大規(guī)模定制生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線平衡技術(shù)的研究.pdf

1、大規(guī)模定制生產(chǎn)的核心就是以大規(guī)模生產(chǎn)的低成本和高效率，為客戶提供定制的產(chǎn)品和服務(wù)。大規(guī)模定制生產(chǎn)成為當(dāng)今制造企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 在按訂單生產(chǎn)原則的驅(qū)動下，產(chǎn)品的最后裝配被推遲到客戶需求明確之后。因而，完成產(chǎn)品客戶化差異部分的總裝生產(chǎn)不僅成為整個制造系統(tǒng)中滿足客戶個性化需求的重要階段，也是影響企業(yè)市場響應(yīng)能力和生產(chǎn)敏捷性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 大規(guī)模定制生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線的平衡問題比傳統(tǒng)的混合品種裝配生產(chǎn)線復(fù)雜得多，具體表現(xiàn)在以下幾個

2、方面：(1)裝配約束關(guān)系是裝配生產(chǎn)線平衡的重要依據(jù)，由于需要滿足客戶個性化需求，大規(guī)模定制產(chǎn)品的裝配約束關(guān)系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣；(2)為了降低定制生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，總裝階段的裝配生產(chǎn)線采用訂單生產(chǎn)方式，裝配生產(chǎn)線的品種投產(chǎn)順序由訂單的交貨期決定，而混合裝配生產(chǎn)線一般采用循環(huán)生產(chǎn)法，沒有考慮品種投產(chǎn)順序的影響；(3)由于訂單生產(chǎn)的不穩(wěn)定性和不可預(yù)見性，總裝階段裝配生產(chǎn)線應(yīng)具有動態(tài)響應(yīng)能力，以充分發(fā)揮資源的柔性，適應(yīng)市場需求的變化，而混合品種裝配

3、生產(chǎn)線的布局結(jié)構(gòu)相對固定。 本文以上海某汽車制造公司總裝車間的實(shí)際工程應(yīng)用為背景，從規(guī)劃設(shè)計(jì)一條同步流水型總裝生產(chǎn)線入手，研究裝配生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定制生產(chǎn)的線平衡技術(shù)。采用大規(guī)模定制生產(chǎn)的裝配生產(chǎn)線工作站布局被設(shè)計(jì)成具有裝配工作區(qū)和動態(tài)工作區(qū)的雙區(qū)模式，同時裝配生產(chǎn)線的初始邏輯設(shè)計(jì)被劃分為品種排序、裝配工作區(qū)平衡和動態(tài)工作區(qū)平衡三個迭代關(guān)聯(lián)的階段。本文所完成的主要研究成果包括： 1、提出了針對大規(guī)模定制生產(chǎn)產(chǎn)品的多品種裝

4、配約束關(guān)系模型。本文提出的大規(guī)模定制生產(chǎn)產(chǎn)品的裝配約束關(guān)系模型，以各品種間裝配操作任務(wù)的差異度為依據(jù)，運(yùn)用圖論和矩陣代數(shù)理論，能夠在同一個復(fù)合先序關(guān)系陣上統(tǒng)一描述不同品種的迥異多樣的裝配約束關(guān)系，并在裝配操作任務(wù)層次上量化由品種投產(chǎn)順序產(chǎn)生的準(zhǔn)備工作時間和成本，解決了大規(guī)模定制生產(chǎn)裝配生產(chǎn)線平衡研究中對品種多樣性和訂單隨機(jī)性的描述問題。 2、提出了N種異構(gòu)裝配約束關(guān)系產(chǎn)品在給定品種投產(chǎn)順序條件下的裝配生產(chǎn)線平衡算法。 本

5、文提出的SeEGOALB裝配生產(chǎn)線平衡算法是一種具有全局搜索能力的遺傳算法，其遺傳編碼的設(shè)計(jì)參照多品種裝配約束關(guān)系模型，交叉、變異算子采用矩陣代數(shù)運(yùn)算形式，解決了N種異構(gòu)裝配約束關(guān)系產(chǎn)品、按照任意品種投放順序在同一條裝配生產(chǎn)線上混合生產(chǎn)的生產(chǎn)線平衡問題。通過比較“LineBalancingBenchmarkSuits”中“BUXEY”裝配生產(chǎn)線平衡算例[25]的計(jì)算結(jié)果，SeEGOALB算法的精度明顯高于傳統(tǒng)的EPALP平衡算法[82]

6、。N種產(chǎn)品、任意品種投產(chǎn)順序的線平衡隨機(jī)算例方差試驗(yàn)表明，經(jīng)過SeEGOALB算法平衡后的裝配工作區(qū)利用率和任務(wù)量完成比例平均都可達(dá)到95.2﹪和95.9﹪的較優(yōu)水平。 3、提出了適合分析動態(tài)重組生產(chǎn)系統(tǒng)的基于業(yè)務(wù)過程的仿真建模方法本文提出的基于業(yè)務(wù)過程的仿真建模方法，在采用離散事件仿真分析過程中，將仿真模型劃分為相關(guān)領(lǐng)域的概念模型、環(huán)境模型以及語義模型，并以業(yè)務(wù)過程為框架，通過語義模型動態(tài)構(gòu)建生產(chǎn)系統(tǒng)仿真模型，解決了具有動態(tài)組