考虑流水线平衡的混合装配线排序_宋华明

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面向产品族的混流装配线平衡研究

荷问题。Ｔｏｏｏｌ在１６建立了关于负荷平ｈｍｐｕｓｏ９７年
迟设计、模块化设计、品平台等方法和思想提产供了大规模定制在设计方面的解决方法。而产品的
多样化问题不应该仅仅从设计上考虑，应该在生更产制造上得到解决。因此，择能够实现多品种混选
上的多种产品可以混合连续地生产，而不必采用批
收稿日期：Ｏ５０．４２Ｏ．５２
维普资讯
第９卷第４期２ＯＯ６年７月
工业工程
Ｉｄｓｒａ】ｎｅｉｇＪｕｎｌｎｕｔｉｌＥｉｅｒｎｏｒａ
Ｖｏ．ｏ４１９Ｎ．
ＪｌＯ６ｕｙ２Ｏ
面向产品族的混流装配线平衡研究
ｐｏｕｔｆｔｉｅ．Ａｎｅａｌｓｉｃｕｅｏｄｍｏｓｒｔｈｔｏｒｄｃａｔｓｕｉｘｍｐｅｉｎｌｄｄｔｅｎｔｅｔｅｍｅｈｄ．ａ
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍａｓｃｓｏｚｔｎ；ｐｏｕｔａｉ；ｍｉｅ — ｄｌａｓｍｂｙｌｅａａｃｓｕｔｍｉｉａｏｒｄｃｍｌｆｙｘｄｍｏｅｓｅｌｎ；ｂｌｅｉｎ
量方式Ｈ。在生产线的设计过程中，产线平衡是ｊ生生产管理中长期决策问题，混流装配线的平衡问对
题（ＡＢ）ＭＩＰ已经提出了许多数学模型及算法。在２０世纪８０年代以前，多数研究考虑的是各工作站负大

考虑流水线平衡的混合装配线排序

考虑流水线平衡的混合装配线排序
宋华明;马士华
【期刊名称】《中国机械工程》
【年(卷),期】2006(017)011
【摘要】针对传统平准化模型的缺陷,考虑流水线平衡对混合装配线排序的影响,以流水线平衡得到的工作站时间为基础,按照产品产出时间来衡量物流的平准化排序,建立了基于流水线平衡影响的平准化排序模型,并对一个实例进行了数值分析.提出的平准化模型克服了传统混合装配线排序研究中的不足,把流水线平衡和产品排序有机结合起来,更加符合问题的实际背景.
【总页数】5页(P1138-1141,1147)
【作者】宋华明;马士华
【作者单位】华中科技大学,武汉,430074;南京理工大学,南京,210094;华中科技大学,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】F4
【相关文献】
1.基于生产负荷平衡的混流装配线计划排序问题 [J], 刘芬;张训全;陶泓序
2.基于混合遗传算法的混合装配线排序问题研究 [J], 苏平;于兆勤
3.混流装配线平衡和排序问题研究综述 [J], 李同正;杨才君;孙林岩
4.考虑产品切换的客车混流装配线排序问题 [J], 甘雅文;侯亮;徐昌华;张炜;陈鼎;方
奕凯
5.考虑转换约束的汽车混流装配线投产排序研究 [J], 郑敏;董明
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基于遗传算法的装配线平衡_宋华明

