混流裝配生產(chǎn)的計(jì)劃排序及其執(zhí)行過程管理.pdf

1、作為當(dāng)前離散制造業(yè)普遍采用的一種生產(chǎn)方式，混流裝配生產(chǎn)涉及了不同的產(chǎn)品、復(fù)雜的裝配過程及品種繁多的物料，因而其計(jì)劃排序與執(zhí)行管理問題比一般的流水生產(chǎn)更為復(fù)雜。本文從汽車行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐出發(fā)，歸納出混流裝配計(jì)劃排序與執(zhí)行管理中的若干共性問題，一方面對(duì)其中面向單一車間和面向多車間的計(jì)劃排序問題進(jìn)行了較為深入的探討，另一方面研究了有效執(zhí)行生產(chǎn)計(jì)劃需要的若干技術(shù)。
　　 在優(yōu)化模型的建立方面，本文以汽車裝配生產(chǎn)為對(duì)象，剖析了混流裝配生產(chǎn)中

2、單一車間生產(chǎn)計(jì)劃排序的主要約束和目標(biāo)。針對(duì)以往研究大多局限于單一車間的不足，將基于緩沖區(qū)的排序納入到混流裝配線排序優(yōu)化問題中，以此為基礎(chǔ)從車間關(guān)聯(lián)和緩沖策略兩個(gè)角度對(duì)混流裝配計(jì)劃排序與執(zhí)行管理中的共性問題進(jìn)行了分類，并建立了較為完整的混流裝配計(jì)劃排序與執(zhí)行管理體系。
　　 在單車間混流裝配計(jì)劃排序方面，目前常用的優(yōu)化目標(biāo)有兩個(gè)：基于生產(chǎn)負(fù)荷平衡的目標(biāo)和基于物流平順化的目標(biāo)。本文的研究發(fā)現(xiàn)依據(jù)這兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行計(jì)劃排序存在可能導(dǎo)致生產(chǎn)

3、序列中產(chǎn)品品種切換頻率過高的缺陷。針對(duì)這一不足，本文提出了一種基于產(chǎn)品相似度的混流裝配計(jì)劃排序目標(biāo)，并給出了相應(yīng)的模型和算法。計(jì)算結(jié)果表明在計(jì)劃排序中采用這一目標(biāo)可以有效減少生產(chǎn)中在制品品種的切換次數(shù)。然而，單獨(dú)采用上述任何一種目標(biāo)，均無法對(duì)生產(chǎn)均衡性和生產(chǎn)效率兩者同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。考慮到這一問題，本文結(jié)合上述三種目標(biāo)提出了一種多目標(biāo)的單一車間計(jì)劃排序模型，分別對(duì)單獨(dú)采用各目標(biāo)和綜合考慮三個(gè)目標(biāo)的計(jì)劃排序問題進(jìn)行了計(jì)算和分析。計(jì)算結(jié)果表明多

4、目標(biāo)計(jì)劃排序不僅能有效保證基于生產(chǎn)負(fù)荷平衡的目標(biāo)和基于物流平順化的目標(biāo)的要求，同時(shí)還能大幅減少裝配中品種切換頻繁的問題。
　　 在多車間混流裝配計(jì)劃排序方面，針對(duì)覆蓋多個(gè)車間的混流裝配計(jì)劃優(yōu)化問題，將車間之間的緩沖區(qū)納入問題的研究范圍，重點(diǎn)考慮了兩類多車間混流裝配關(guān)聯(lián)計(jì)劃排序問題。其一，受上游車間生產(chǎn)序列限制情況下的下游車間計(jì)劃排序問題。該問題的特點(diǎn)在于必須保證下游車間的生產(chǎn)序列不能違背上游車間產(chǎn)出序列的約束，針對(duì)這個(gè)特點(diǎn)為遺傳

5、算法設(shè)計(jì)了基于同質(zhì)產(chǎn)品的交叉算子。該算子的優(yōu)點(diǎn)在于能夠大大減少遺傳操作后的修補(bǔ)工作量。其二，基于線性緩沖區(qū)的多車間關(guān)聯(lián)排序問題。針對(duì)問題的特點(diǎn)采用了組合優(yōu)化算法，其中對(duì)于上游車間半成品入站采用遺傳算法，對(duì)于產(chǎn)品出站和屬性匹配采用啟發(fā)式方法。上述兩個(gè)問題分別適用于在兩個(gè)連續(xù)生產(chǎn)的車間之間設(shè)置了FIFO 緩沖區(qū)和線性緩沖區(qū)的裝配制造企業(yè)，其算法均采用了延遲綁定策略。
　　 計(jì)算和優(yōu)化實(shí)踐表明，這種策略能夠提高計(jì)劃排序的靈活性，并能夠

6、得到更好的解。
　　 僅有好的生產(chǎn)計(jì)劃，還不足以保證生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，還需要加入對(duì)計(jì)劃的執(zhí)行管理環(huán)節(jié)，使混流裝配生產(chǎn)過程成為一個(gè)完整的可控系統(tǒng)，這樣才能應(yīng)對(duì)生產(chǎn)過程中的各類非正常事件?；炝餮b配生產(chǎn)過程中的閉環(huán)包括：生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)控制的閉環(huán)、物料配送與物料Andon的閉環(huán)以及信息傳遞閉環(huán)。為實(shí)現(xiàn)這些閉環(huán)，重點(diǎn)研究了混流裝配計(jì)劃執(zhí)行管理中的在線數(shù)據(jù)采集、在制品跟蹤管理、制造信息可視化、物料匹配與配送管理以及與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成等問

7、題。
　　 本文的研究成果已在安徽江淮汽車股份有限公司的MES 實(shí)施中得到應(yīng)用驗(yàn)證。
　　 一方面，基于該汽車裝配過程，將基于產(chǎn)品相似度的排序以及基于線性緩沖區(qū)的多車間關(guān)聯(lián)排序等模型和算法應(yīng)用于對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中計(jì)劃排序問題的求解，并在實(shí)踐中針對(duì)具體問題對(duì)算法進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。另一方面，針對(duì)汽車行業(yè)的需求設(shè)計(jì)并開發(fā)了汽車裝配MES系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了焊裝、涂裝和總裝車間的執(zhí)行管理功能。實(shí)踐證明，將計(jì)劃排序與執(zhí)行管理相結(jié)合，可以使混流裝