一种手机组装车间产线的设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种手机组装车间产线的设计方法及系统，属于流水式生产线设计技术领域。其设计方法包括工艺流程分析步骤、装配工序工位自动化分析步骤和车间产线成型步骤。其中装配工序工位自动化分析步骤首先通过启发式平衡算法将所有所述工序分配到对应的工位；然后将所述工位分类，并赋予所述工位自动化、半自动化或零自动化的自动化可能性标签。其系统包括工艺流程分析模块、装配工序工位自动化分析模块和车间产线成型模块。本发明专利技术通过工艺流程分析、装配工序工位自动化分析和车间产线成型，解决了现有的手机组装车间的布局设计方法复杂，不利于对手机组装车间进行快速调整的问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种手机组装车间产线的设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及流水式生产线设计
，特别是一种手机组装车间产线的设计方法及系统。

技术介绍

[0002]我国是3C制造大国，占据全球产能70％以上，其中手机制造占比更是高达32％。科学技术的进步加速了智能手机的发展，手机已成为大众日常生活与工作必不可少的部分。正因手机能为人们娱乐、消费、工作及学习等活动的开展带来各种便利，导致消费者对手机的多样化与个性化需求越加强烈。手机市场已从增量市场进入存量市场，行业市场竞争日益激烈，手机的生命周期从两年缩短到现在的几个月，手机产品迭代的频率十分迅速，手机制造商不得不采用小批量多品种的生产方式来迅速地响应市场需求。
[0003]3C电子产品制造属于劳动密集型产业，特别是手机制造环节，其中人工成本比重较大，占据了75％的成本，这部分人工成本主要集中在手机制造生产后段的装配段和包装段。然而，不同的手机机型需要不同的手机产线进行组装和加工。目前，一条自动化手机产线的研发周期约为5个月，而手机产品的生命周期同样只有半年左右，手机更新换代的频率要求手机生产线必须要在极短的时间进行设计和优化。
[0004]手机产品具有高频换产与交期紧迫的典型特征。个性化需求持续增加，手机更新换代频率快，产品规格多、交货期紧迫以及插单现象经常性发生，企业不得不频繁变更产线，包括更换设备、切换工艺、配置生产参数、调整生产计划和执行差异化订单，以满足客户需求。另一方面，用户企业对手机装配企业最大的要求是其产品是否能按时按量交付。在制造全球化下，某一产品交付的缺量或延误将引发制造链条的多米诺骨牌效应，甚至直接关乎企业的信誉和发展前景。这两大特征给手机厂商带来了巨大的技术挑战。
[0005]手机组装车间的设计是制造系统设计的重要部分，需要满足客户场地、产能、成本控制、工艺路径和遗留装备等差异化需求，快速形成定制化的设计与实施方案，这是生产线快速搭建与部署的前提与基础，因此车间产线的优化设计已成为制造企业实现转型升级与智能制造的重要技术支撑。手机组装车间的布局设计作为制造系统设计的重要组成部分，其影响着生产线设备的稼动率、产线的节拍及效率，还与企业的生产能力、交付周期和生产成本也有着密切的联系。手机组装车间的布局设计需要对人员、机器和其他制造设施进行合理的规划，以创建最有效的布局方案，但是由于工艺流程、设备位置和人员操作之间的复杂关系，导致现有的手机组装车间的布局设计方法非常复杂，不利于对手机组装车间进行快速调整。

技术实现思路

[0006]针对上述缺陷，本专利技术的一个目的在于提出一种手机组装车间产线的设计方法，通过工艺流程分析、装配工序工位自动化分析和车间产线成型，解决了现有的手机组装车间的布局设计方法复杂，不利于对手机组装车间进行快速调整的问题。
[0007]针对上述缺陷，本专利技术的另一个目的在于提出一种手机组装车间产线的设计系统，通过工艺流程分析、装配工序工位自动化分析和车间产线成型，解决了现有的手机组装车间的布局设计复杂，不利于对手机组装车间进行快速调整的问题。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种手机组装车间产线的设计方法，包括以下步骤：