一家玩具厂生产一种j型手推车5图3给出了产品装配作业先后关系图型推车装配作业先后关系图预测市场每日需求量d500辆每天的有效工时按7小时计算则每天生产时间ap420分钟可以计算出装配一辆整车需要的时间为ap42060504秒d500使用cc语言开发了基于遗传算法的装配线平衡系统albpi
第 20 卷第 1 期 (总第 109期 ) 系统工程 V o l. 20, No. 1 2002 年 1 月 Sy stems Engi neering Jan. , 2002 文章编号 : 1001-4098( 2002) 01-008705
收稿日期 : 2001-09-12 基金项目 : 国防科技预研基金资助项目 ( 98 J18. 1. 3. BQ 02) 作者简介 : 宋华明 ( 1968-) , 男 , 南京理工大学经济管理学院博士研究生 , 研究方向: 现代先进生产模式与技术 ; 韩玉启 ( 1945-) ,男 ,南京理工大学经济管理学院教授 ,博士生导师 ,研究方向 : 现代企业管理与先进制造系统。
3. 9 变异算子
为了保证操作算子的可行性 ,文中采用移位变异法。任意选择一个个体 ,任意选择一个基因 ( 作业元素 )进行变异。将进行变异的基因插入不违反先后关系的任意一个位置。随机选取了第 5个基因 ( 作业元素 6)进行变异 , 则作业元素 6 在不违反先后关系的条件下 ,可以插在第 4 个基因 ( 作业元素 3)的后面和第 10个基因 (作业元素 10) 的前面的任意一个基因位置上。
2 装配线平衡的遗传算法设计
装配线平衡问题的一般提法是 : 给定产品装配作业表 ( 包括各项装配作业、作业时间及其先后关系 ) 或者直接给出装配作业先后关系图 ,优化某一特定的目标函数。装配作业先后关系图 ( 图 3)通常用圆圈和箭线来表示 ,圆圈内数字表示装配作业元素代号 ,圆圈上方数字代表作业时间 ,箭线表示先后关系。装配线平衡问题有多种类型 ,文章对单一型装配线中给定装配线节拍 ,最大化装配线效率 ( 等价于最小化平衡延迟 )目标求解。

基于生产负荷平衡的混流装配线计划排序问题

ＶａｌｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
・２３ｌ・
基于生产负荷平衡的混流装配线计划排序问题
ＰｌａｎａｎｄＲａｎｋｏｆＭｉｘｅｄ．ｍｏｄｅｌＡｓｓｅｍｂｌｙＬｉｎｅＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬｏａｄＢａｌａｎｃｅ
提高生产系统柔性、提高企业竞争力的有效手段，它可以流水线实现一个流的均衡生产，企业的生产效率才能得按照客户的订单来生产多品种小批量的产品，提高了企业到提高。对于市场环境变化的能力，使“ 在需求Ｂ－，Ｊ－￣０，按需求数量，１基于生产负荷平衡的混流装配线数学模型建立生产负荷平衡问题的目标是合理分布产品的排列顺生产所需求的产品 ” 的目标得以实现。负荷平衡是生产线为方便形式化描述生产负荷平衡设计的一个重要方面，负荷平衡的生产线不仅可以给序以满足选装项的装配频率，操作人员一种公平感，而且可以减少在制品的库存，增加平衡排序问题的模型，定义如下符号：产品的产出圈。 ①Ｂ：卡车型号的集合，即卡车型号的种类数为ｌＢＩ。汽解放卡车的整车生产过程存在着品种多、每个 ②ＥＴ：一个生产区间中所有卡车的生产序列，它是一品种需要的选装件各不相同的问题。每辆卡车需要装配个有序的集合，因此，该生产区间的总产量为ｌＥｌ。零件或多种选装件，如果操作者连续装配某种选装件过 ③ｗ：Ｅ中第ｂ种型号卡车的集合，则第ｂ种型号卡多，会导致操作者疲劳，造成生产任务在生产节拍内难以车的数量为ＩＷｈＩ，且有∑ｂＢＩＷｂＩ＝ＩＥＩ。完成，甚至导致整个生产线停线。为了实现整车装配过程 ④Ｅｌ：生产序列Ｅ中第ｉ个卡车所属的型号。的各工位的生产负荷平衡，在连续装配的一定数量卡车￣Ｓｊ：生产序列中第ｉ个位置是ｂ种类型卡车的标志。中，需要某种选装件车的数量必须控制在一定范围内，称因此，可得 ∑ｂＲＳｉｂ＝１。为该选装件的选装频率［ｏｑ。因此，在实际生产过程中，每种 ⑥Ｑ：选装项集合。ｑ表示某选装件，ｑ∈ Ｑ；选装件都有一个选装频率的上限，通过常用Ｈ：Ｎ表示， ⑦ａｔｑ：ｂ卡车装配选装件ｑ的标志，若ｂ卡车装配选即在连续生产Ｎｘ个产品中，至多只能有Ｈ个产品选装装件ｑ，则为１，否则为０。 ⑧Ｍ：Ｎ：在生产序列中，任意连续的Ｎ辆卡车中至多只能有Ｍ辆卡车需要装配选装项Ｘ（ｘ ∈Ｑｏ作者简介：刘芬（１９９１一），女，江西吉安人，大四学生。

