混合品種汽車(chē)裝配線平衡與排序問(wèn)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(guò)對(duì)裝配生產(chǎn)線的合理組織與排產(chǎn)優(yōu)化，實(shí)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(hù)提供定制的個(gè)性化產(chǎn)品和服務(wù)。汽車(chē)產(chǎn)品需求多樣化和汽車(chē)市場(chǎng)細(xì)分化，促使越來(lái)越多的汽車(chē)制造商將品種混合裝配作為增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)能力的有效手段。論文以日照某企業(yè)集團(tuán)的汽車(chē)生產(chǎn)為背景，剖析了汽車(chē)裝配生產(chǎn)過(guò)程中亟待解決的技術(shù)問(wèn)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(chē)裝配線的平衡與排序問(wèn)題。該研究對(duì)類(lèi)似汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的混合裝配生產(chǎn)具有較強(qiáng)的參考價(jià)值。 平衡與排序是對(duì)混合裝配線的高效運(yùn)行產(chǎn)生重要影響的定量決策問(wèn)題。隨著問(wèn)題規(guī)模的增大，其求解的難度呈現(xiàn)階乘級(jí)的增長(zhǎng)?；谄胶馀c排序問(wèn)題的求解復(fù)雜性，本文中采用鄰域搜索啟發(fā)式算法進(jìn)行研究。 研究了混合品種裝配線的平衡問(wèn)題。提出了裝配線在規(guī)劃設(shè)計(jì)和投產(chǎn)運(yùn)行兩個(gè)階段的優(yōu)化目標(biāo)，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(dá)法與數(shù)據(jù)文件表達(dá)法。在Memetic算法框架下，設(shè)計(jì)了裝配線平衡模型的求解算法。通過(guò)實(shí)例，采用Lingo11．O優(yōu)化軟件包，驗(yàn)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(wèn)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(dòng)、裝配線總調(diào)整時(shí)間、工作站負(fù)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(dòng)最小化模型、品種切換時(shí)裝配線總調(diào)整時(shí)間最小化模型、

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

5、。它對(duì)優(yōu)化問(wèn)題的描述更加符合生產(chǎn)實(shí)際，且可以解決傳統(tǒng)的約束滿(mǎn)足問(wèn)題在優(yōu)化過(guò)程中難以求得可行解的問(wèn)題。根據(jù)汽車(chē)選裝件的裝配作業(yè)時(shí)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(duì)各裝配工作站上負(fù)荷與物流的一種限定，它通過(guò)更加簡(jiǎn)單的方式來(lái)控制裝配線上的裝配負(fù)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(jìn)的鄰域搜索算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)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(duì)于一般裝配