[0009]工艺流程分析步骤：
[0010]A1：获取手机组装工艺流程中的所有工序；
[0011]A2：分析工序间的约束性，以及分析工序的可增减性；
[0012]当两个工序间存在先后约束时，两个所述工序间的顺序不允许互换；当两个工序间不存在先后约束时，两个所述工序间的顺序允许互换；当所述工序存在可增减性时，所述工序能根据实际需求加入到实际工艺流程中或从实际工艺流程中删减；
[0013]装配工序工位自动化分析步骤：
[0014]B1：通过启发式平衡算法将所有所述工序分配到对应的工位；
[0015]B2：将所述工位分类，并赋予所述工位自动化、半自动化或零自动化的自动化可能性标签；
[0016]车间产线成型步骤：
[0017]C1：通过生产任务要求和工作制度得到生产节拍和产线数量，其中生产任务要求包括年产量和每小时目标产能，根据车间的工作制度得到全年实际工作时间和每天实际有效工作时间，每天产能＝年产量/全年实际工作时间，每条产线的单天产能＝每小时目标产能*每天实际有效工作时间，产线数量＝每天产能/每条产线的单天产能，生产节拍＝每天实际有效工作时间/每条产线的单天产能；
[0018]C2：根据所述自动化可能性标签设计各个工位的工时；
[0019]C3：根据所有所述工位的工时计算手机组装车间产线所需的设备数量和工人数量，并根据车间的工作制度和工位的自动化可能性标签对设备和工人的进行配置；其中，所述设备数量的计算公式为N
y
为设备数量，设备的每天实际有效工作时间t
y
的计算公式为其中c为工位的工时，k为产品产能需求，k等于年产量/产线数量，f为产品良率；所述工人数量＝工位的工时/生产节拍；
[0020]C4：根据车间的面积、区域的划分和所需的设备数量进行手机组装车间产线的布局，形成设计方案。
[0021]值得说明的是，所述步骤B1中的启发式平衡算法具体为：根据产线节拍需求，从首道工序开始分配给首个工位，完成首个工位的分配后再进行后续工位的分配，直到所有工序被分配完毕为止；
[0022]当工位被分配完对应的工序后存在多余时间，则由下一道工序补足，其中，在进行下一道工序补足时，通过工序间的约束性来选择下一道工序。
[0023]可选地，所述步骤B2还包括根据工位中的组装工序因素和检测工序因素分析各个工位自动化作业的可能性，将所述工位分类，其中所述组装工序因素包括组装零部件特征、
组装空间、组装精度、组装平面和位置特点，所述检测工序因素包括检测方式和检测条件。
[0024]具体地，所述步骤C2具体为：被赋予自动化的自动化可能性标签的工位的工时等于执行该工位的设备的设备工时；
[0025]被赋予半自动化的自动化可能性标签的工位的工时等于执行该工位的设备的设备工时、人工工时以及工人操作修正工时的总和；
[0026]被赋予零自动化的自动化可能性标签的工位的工时等于人工工时加上工人操作修正工时；其中，所述工人操作修正工时为人工工时乘以综合宽放率再加上手机在制品线上的抓放时间和手机在制品线下的抓放时间。
[0027]优选的，在车间产线成型步骤后还包括设计方案优化步骤，所述设计方案优化步骤为：
[0028]通过仿真软件根据所述设计方案建立仿真模型，然后根据所述仿真模型进行手机组装车间产线的运行仿真，得到每小时仿真产量；
[0029]当在运行仿真后所述每小时仿真产量小于所述每小时目标产能时，对所述设计方案进行优化，并对优化后的设计方案重新建立仿真模型，再根据所述仿真模型进行手机组装车间产线的运行仿真；其中优化所述设计方案具体为：分析各个工位的工作时间占比，对工作时间占比超过80％的被赋予自动化的自动化可能性标签的工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手机组装车间产线的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：工艺流程分析步骤：A1：获取手机组装工艺流程中的所有工序；A2：分析工序间的约束性，以及分析工序的可增减性；当两个工序间存在先后约束