《2024年基于智能优化算法的汽车混流装配线排序问题研究》范文

《基于智能优化算法的汽车混流装配线排序问题研究》篇一一、引言汽车制造工业在现代化的工业体系中占据了重要地位，其生产流程中混流装配线扮演着至关重要的角色。

混流装配线要求根据产品的特性进行合理的排序和分配，以提高生产效率和产品质量。

随着人工智能和优化算法的快速发展，利用智能优化算法来解决汽车混流装配线排序问题，已经成为了一个热门的研究方向。

本文旨在探讨基于智能优化算法的汽车混流装配线排序问题，通过分析和研究，以期为该领域的实际应用提供理论依据和解决方案。

二、混流装配线排序问题的描述混流装配线排序问题主要涉及如何在满足生产线平衡和工艺要求的前提下，对多种型号的汽车产品进行排序，以达到提高生产效率和产品质量的目的。

在考虑该问题时，我们需关注生产线的平衡性、产品的工艺流程、生产设备的可用性以及生产时间等因素。

同时，由于汽车产品的多样性，使得混流装配线排序问题具有较高的复杂性和挑战性。

三、智能优化算法在混流装配线排序中的应用针对混流装配线排序问题，智能优化算法如遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等被广泛应用于解决该问题。

这些算法能够在复杂的环境中寻找最优解，并提高生产效率和产品质量。

1. 遗传算法遗传算法是一种模拟自然进化过程的优化算法，它通过模拟生物进化过程中的选择、交叉和变异等操作，来寻找问题的最优解。

在混流装配线排序问题中，遗传算法可以通过编码产品排序作为个体，通过对个体的选择、交叉和变异操作，寻找最优的产品排序方案。

2. 模拟退火算法模拟退火算法是一种基于物理退火过程的优化算法，它通过模拟物质退火过程中的降温过程，来寻找问题的最优解。

在混流装配线排序问题中，模拟退火算法可以从任一初始解出发，通过邻域搜索和接受准则，逐步寻找全局最优解。

3. 蚁群算法蚁群算法是一种模拟蚂蚁觅食行为的优化算法，它通过模拟蚂蚁在寻找食物过程中释放信息素的过程，来寻找问题的最优解。

在混流装配线排序问题中，蚁群算法可以通过模拟蚂蚁的信息素传递过程，来寻找最优的产品排序方案。

汽车混流装配线的排产优化

广西工学院毕业论文论文题目汽车混流装配线的排产优化---柳州裕信方盛汽车饰件有限公司为例姓名梁荣欢系别管理系专业工业工程班别工业工程082指导教师何恒日期 2012年4月3日摘要：多品种小批量混流生产能够快速、灵活地组织生产特定的产品，从而响应市场日益变化的不同需求。

这种新的生产模式已被越来越多的大型汽车制造企业所采用，但与之相关的投产排序问题也日益成为研究的热点。

本文概述了国内外轿车混流生产的应用状况及混流装配线的投产排序优化对于提高企业生产效率的重大意义，介绍了该课题在国内外研究状况及能用于解决该课题的遗传算法的基本原理和运行步骤。

