(píng)通過以上文獻(xiàn)研究可知，國內(nèi)外通常使用數(shù)學(xué)模型法、啟發(fā)式算法、模擬仿真法和工業(yè)工程法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行平衡問題的改善。數(shù)學(xué)模型法和啟發(fā)式算法是在生產(chǎn)作業(yè)要素確定的條件下對(duì)其進(jìn)行平衡問題的解決，由于生產(chǎn)現(xiàn)場系統(tǒng)中存在多種影響因素并經(jīng)常處于不斷變化的狀態(tài)，用這兩種方法來求解實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場中的平衡問題具有一定的局限性。工業(yè)工程法通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行全面的觀察分析，能夠較為全面的將現(xiàn)場中的很多因素考慮進(jìn)去，有利于發(fā)現(xiàn)問題、找出問題，并將標(biāo)準(zhǔn)化管理及5S管理運(yùn)用到現(xiàn)場生產(chǎn)中，不斷的進(jìn)行改善達(dá)到生產(chǎn)平衡的目的。針對(duì)以上現(xiàn)狀，本文以Q公司典型的裝配流水生產(chǎn)線為例，主要運(yùn)用工業(yè)工程理論中的5M因素法及ECRS法對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場平衡問題進(jìn)行分析，并結(jié)合約束理論與作業(yè)組合票法來對(duì)產(chǎn)能與需求問題進(jìn)行改善，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線平衡和產(chǎn)能的提高。最后將改善方案運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)線中，將改善前后的平衡指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)改善后的效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。參考文獻(xiàn)HanafyM,ElmaraghyH.Modularproductplatformconfigurationandco-planningofassemblylinesusingassemblyanddisassembly[J].JournalofManufacturingSystems,2017,42(Complete):289-305.KellegozT.Assemblylinebalancingproblemswithmulti-mannedstations:anewmathematicalformulationandGanttbasedheuristicmethod[J].AnnalsofOperationsResearch,2017,253(1):377-404.AlavidoostMH,BabazadehH,SayyariST.Aninteractivefuzzyprogrammingapproachforbi-objectivestraightandU-shapedassemblylinebalancingproblem[J].AppliedSoftComputing,2016,40:221-235.YurtkuranA,YagmahanB,EmelE.Anovelartificialbeecolonyalgorithmfortheworkforceschedulingandbalancingprobleminsub-assemblylineswithlimitedbuffers[J].AppliedSoftComputing,2018,73:767-782.OttoA,OttoC.Howtodesigneffectivepriorityrules:Exampleofsimpleassemblylinebalancing[J].Computers&IndustrialEngineering,2014,69(2):43-52.RittM,CostaAM,Miralles,Cristóbal.Theassemblylineworkerassignmentandbalancingproblemwithstochasticworkeravailability[J].InternationalJournalofProductionResearch,2015:1-16.BukchinY,RavivT.ConstraintProgrammingforSolvingVariousAssemblyLineBalancingProblems[J].Omega,2017,78(JUL.):57-68.OganD,AzizogluM.AbranchandboundmethodforthelinebalancingprobleminU-shapedassemblylineswithequipmentrequirements[J].JournalofManufacturingSystems,2015,36:46-54.FiselJ,ExnerY,StrickerN,etal.Changeabilityandflexibilityofassemblylinebalancingasamulti-objectiveoptimizationproblem[J].JournalofManufacturingSystems,2019,53:150-158.BukchinY,RavivT.ConstraintProgrammingforSolvingVariousAssemblyLineBalancingProblems[J].Omega,2017,78(JUL.):57-68.OksuzMK,BuyukozkanK,SatogluSI.U-shapedassemblylineworkerassignmentandbalancingproblem:Amathematicalmodelandtwometa-heuristics[J].Computers&IndustrialEngineering,2017,112(oct.):246-263.SahinM,KellegozT.Anewmixed-integerlinearprogrammingformulationandparticleswarmoptimizationbasedhybridheuristicfortheproblemofresourceinvestmentandbalancingoftheassemblylinewithmulti-mannedworkstations[J].Computers&IndustrialEngineering,2019,133(JUL.):107-120.KucukkocI,ZhangDZ.Mathematicalmodelandagentbasedsolutionapproachforthesimultaneousbalancingandsequencingofmixed-modelparalleltwo-sidedassemblylines[J].InternationalJournalofProductionEconomics,2014,158(dec.):314-333.RajASV,MathewJ,JoseP,etal.OptimizationofCycleTimeinanAssemblyLineBalancingProblem[J].ProcediaTechnology,2016,25:1146-1153.KayarM,AkalinM.ComparingtheEffectsofAutomatUseonAssemblyLinePerformanceintheApparelIndustrybyUsingaSimulationMethod[J].Fibres&TextilesinEasternEurope,2015,23(5):114-123.MarkusPropster,LotharMarz,GuntherReinhart,CarstenIntxa,ValidationofLineBalancingbySimulationofWorkforceFlexibility[J].ProcediaCIRP,2015,3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