汽车维护作业流程平衡状况评价与仿真研究

摘 要：汽车维护生产线不平衡问题制约着企业生产、组织和管理。本文建立了生产线平衡状况评价指标。利用Flexsim进行生产线建模仿真，结合PCA法进行了平衡状况评价。有助于提高汽车维修企业生产效率。

关键词：二级维护 Flexsim 主成分分析

中图分类号：U472 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（c）-0072-02

随着汽车保有量的不断增加，汽车维修企业的市场需求与日俱增。同时，汽车维修企业自身还存在着生产线不平衡的问题，导致工时浪费，待检车辆滞留时间过长，甚至造成整条维护作业生产线的瘫痪。研究生产线的平衡问题，有助于提高汽车维修企业的生产效率和经济效益。

1 汽车维护作业流程平衡状况评价指标的建立

汽车维护作业流程的平衡问题，是在指定的工序流程下，总的流程时间尽量短，且分配到各个工位的作业时间尽量一致的问题。作业流程不平衡会带来工时的浪费和待维修车辆的积压，甚至会中止整个作业流程。维护作业流程的平衡状况，主要以工位为研究对象。一个工位的工作时间可以分为处理时间（processing time）、闲置时间（idle time）和受阻时间（blocked time）。这三种时间分别占总工作时间的比例决定着该工位的工作效率。处理时间比例大，则工位繁忙，反之则空闲。受阻时间比例大，则意味着工位的排序不合理。此外，待检车辆在各工位的平均停留时间（average staytime）也可作为衡量平衡状况的指标。

2 汽车二级维护作业流程仿真

Flexsim是一款系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机3D图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。运用Flexsim可在计算机内建立研究对象的系统三维模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计或改造方案。

根据汽车维护技术规范中的规定，二级维护基本作业项目有11项。因此我们把这11项作业内容分配到11个工位上。利用Flexsim对二级维护生产线上的11个工位建模。包括：1个发生器、11个处理器、4个暂存区和1个吸收器。实际生产线上的工位与所建模型是一一对应的。

（1）用发生器“Source”表示二级维护作业的起点。待检车辆不断地从发生器中生成。由于车辆随机到达的规律符合泊松分布的特点，故将发生器生成时间规律设置为泊松分布。

（2）用暂存区“Queue”表示相邻两个工位间的等待区域容量。由于相邻工位间最多可容纳10辆待检汽车，所以设置暂存区最大容量为10。当暂存区饱和时，暂存区前面的工位就会暂停工作，直至暂存区不再饱和，前面的工位才会继续向其输送车辆。

（3）用处理器“Processor”表示工位。在系统模型中，由处理器来完成每个工位的所有工作。设置处理器的参数时，“处理时间”是根据各个工位的总的工作时间来设置的。该时间取自现场多次测定所得时间的平均值。

（4）用吸收器“Sink”吸收维护完毕的车辆，表示车辆维护完毕后驶出维修车间。吸收器置于维护流水线模型的最后，并采用默认的参数设置。

最后，运用“connect objects”功能将各模型实体连接起来，完成整个建模过程。如图1所示。然后运用“run model”功能，就开始仿真运行该二级维护作业流程了。

本文设定的仿真时间为汽车维修车间一个工作日，即43200 s。当模型运行到该时间点，则停止运行。然后，在Flexsim中可以直接生成整个仿真过程的各项数据报告，有利于对模型进行全面分析。在菜单栏中选择“Statistics”，在下拉菜单栏中依次选择“Reports and Statistics”，“Summary Report”和“Generate Report”。如图2所示。

3 汽车二级维护作业流程平衡状况评价

由表1可知，各个工位上的作业量差别很大，工序安排不合理，生产线不平衡。本节将对该维护作业流程进行定量评价。

诸如二级维护作业流程平衡状况评价这样的问题，往往需要采集多个指标进行综合评价。但多个指标之间难免存在一定的相关关系，不仅造成了信息的重叠，同时增加了问题分析的难度。主成分分析法可以整合原有指标为少量新指标，起到了“降维”的作用，是确定指标权重的一种常用客观赋权法。

利用SPSS软件可以方便的进行主成分分析。将图2的数据导入到SPSS软件中，在菜单栏依次选择“分析”，“降维”，“因子分析”来实现主成分分析。据此计算出11个工位的最终得分，依次为：0.7，1.1，0.69，0.49，0.51，0.73，1.48，-1.14，-1.66，-1.76， -1.14。该结论也可从图2分析得出。后面工位的闲置时间很长，经常处于不工作状态，而前面的工位则大部分时间保持运作。说明后面工位的利用率不高。这一分析结果与计算结果相符。因此，调整工位的排序，对工位进行整合重组是必要的。

4 结论

本文提出了汽车维护作业流程平衡情况的评价指标。利用Flexsim对二级维护作业生产线进行仿真建模，并利用主成分分析法分析所得数据，指出该生产线不平衡，需要调整工序，并对工位整合重组。实践证明，该评价方法和指标能够较好的契合实际，对提高企业生产效率和经济效益有一定的价值。

参考文献

[1]葛淑斌.汽车二级维护作业流程优化仿真模型研究[D].吉林大学，2011.

[2]于新科，王波.浅析车辆二级维护的作用及工作重点[J].城市公共交通，2002（2）.

[3]李暄，洪怡恬，郑慧，等.基于Flexsim仿真软件的配送中心系统优化设计[J].物流技术，2009（8）.

①作者简介：李晋（1988—），男，汉族，江苏扬州市人，工学硕士，长安大学汽车学院载运工具运用工程专业，研究方向：汽车运用，交通

运输，站场规划。