通过研究“柳州裕信方盛”实行的多品种混流生产方式，发现优化投产顺序可以降低目前存在于不同装配工位工作负荷不均衡导致暗灯停线频率的现象。

这种现象因混流装配线上不同产品所需的装配工艺和装配时间不同而难以避免，并造成一定的浪费。

本文以工作负荷均衡化为投产排序目标建立了数学模型，并运用遗传算法对该数学模型进行解算。

本文按上述遗传算法编写MATLAB程序，通过算实例验证了该算法和MATLAB程序的可行性。

结合“柳州裕信方盛”三课汽车内饰件装配车间的应用实例的研究，通过对混流生产线上的车型进行排序，在理论上验证了该投产排序方法能有效降低制造成本，为企业带来收益。

最后在总结全文的基础上，提出了对多品种混流生产调度系统的展望。

关键词：汽车、装配线、MATLAB，多品种混流生产，遗传算法，投产排序AbstractMany kinds of small batch mixed flow production can fast flexibility to organize production of specific products, response to changing market needs. This new production model has been more and more large car manufacturing enterprise used, But the related production scheduling problems are also increasingly become the research focus.This paper summarizes the domestic and foreign cars mixed flow production application status and mixed flow assembly line production of the sort to improve production efficiency optimization of the great significance,introduces the domestic and foreign research status and project can be used to solve this topic, the basic principle of genetic algorithms and operation procedures.Through the study of a “YuXin FangCheng LiuZ hou” margin of mixed flow mode of production,find optimization can reduce production order at present are found in different assembly location imbalance working load in dark light stop line frequency phenomenon. This phenomenon for mixed flow on the assembly line for different product assembly process and assembly time different and hard to avoid, and cause certain waste. This paper work load equilibrium production in order to target a mathematical model is set up,and the use of genetic algorithms in the mathematical model for calculating.This paper according to the above writing MATLAB genetic algorithm,through the calculation examples show that the proposed algorithm is and the feasibility of MATLAB. Liuzhou margin FangCheng letter with three class car inner decoration assembly workshop examples of application of research, through to the mixed flow line type of order, in theory to prove the production scheduling method can effectively reduce the production cost, for enterprise to bring in revenue last on the basis of summing up,proposed to the many kinds of mixed flow production scheduling system outlookKeywords:car、 assembly line、MATLAB、 variety of batch mixed flow production 、genetic algorithm、 Put into production order目录摘要： (II)Abstract (III)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1．2 研究的目的 (2)1.3 研究的意义 (2)1.4国内外研究状况 (3)1.4.1国外研究状况 (3)1.4.2国内研究状况 (3)第二章汽车混装配线排产的优化目标 (5)2．1汽车混流装配线概念 (5)2．2 汽车混流装配线的特点 (5)2．3汽车混流装配线问题描述 (6)2.4混流装配线不平衡现象及其产生原因分析 (7)2.5混流装配线投产排序的必要性 (8)2.6求解混流装配线投产顺序的主要算法 (9)2.6.1几种主要算法 (9)2.6.2遗传算法基本原理 (10)2.6.3遗传算法的实现形式 (10)2.6.4遗传算法的运行步骤和流程图 (11)第三章混流装配线的投产排序数学建模及排序方法 (13)3.1混流总装线投产排序建模思想 (13)3.2混流装配线投产排序数学建模 (13)3.3基于遗传算法混流总装线投产排序模型解算 (16)3.4运用软件MATLAB求解 (18)第四章应用范例及效果评估 (21)4.1柳州裕信方盛汽车饰件有限公司驾驶舱装配车间简介 (21)4.2驾驶舱装配车间混流生产模式介绍 (22)1、生产车型及配比 (22)2、生产模式及节拍 (22)3、产线人员编制及问题描述 (22)4、各类车型相关工作站的装配工时 (23)4.3实例计算及评估 (23)第五章全文总结和展望 (26)致谢： (27)参考文献 (28)第一章绪论引言：随着现代科学技术的迅猛发展，产品生命周期大大缩短，同时由于用户需求的多样性，单一品种、大批量的生产方式已不再适应用户对商品的多样化需求。