时，两个所述工序间的顺序不允许互换；当两个工序间不存在先后约束时，两个所述工序间的顺序允许互换；当所述工序存在可增减性时，所述工序能根据实际需求加入到实际工艺流程中或从实际工艺流程中删减；装配工序工位自动化分析步骤：B1：通过启发式平衡算法将所有所述工序分配到对应的工位；B2：将所述工位分类，并赋予所述工位自动化、半自动化或零自动化的自动化可能性标签；车间产线成型步骤：C1：通过生产任务要求和工作制度得到生产节拍和产线数量，其中生产任务要求包括年产量和每小时目标产能，根据车间的工作制度得到全年实际工作时间和每天实际有效工作时间，每天产能＝年产量/全年实际工作时间，每条产线的单天产能＝每小时目标产能*每天实际有效工作时间，产线数量＝每天产能/每条产线的单天产能，生产节拍＝每天实际有效工作时间/每条产线的单天产能；C2：根据所述自动化可能性标签设计各个工位的工时；C3：根据所有所述工位的工时计算手机组装车间产线所需的设备数量和工人数量，并根据车间的工作制度和工位的自动化可能性标签对设备和工人的进行配置；其中，所述设备数量的计算公式为N
y
为设备数量，设备的每天实际有效工作时间t
y
的计算公式为其中c为工位的工时，k为产品产能需求，k等于年产量/产线数量，f为产品良率；所述工人数量＝工位的工时/生产节拍；C4：根据车间的面积、区域的划分和所需的设备数量进行手机组装车间产线的布局，形成设计方案。2.根据权利要求1所述的一种手机组装车间产线的设计方法，其特征在于：所述步骤B1中的启发式平衡算法具体为：根据产线节拍需求，从首道工序开始分配给首个工位，完成首个工位的分配后再进行后续工位的分配，直到所有工序被分配完毕为止；当工位被分配完对应的工序后存在多余时间，则由下一道工序补足，其中，在进行下一道工序补足时，通过工序间的约束性来选择下一道工序。3.根据权利要求2所述的一种手机组装车间产线的设计方法，其特征在于：所述步骤B2还包括根据工位中的组装工序因素和检测工序因素分析各个工位自动化作业的可能性，将所述工位分类，其中所述组装工序因素包括组装零部件特征、组装空间、组装精度、组装平面和位置特点，所述检测工序因素包括检测方式和检测条件。4.根据权利要求3所述的一种手机组装车间产线的设计方法，其特征在于：所述步骤C2
具体为：被赋予自动化的自动化可能性标签的工位的工时等于执行该工位的设备的设备工时；被赋予半自动化的自动化可能性标签的工位的工时等于执行该工位的设备的设备工时、人工工时以及工人操作修正工时的总和；被赋予零自动化的自动化可能性标签的工位的工时等于人工工时加上工人操作修正工时；其中，所述工人操作修正工时为人工工时乘以综合宽放率再加上手机在制品线上的抓放时间和手机在制品线下的抓放时间。5.根据权利要求4所述的一种手机组装车间产线的设计方法，其特征在于：在车间产线成型步骤后还包括设计方案优化步骤，所述设计方案优化步骤为：通过仿真软件根据所述设计方案建立仿真模型，然后根据所述仿真模型进行手机组装车间产线的运行仿真，得到每小时仿真产量；当在运行仿真后所述每小时仿真产量小于所述每小时目标产能时，对所述设计方案进行优化，并对优化后的设计方案重新建立仿真模型，再根据所述仿真模型进行手机组装车间产线的运行仿真；其中优化所述设计方案具体为：分析各个工位的工作时间占比，对工作时间占比超过80％的被赋予自动化的自动化可能性标签的工位增加设备的数量，对工作时间占比超过80％的被赋予半自动化的自动化可能性标签的工位增加设备的数量或工人的数量，对工作时间占比超过80％的被赋予零自动化的自动化可能性标签的工位增加工人的数量；当运行仿真后所述每小时仿真产量大于或等于所述每小时目标产能时，输出所述设计方案作为最终设计方案。6.一种手机组装车间产线的设计系统，其特征在于：包括工艺流程分析模块、装配工序工位自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵荣丽，邹广鑫，刘强，邹尚文，俞爱林，苏倩怡，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：