混合品種汽車裝配線平衡與排序問題研究.pdf

1、多品種混合裝配是在基本不改變或較少改變現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施的前提下，通過對裝配生產(chǎn)線的合理組織與排產(chǎn)優(yōu)化，實現(xiàn)多品種共線裝配，以最大限度地挖掘生產(chǎn)線的潛能，用大批量生產(chǎn)的制造成本和響應(yīng)速度，向客戶提供定制的個性化產(chǎn)品和服務(wù)。汽車產(chǎn)品需求多樣化和汽車市場細分化，促使越來越多的汽車制造商將品種混合裝配作為增強其競爭能力的有效手段。論文以日照某企業(yè)集團的汽車生產(chǎn)為背景，剖析了汽車裝配生產(chǎn)過程中亟待解決的技術(shù)問題，利用相關(guān)優(yōu)化理論和鄰域搜索算法，研究了

2、混合品種汽車裝配線的平衡與排序問題。該研究對類似汽車生產(chǎn)企業(yè)的混合裝配生產(chǎn)具有較強的參考價值。 平衡與排序是對混合裝配線的高效運行產(chǎn)生重要影響的定量決策問題。隨著問題規(guī)模的增大，其求解的難度呈現(xiàn)階乘級的增長。基于平衡與排序問題的求解復(fù)雜性，本文中采用鄰域搜索啟發(fā)式算法進行研究。 研究了混合品種裝配線的平衡問題。提出了裝配線在規(guī)劃設(shè)計和投產(chǎn)運行兩個階段的優(yōu)化目標，建立了裝配線生產(chǎn)率最大化和平滑指數(shù)最小化的平衡優(yōu)化模型。提出

3、了裝配優(yōu)先約束關(guān)系模型和約束關(guān)系模型的優(yōu)先矩陣表達法與數(shù)據(jù)文件表達法。在Memetic算法框架下，設(shè)計了裝配線平衡模型的求解算法。通過實例，采用Lingo11．O優(yōu)化軟件包，驗證了平衡模型與Memetic求解算法的有效性。 研究了混合品種裝配線的排序問題。探討了混合品種的產(chǎn)品投放順序?qū)ρb配線的物料流動、裝配線總調(diào)整時間、工作站負荷和最小生產(chǎn)循環(huán)周期等的影響。建立了物料消耗速率波動最小化模型、品種切換時裝配線總調(diào)整時間最小化模型、

4、因工作站超載所需的線外總替補任務(wù)量最小化模型和最終裝配總費用最小化模型。通過8組算例驗證了Memetic算法對于求解混合品種裝配線投產(chǎn)排序多目標優(yōu)化問題的有效性。 研究了多約束條件下混合品種汽車裝配線的綜合優(yōu)化問題。結(jié)合汽車制造企業(yè)的生產(chǎn)實際，將汽車裝配生產(chǎn)中的優(yōu)化問題從總裝配車間向前延伸至涂裝車間，分析了涂裝車間車身噴涂顏色變換和總裝配車間負荷與物流均衡化的需求。根據(jù)對優(yōu)化問題影響程度的不同，將多約束條件分為軟約束類和硬約束類

5、。它對優(yōu)化問題的描述更加符合生產(chǎn)實際，且可以解決傳統(tǒng)的約束滿足問題在優(yōu)化過程中難以求得可行解的問題。根據(jù)汽車選裝件的裝配作業(yè)時間和工作站的裝配能力，提出了比例約束控制的產(chǎn)品投放規(guī)則。比例約束是對各裝配工作站上負荷與物流的一種限定，它通過更加簡單的方式來控制裝配線上的裝配負荷與物流瓶頸。構(gòu)建了總附加成本最小化的整數(shù)線性規(guī)劃模型，并采用改進的鄰域搜索算法對優(yōu)化模型進行求解。 本文研究中采用的各單元優(yōu)化技術(shù)和系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，對于一般裝配