服装生产线的快速求解

服装生产线的快速求解

随着服装生产的快速发展，服装公司的生产和管理面临着巨大的挑战。流水线的设计、工位的安排、工序的配置等成为服装生产管理的难点。服装品种的诸多变化使得生产工艺与工序变化无穷,快速交货的要求使得生产节奏加快,对设备的多样化要求和生产人员多工种操作的日益增多使得生产流水线的设计可变性增多,影响流水线设计的因素复杂多变,使得原来由经验加现场调节的方法无法满足现代生产管理的需要。利用计算机进行辅助管理势在必行,将流水线生产的各种制约因素分析透彻,是建立相关数学模型和利用计算机快速计算和求解的基础。一、该沟槽设计的相关因素1.现代基本的线索形式流水线的布置包括机台排布方式、半成品移动方式、机器的数量、种类、机器之间的距离等因素。基本的流水线形式有传送带式、单机组合式、集团式、吊挂传输式和快速反应的模块式等。无论是哪一种布置形式,影响生产效率的是流水线的编制效率和半成品的移动时间。在吊挂传输式等形式的流水线中,传输与生产同步,可将搬运时间设定为零。2.定员规划设计生产人员的配置是根据生产品种和批量、工艺要求等进行的。服装流水线生产的劳动定额以工时定额为主,单件小批量生产以产量定额为主。流水线的定员设计包括人数、工种、细分工种等内容,不同员工的熟练程度、多机操作能力也是具体设计中要考虑的因素。缝纫流水线有生产工人数为50至60人的“大流水”和30人左右的“小流水”之分,在复杂的流水线中又通常划分成几个工段安排生产。3.服装生产工序在生产设计中需要根据待加工品的实际情况规定其工艺要求和工艺流程,并拆分出具体工序。工序是构成流水作业分工的单元,常以工序分析图的形式来表示。工序的先后顺序、加工方法、工序代号、每道工序所需的加工时间、所采用的机器种类等都在工序分析中体现出来。服装产品的款式多变,工艺要求加工方法也要做出相应的调整,服装生产工序是流水线设计中的不断变化的成分。目前国内已经开展了根据款式快速完成工艺设计和工序细分的研究,由中原工学院主持的河南省科技攻关项目的相关研究《模块化快速生产设计研究与系统开发》已取得了一定的成果。实现方法主要由通过对工艺类别进行科学划分和建立丰富的款式库来实现。4.影响导线设计力在服装流水线生产中,生产小组的及时反应和调整能力也是影响流水线设计的因素之一。工人的适应性、班组长的调节力度、现场管理和监控、团队的协作精神、对瓶颈工序的消化能力等都对流水线设计和效率造成影响。5.服装生产线的设计服装流行性强的特点决定了服装产品更新快,为适应快速交货的要求,服装生产的节奏也不断加快,加工制品所要求的整批加工时间、头件产出时间等是流水线设计的主要限定因素。以上这些相关因素在流水线设计中根据各企业情况可视为变量或定量,是求流水线设计最优解的基础条件。二、般生产单元的流水作业设计特点流水线设计的基本原则是生产效率高,这包括了减少人员使用、减少生产时间、平衡生产各环节、减少在制品回流等内容。不同的企业和生产目标要求也不同。总结如下:1.求流水线的最佳编制效率在组织流水生产时,各工作地负荷的确定应以平均节拍为基准,实现工序同期化。工序分配或作业组织不合理会造成生产脱节或停工等待现象。通过工序分解或合并,科学配置每个工作地的负荷是平衡流水线生产的基本要求。流水线的编制效率:E%=T/[n×Max(Nk)]k=1,2,…,n其中:T:单位产品的总工时;n:生产人员总数;k:表示每位生产人员;Nk:每位生产人员的累计生产时间;Max(Nk):瓶颈工位生产时间。一般流水线的编制效率要求在85%以上,其主要影响因素是瓶颈工位的生产时间。2.求最佳人员配置流水线定员没有一个统一的标准。企业根据已确定的生产规模和产品类型进行安排,生产品种和款式较为固定、批量较大、工艺复杂的产品如西服、制服宜采用大流水;而多品种、小批量的产品生产采用小流水以便灵活调控。定员人数可以根据生产任务和工人出勤率来计算:定员人数=生产任务定额工时/(每人生产时间×出勤率)一般生产单元的人员配置保持一定的稳定性以便于互相配合。