齐套技术在矿山设备管理中的应用

李 飞，袁 梅，陈 博

(1.贵州大学矿业学院，贵州贵阳，550003;2.大屯煤电 (集团)有限责任公司，江苏徐州221600;3.贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳，550003;4.贵州玉舍煤业有限公司，贵州六盘水553015)

随着生产技术及设备工艺的不断提高，现有矿山生产企业的设备越来越先进，越来越复杂，从而使得矿山设备管理部门的工作也随之变得繁杂，工作量急剧上升。

在日常的矿山设备管理工作中要对每一个矿山设备进行日常的检修及维护，对于已老化、损坏的零件及设备要进行及时地更换。但是，当大量的缺少零配件的设备聚集在一起时，就会产生一个问题——对缺少的零配件的种类及数量统计不明。因此，必须引入齐套的概念及技术解决此类问题。

1 齐套技术及应用

1.1 齐套技术的概念

以色列教授Ronen［1］于1992年在自己的论文中提出齐套的概念及其应用。论文引用电路板的装配过程来说明齐套的重要性。如果装配过程中不运用齐套技术，则装配工作进行缓慢，效率低下，最后文章给出了如何推广齐套技术在企业中的实际运用［2］。

简单来说，齐套为设备工件装配过程中的一种相互关系。举例来说，中小企业在进行多种零配件的生产时，并没有制定严格的生产计划，多种零配件的生产进度均靠人工控制。这样，在进行装配时，不同的设备会使用相同的零件，从而占用其他设备装备所需要的零件，造成设备装配混乱，进而推迟设备装备的时间。如果运用齐套的概念对需要装配的设备进行计算，根据计算结果，就可以很清楚地看到现有的设备是否已齐套，在不齐套的情况下，可以根据计算的结果查看所缺零配件的类型及数量，从而尽快安排生产任务或者外购任务。齐套计算功能可以给企业的管理者提供一个精确预测性的工具，辅助企业及时地安排生产。

1.2 齐套技术的应用

齐套技术在多类型、小批量的设备装配中可以起到极大的提高效率的作用。下面以线路板为例，列举齐套技术的重要性［3］。

(1)线路板是由多种不同类型，不同数量的元器件组成，如果不应用齐套技术，则会在装配过程中出现缺件的情况。

(2)由于某些电子元器件的价格较高，一般企业里的电子元器件的库存都保持在较低的水平。如果未使用齐套技术，则会扩大设备的装配周期。

(3)在线路板装配的过程中，经常可以见到元器件的相互替代问题，有些元器件是可以相互替代的，但是替代分为单向替代和双向替代，如果不运用好齐套技术，则极易导致缺件情况的发生。

(4)如果使用人工控制装配过程，则会造成某些零部件的缺件和其他零部件的过剩，造成生产周期延长，生产成本提高及原料浪费［4］。

2 齐套技术计算方法

对于齐套的概念可以轻易地理解，但是在不同领域里，齐套的技术有所不同，要根据实际情况进行调整。但需要注意的是，不管在哪种设备的装配过程中，齐套技术体现的都不仅仅是零配件之间的一种逻辑关系，更是设备之间、设备与管理者之间、设备与时间之间的一种空间关系［5－8］，只有处理好这些关系，才能充分地发挥齐套技术的作用。

某装配生产线上共有n台产品正在进行装配，装配线上共有m个工作台，涉及此设备的零件共有q种。

设F为全部设备及配件的集合，F={F1，F2，F3，…，Fn};为设备Fi所需零件fj的数量;为设备Fi已分配的配件数量;为设备Fi进行齐套计算后的配件fj的库存剩余量;为对设备Fi进行齐套计算后的理论库存剩余量;为设备Fi进行齐套计算后配件fj的缺件数。

在设定完以上变量后，即可进行计算模型的建立。

(1)每台设备所需配件的需求量:

(2)产品已分配的配件矩阵:

(3)目前库存剩余量矩阵:

(4)做齐套计算后配件理论库存量:

(5)各设备q种配件的缺件矩阵:

(6)某配件的缺件计算式为:L=N－Y－H，即:

在进行设备装配时的顺序为:

1号设备:L(1)=N(1)－Y(1)－H(0);

2号设备:L(2)=N(2)－Y(2)－H(1);

N号设备:L(n)=N(n)－Y(n)－H(n－1);

则第i种设备的第j种配件的缺件数:

库存剩余量矩阵H和理论库存剩余量状态矩阵HH分别可转化为:

矩阵中的负数表示缺件个数，正数表示剩余配件数。

在n套设备进行齐套计算后，各种配件的剩余量或缺件量为:

j配件缺件数量:Lj=H，HH＜0;

j配件剩余量:Hj=H，HH≥0。

3 应用实例

某矿山设备管理单位在检修完某矿用设备之后进行装配。其初始的状态为:N=3，q=5。

配件剩余量:H(0)=(15，8，9，14，7)=HH(0);

配件需求量矩阵:Ni=(3，5，4，7，4);

设备已分配配件矩阵:F1=(3，5，3，3，4)，F2=(2，5，3，0，0)，F3=(2，1，1，3，0)。

经过矩阵计算后可得表1。

表1 矩阵计算结果

4 结论

(1)齐套技术在企业装配过程中将会得到越来越多的应用。

(2)通过运用齐套技术之后，可以准确地预测到设备在装配过程中所遇到的缺件类型及缺件数量，提前做好预防措施。

(3)企业可以合理地调配现有配件存量及未到货配件的数量。

(4)利用齐套计算模型能达到装配工作工时最少，浪费配件数量最少，装配成本最低的目的。

［1］Rouen，B.The complete kit concept.International Journal of Production Research，Vol.30 NO.10，1992，2457－2466.

［2］Chen J F，Wilhelm W E.kitting in product assembly systems with parts substitutable.International Journal of Production Research，1997，35(10):2871－2897.

［3］卢虎生，朱 林，高学东.多智能体计划调度系统的理论与应用［M］.北京:冶金工业出版社，2003.

［4］张 斌，于 明，王 晨，等.生产计划制定过程的分析及数学模型 ［J］.工业工程与管理，2003(3):35－39.

［5］范玉顺，黄双喜，赵大哲.企业信息化整体解决方案［M］.北京:科学出版社，2004.

［6］薛冬娟，刘晓冰，邢英杰，等.复杂装备集成生产管理系统总体方案设计与关键技术研究［J］.中国机械工程，2006，9(15):1798－1802.

［7］王万良，吴启迪.生产调度智能算法及其应用［M］.北京:科学出版社，2007.

［8］王林平.应用齐套概念的离散制造业生产调度问题研究［D］.大连:大连理工大学，2009.