考虑工效学的某混流装配线平衡问题研究

作     者：穆迪 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘巍巍

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：装配线平衡 身体负荷 疲劳和恢复 NSGA-Ⅱ算法 混流生产线 

摘      要：随着我国制造业的不断发展,混流装配线作为一种高效率、高柔性的生产方式,在离散型制造企业中得到了普遍的应用。在混流装配线的平衡问题研究中,传统IE方法虽能够解决装配线生产中的瓶颈工序等问题,却没有考虑操作者工作负荷不均等情况,不仅导致疲劳、操作失误等现象的产生,还对混流装配线平衡的稳定性产生显著影响。因此,考虑工效学的混流装配线研究对离散制造企业的装配生产具有重要的实践指导意义。本课题以某家电公司的混流装配线为研究对象。首先,分析企业混流装配线现存问题,并采用IE方法对混流装配线进行初步改善。其次,针对初步改善结果中的操作者体力消耗进行分析,结合企业实际生产需求确定其混流装配线平衡优化目标,分别构建第Ⅰ类和第Ⅱ类考虑操作者变量的混流装配线平衡优化模型:一类是以在确定生产节拍的条件下求得最少的工位数量为目标,将操作者的体力负荷与脑力负荷作为装配线平衡约束条件;另一类是在工位个数确定的情况下考虑工位上操作者在生产节拍内的疲劳和恢复过程,以求得最小的生产节拍为目标,并对操作者的身体负荷进行合理分配。第三,针对装配线平衡模型的特点,结合各种算法优缺点对比,选择NSGA-Ⅱ算法并进行算法设计。最后,根据该企业实际数据采用NSGA-Ⅱ算法对两类平衡模型进行求解,对比分析得到第Ⅰ类优化方案对该企业的平衡效果更优的结论。本文的研究成果能够有效降低工作负荷分布不均对装配线的不良影响,为混流装配线的进一步优化设计提供理论支持。研究表明,本文所提出的考虑工效学的第Ⅰ类优化方案,能够使装配线的平衡率进一步提升且基本消除了操作者体能消耗的差异,研究结果对实际装配作业的效率提高以及对操作者的健康保护具有一定的实践应用价值。