基于精益理论的装配车间生产物流优化研究——以S电动工具企业为例

摘要

随着互联网的飞速发展，经济全球化不断加强，增强成本优势是制造企业在激烈的竞争中得以生存的重要手段之一。然而目前国内原材料与劳动力费用却在不断提高，这无疑是国内制造企业在全球范围内形成成本竞争优势的一个巨大障碍，因此制造商们不得不从自身生产运营中寻找突破口，通过挖掘“潜在利润”来增加成本优势，提高竞争力。生产是制造企业最主要且最重要的环节，它是产品的来源地也是企业获得价值的重要途径之一，同时它也占据着整个产品与企业运营的大部分成本。目前市场对多样化产品的需求不断上升，个性化装配成为了生产过程中必不可少的环节，但由于装配过程涉及大量的原材料，半成品和成品，其产生了大量的物流活动以及短暂的库存或人工等待时间，高额的物流成本成为了目前制造企业降低生产成本的阻碍之一。线边物料堆积及成品滞留产线会极大地占用生产面积，造成企业无法降低生产资源的成本，且生产线停线待料等停滞导致了时间和产能的损失，因此在保证高生产效率的同时建立与装配生产活动相适应的生产物料及成品物流配送系统，降低生产物流成本已经成为众多企业管理者亟需解决的问题。
　　论文首先分析了装配车间内生产物流现状及问题，总结了产生高额生产物流成本的主要原因，结合精益理论在生产及物流领域的应用，提出以“一个流”为指导思想，以“准时制”、“自动化”以及“持续改善”为手段来实现精益装配车间，降低生产物流成本。
　　其次针对在使用电子看板拉动式环境下，装配线停线待料，线边物料堆积，配送成本高等问题，综合考虑物料看板消耗速度参差不齐，线边容量有限，生产线发送需求时间的不确定性和需求量确定性等特点，以总成本极小化为优化目标建立基于电子看板的物料配送流程以及可分割式物料配送模型，采用分支定界方法对模型进行求解。
　　然而可分割式物料配送模型并不能解决成品滞留生产线、车间堵塞等问题。因此论文提出在物料配送的基础上加入成品进行联合运输，以此来代替传统独立循环的运输方式。综合考虑生产线同时存在送货与收货两种不同服务性质、不同时间窗约束以及可分割式配送等特点，论文建立了装配车间送收货车辆调度模型(VRPPDAP);详细地阐述了小规模问题的精确求解思路与求解流程;在求解大规模问题时，结合蚁群算法和VRPPDAP模型的特点设计解的结构、求解思路和转移概率并设计出算法流程图。
　　最后以S电动工具公司为案例，分析了产品装配生产的特点以及装配车间生产物流所存在的问题，利用已建立的可分割式物料配送模型与VRPPDAP模型分别对牵引车调度进行优化，从总成本、停线时间、线边最高库存量与传统的独立式Milk-Run配送方案进行对比，验证了可分割式物料配送模型与VRPPDAP模型的可行性与有效性。为进一步实现精益的装配车间生产物流，论文从生产线退货流程、运输工具的柔性化、响应极限表的设计和物流人员分工等方面提出了一些管理改善建议与实施流程。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义及目的

1．2．1 研究意义

1．2．2 研究目的

1．3 国内外研究现状

1．3．1 物料配送研究现状

1．3．2 车辆调度及其算法研究综述

1．4 论文研究思路与组织结构

1．4．1 论文研究思路

1．4．2 论文组织结构

2 相关理论研究

2．1 精益理论的发展

2．1．1 精益理论的概述

2．1．2 精益理论在生产领域的应用

2．1．3 精益理论在物流领域的应用

2．2 精益生产物流概述

2．2．1 生产物流的概述

2．2．2 精益思想与车间内生产物流

2．3 实施精益化的车间生产物流的手段

2．3．1 准时制

2．3．2 自动化

2．3．3 持续改善

2．4 本章小结

3 基于电子看板的装配线物料配送优化研究

3．1 电子看板环境下的生产线物料配送

3．2 物料配送模型

3．2．1 问题描述

3．2．2 符号说明

3．2．3 配送模型

3．3 模型求解

3．3．1 求解思路

3．3．2 模型结果集

3．4 本章小结

4 装配生产车间混合送收货车辆调度优化研究

4．1 物料及成品联合配送流程分析

4．2 装配车间混合送收货车辆调度问题

4．2．1 问题描述

4．2．2 符号说明

4．2．3 车辆调度模型

4．3 小规模问题的精确求解

4．3．1 求解思路

4．3．2 求解流程

4．4 基于蚁群算法的大规模问题求解

4．4．1 蚁群算法

4．4．2 算法思路

4．4．3 解的结构

4．4．4 对下一个站点概率选择

4．4．5 算法流程

4．5 参数分析

4．6 本章小结

5 S公司案例分析

5．1 公司概况

5．2 S公司生产物流分析

5．2．1 产品生产特点分析

5．2．2 生产布局分析

5．2．3 车间内生产物流浪费分析

5．3 车间内生产物流优化

5．3．1 物料配送优化

5．3．2 小规模的物料及成品联合运输优化

5．3．3 大规模的物料及成品联合运输优化

5．4 精益化管理建议

5．4．1 生产线退货流程的改善

5．4．2 运输工具柔性化及自动化实施

5．4．3 响应极限及流程的设定

5．4．4 分工明细化

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 论文结论

6．2 论文研究的不足及展望

参考文献

附录

攻读学位期间的科研成果

致谢