人员配置包括人员的数量和工种的配置,机工和附工的划分一般保持固定,而机工中应培养出能操作不同设备的人以增加流水线的灵活性。熟练程度不同的员工可以搭配组织在一条生产线中完成难度不同的工序。3.求最佳机位布置合理的流水线应该使衣片和半成品的运输路线最短,工人操作安全、方便;同时还要有利于生产管理和有效地利用生产面积。具体的布置要综合考虑产品品种和批量、机器设备的种类和尺寸,厂房形式和柱网尺寸以及管理水平等条件。传统的服装生产的流水作业都具有较强的专业性,在长期的生产实践中摸索出合理的机位排布,但面临调换品种时会有许多不适。一些企业采用可调式流水作业布置,在设备下面装有方便移位的轮子,便于机台迅速地重新组合,变换生产形式。这种组合式的流水作业适应于其品种的开发和小批量生产。4.求最短生产时间和最佳生产流量根据加工制品所要求的整批加工时间、头件产出时间来决定流水线生产的节拍和进度及投入生产的人员数量,使生产各环节保持平衡。一般流水作业的流量是日产量的3倍,为满足多品种、小批量、快节奏的需求,可以采用单元同步流水作业的方式,即:把一件产品分为若干独立的单元,组成同步流水作业,单元之间的流水传递量为3至4件。这种方式规模小、节奏快。从衣片的投入生产到产品的产出,一般大流水作业需要2至3天,而单元同步作业只需要产品工时定额的2倍即可。三、机台的闲置补充在一般的服装生产单位中,每生产小组的人员数量和技能情况一般是固定的,机台有一定的闲置作补充。流水线的设计问题主要是在给定的服装加工款式的情况下,求解各工序的最优分配使得生产保持平衡并且耗时最少,下面就以此作为讨论的基本条件求出流水线设计的最优化目标函数。1.生产时间模型为了保证生产的平衡,每位生产人员的累计生产时间应该相当,都接近流水节拍τ,即目标函数G=min[∑(│Qk×Nk-τ│)]k=1,2,…,n其中:τ:流水节拍,τ=T/n;Nk:每位生产人员的累计生产时间;Qk:每位生产人员的熟练系数。由于在现代服装生产中对特殊缝纫加工的要求增多,考虑员工一人多机操作的情况,每位生产人员的累计生产时间可表示为:Nk=NkA+NkB+NkC+…+NkMNkA,NkB,…,NkM为各工种的加工时间。最优化流水线设计的问题实际上就是将拆分的各工序按照工种分配给相应的生产人员,使得每人累计生产时间接近流水节拍。该目标函数考虑了员工的熟练程度,将每人的操作情况以熟练系数的形式反映在函数中,尽量达到精确的效果。另外在该目标函数中工种的划分不仅能顾及一人多机的实际情况,还能将细分工种列入设计内容,如:领子、袖子等重点部位的制作由专门的人员进行操作,可以设出其工种代码,有效控制工序的分配。2.考虑生产流畅性的目标函数由于在实际生产中,生产时间除了实际缝制加工时间之外,还包括半成品的运输时间,所以高效率的流水线设计还应该考虑生产过程的流畅性,尽量减少裁片的搬运和转移,使生产时间和辅助生产时间的总和为最少,即:目标函数G`=wm×∑(Tm)+ws×n×Max(Nk)k=1,2,…,n其中:Tm:有裁片转移的工位间所需搬运时间;wm:搬运函数权数;ws:缝纫加工函数权数。权数的确定根据企业实际情况调配,一般可设为1。四、启发式搜寻模型目标函数的建立为利用计算机进行辅助生产设计与管理建立了基础。在各参数中,单位产品的总工时T和各工序的工时、生产人员总数n、每位生产人员的熟练系数Qk、各工位的加工时间与工种限制NkM、搬运函数权数wm、缝纫加工函数权数ws、各工位间所需的搬运时间等都可作为已知条件输入。各工序的分配可采用启发式搜寻法(HeuristicSearchMethods)进行。在人工智能的领域里,启发式搜寻法是解决许多问题的基本法则。因为工序分配的问题实质是空间矩阵的组合与设计问题,其中工作小组生产人员为一矩阵,细分工序为另一矩阵。在组合设计的问题上矩阵空间的使用非常普遍,常将实际的问题简化为矩形空间的组合设计,再利用电脑模拟出