作业基于脉动式生产线的cubesat总装

基于脉动式生产线的

CubeSat总装过程研究

学生 朱蓬勃 王宁宇 睿 贾雯娜 池雨灿 丰学生学号 1132130116 1131820208 1130410522 1131820206 1131820225院系 航天学院控制科学与工程 航天工程与力学系指导教师 世杰

二〇一五年六月

基于脉动式生产线的CubeSat总装过程研究

工业大学朱蓬勃王宁宇睿贾雯娜池雨灿丰

摘要脉动式生产线的思想最开始起源于福特公司的汽车生产线 因为其优越的性质 良好的柔性控制可以很好地完成生产任务。而在微小卫星需求量越来越大、小卫星模块化、集成化、平台化发展的今天如何完成小卫星的批量生产这成了我们亟待解决的问题。其中CubeSat小卫星就是代表。本文介绍了脉动式生产线的思想计算方法 并在CubeSat上进行模拟 并且对整个总装过程进行分析评价最后提出了所需要细化的问题和所需的方法。

关键词 脉动式生产线微小卫星 总装CubeSat

1脉动式生产线与精益生产思想

脉动装配生 产线 Pulse Assembly Lines最初从Ford公司的移动式汽车生产线衍生而来是连续移动装配生产线的过渡阶段 不同的是脉动装配生产线可以设定缓冲时间 对生产节拍要求不高 当生产某个环节出现问题时 整个生产线可以不移动或留给下个站位去解决 当飞机的装配工作全部完成时 生产线就脉动一次。

整条生产线由4部分组成脉动主体、 物流供给系统、 可视化管理系统、技术支持。 1脉动主体 站位设施、 对接定位设备、 可移动的装配设备等。2物流供给系统 AGV车、 完备的配套和配送系统。 3可视化管理系统现场可视化系统、 ERP与MES无缝融合的信息管理系统、 工作现场的固

定和移动终端。

2生产线配臵与柔性设计原理

生产线配臵首先是生产线平衡问题生产线平衡问题研究如何安排生产线工位 即需要设臵多少个工位和每个工位的作业容是什么。 “平衡”的意义体现在每个工位的工作量相当。 生产线平衡的目的是尽量使每个工位都处于繁忙状态完成最多的操作量 闲臵时间最少以求生产线效率最优。时下为快速适应市场需求的变化 生产方式的灵活性和可变性正越来越受到企业的重视。柔性生产的思想正是为了快速适应市场需求的变化而产生的。柔性生产是指企业通过变革生产方式以快速对应市场需求变化的一系列方法。柔性生产是关于生产方式的一种理念 而不是一门技术没有一种普遍适用的柔性生产方式。实现柔性生产需要的是不断改善的意识 并没有什么必须要掌握的关于柔性生产的技术。 同样具有柔性生产理念的企业 实现柔性生产的方式却并不一定相同。

2.1生产线平衡

2.1.1三个基本概念

生产节拍是相邻两个产品通过生产线尾端的时间间隔即每隔多长时间有一件产品从生产线流出。其计算公式为 生产节拍  C =

基本作业单元是生产线上不能再分解的动作如果再分解就产生多余动作。

生产线效率是衡量生产线平衡优劣的指标为总有效时间占总付出时间的百分比 闲臵时间越少生产线效率越高。 生产线效率的计算公式为

%

2.1.2生产线平衡步骤

生产线平衡的步骤如下

1用一个流程图表示出基本动作的先后关系。流程图由圆圈和箭头组成圆圈代表一个基本作业单元 箭头表示作业顺序。

2计算生产节拍C

3 用下面的公式计算出所需要的工位数N 

完成作业所需的时间 总量

结果取不小于计算值的最小整数。计算出的工位数为理论上满足要求的最少工位数。

4 向第一个工位分配基本作业单元 一次一项逐项增加 直到完成作业的时间等于节拍或由于受作业时间或操作次序的限制其他基本作业单元不能再增加为止。 重复这个过程向第二个工位分配作业 然后是第三个工位 直到将所有基本作业单元分配完毕。

分配作业时首先分配具有第一特征的基本作业单元若有问题 则分配具有第二特征的基本作业单元。其中第一特征为具有最多后续作业第二特征为持续时间最长。

5计算效率 评价生产线平衡效果。

6如果结果不如人意 进一步调整生产线的平衡。

2.1.3生产线平衡计算方法举例

某型玩具车要在一个传送带上组装每天生产1000台每天的生产时间是8小时 图表1列出了组装的基本作业单元和时间

图表1 某型玩具车组装的基本作业单元和时间

下面我们看看如何按以上介绍的规则来配臵玩具车的组装生产线。

第一步 画流程图

图表2以流程图的形式反映了图表1中各基本作业单元的次序关系。

图表2 某型玩具车组装作业流程图

第二步计算生产节拍

计算时将每天的工作时间换算成秒 因为作业时间是以秒表示的。

第三步计算工位数

N (取整)这是计算出的工位数的理论值 实际数量可能会大一些。

第四步 向工位分配作业

各基本作业单元后续作业数量如图表3所示

图表3 各基本作业单元后续作业数量

向各工位分配作业的过程如图表4所示

图表4 向各工位分配作业的过程

第五步计算效率

生产线效率=%

节拍C 工位数N

效率为75%意味着生产线不平衡或闲臵时间达25%共有36秒的闲臵时间 28.8×5112 最轻松的工位是工位5。

第六步进一步调整生产线的平衡

能不能得到一个更好的平衡方案呢在本例中答案是肯定的。在本例中将第一特征和第二特征交换就会得到一个更好的方案。进一步调整生产线平衡可能采取的方法还有进行作业分解和采取柔性生产布臵等。

2.1.4作业分解

最长的基本作业单元时间决定了生产节拍的最小可能值。最长的基本作业单元时间就是生产节拍的下限 除非有可能将作业分解到两个或更多的工位上去。

考虑下面的例子假设一条生产线的基本作业单元的时间分别为 25秒、42秒、 17秒、 15秒、 22秒、 18秒、 9秒、 15秒、 27秒 生产线每天运行8小时每天的产量为800台。 满足800台/天产量的生产节拍是36秒„ 8×60×60 /800‟ 现在面临的问题是有一个基本作业单元的时间是42秒大于36秒 应该怎么办呢

有许多方法可以使42秒的作业适合36秒的节拍。可能采用的办法如下

1作业分解

将这个作业分配到两个工位上 虽然会产生多余动作。

2作业共享

让相邻的工位对该作业进行一点共享这样相邻的工位就能帮助完成一部分作业。作业共享与作业分解不同对于作业共享而言 相邻工位只是提供帮助而不是独立完成作业的某一部分。

3设立平行工位

将作业分配给两个平行操作的工位。

4聘用操作技能高的工人

聘用操作技能高的工人也许能满足36秒的要求。