混合装配线平衡问题研究与系统实现的开题报告

混合装配线平衡问题研究与系统实现的开题报告一、研究背景随着生产线自动化程度不断提升，混合装配线已经成为汽车制造厂等生产企业的主要装配方式。

混合装配线不仅能够生产不同型号的汽车，还能够根据客户需求实现个性化定制。

在混合装配线上，由于装配工序的复杂性和不同产品的差异性，生产线上存在一些瓶颈环节，如装配流水线的不均衡和生产效率低下。

因此，如何优化混合装配线的平衡问题已变得越来越重要。

二、研究目的本研究旨在通过深入探索混合装配线平衡问题，解决混合装配线上工序间的不平衡问题，提高生产效率及装配线的整体效益。

三、研究内容（1）对混合装配线平衡问题的背景、意义及相关研究现状进行梳理归纳，明确研究的重点和目标。

（2）通过对混合装配线工序的分析，建立混合装配线的模型，并采用相关方法进行求解，确定装配线各工序的最优排列顺序、工作站数量及设备布局。

（3）通过采用数学规划、模拟优化与仿真等技术,对混合装配线进行优化,确定最优的工序平衡方案。

（4）进行实验研究，对优化方案进行验证，并提出具体的施行方案和实现方式。

四、研究意义（1）通过深度探讨装配线平衡问题,掌握混合装配线平衡优化方法和技术，为实现混合装配线的高效生产提供策略。

（2）通过构建混合装配线模型,深入了解混合装配嵌套耦合特性,并将研究成果向混合装配线平衡优化方向拓展，为以后的相关领域研究提供有益参考。

（3）优化混合装配线将有助于降低生产成本，提高生产效率，实现企业的盈利目标，具有重要的实践意义。

五、研究方法（1）文献调研法：对混合装配线平衡各方面的研究论文和文献进行系统梳理与研究分析。

（2）数理统计法：通过建立数据分析模型，使用SPSS等统计软件，分析混合装配线平衡模型中的各项数据，并进行统计推断。

（3）模拟仿真法：采用Discrete Event Simulation（DES）等仿真工具，模拟生成混合装配线的工艺流程，对可能存在的工艺问题进行全面的模拟，通过模拟结果对优化方案进行验证。

汽车混流装配线排序研究

汽车混流装配线排序研究随着科学技术的飞速发展,当今社会人们的生活水平越来越好,消费者对生活品质的需求也越来越高,所以人们不再局限于对标准化产品的需求,而是更多的青睐于体现其个性化的产品。

对于很多家庭来说,汽车的重要性不言而喻,加之消费者对多样性的要求,产生了多品种小批量的生产组织方式。

消费者对产品需求的变化,使产品就要不断的更新,否则企业就会被市场所淘汰。

对新产品进行装配生产时又不能为了每一个产品进行产线的再造,因为建造产线所需的费用是相当高昂的,如果将不同种类的产品在同一条产线上进行生产就会为企业节省很多的资源与成本,因此我们就要研究混流生产装配的问题,实现生产平准化。

其中,不同种类产品的投产顺序研究就是实现生产平准化的一个重点。

本文首先选取一个排产优化目标,并根据排产建模思想,进行数学模型的建立,对比介绍了解决混流装配线排产的几种算法,着重介绍了目标追随法与基于Lingo软件的整数规划法;其次,对A汽车制造企业总装配线排产分析,选择混装线上各零部件的使用速率保持均衡作为优化目标,并建立排产的数学模型,将每日计划装配的各车型汽车数量缩小到一个最小生产循环中进行研究,使问题简化;同时分析比较了A企业采用目标追随法与基于Lingo软件的整数规划法两种方法所得结果,最后应用Flexsim软件根据两种方案分别对混流产线进行模拟运行,能够得到各零部件的消耗量与时间的统计图。

通过对目标函数的求解、计算时间的考核以及进行仿真检验统计出的图形,证实了基于Lingo软件求解方法的有效性。

根据两种投产方案的结果表明,基于Lingo软件的整数规划法求解A企业的排产模型时用时更短、目标函数更小,Lingo软件使用时相对更便捷,即只要对原始数据稍加改动就能够获得新的混装线的产品投产排序方式,为保证结果的准确性,可以进行再次的仿真验证。

对于企业来讲,此方法更能节省时间成本。

TOPSIS方法在多目标混合装配线排序中的应用

Logistics Sci-Tech 2009.9文章编号：1002-3100(2009)09-0093-03Logistics Sci-Tech No.9,2009物流科技2009年第9期收稿日期：2009－05－20基金项目：国家自然科学基金资助项目（70433003/G03）；上海市（第三期）重点学科资助（S30504）；安徽省教育厅人文社科基金资助（2008SK170）作者简介：汪和平（1970-），男，安徽桐城人，安徽工业大学管理科学与工程学院，副教授，博士，硕士研究生导师，研究方向：生产管理、制造业战略；孙巍巍（1985-），女，安徽涡阳人，安徽工业大学管理科学与工程学院硕士研究生，研究方向：生产管理、生产计划与控制。

摘要：介绍了混合装配线排序问题的意义，论述了排序问题与决策问题间的关系，重点研究TOPSIS 方法在多目标决策问题中的应用，该方法原理清晰，计算方便，克服了其他方法客观性差、假设条件多等缺点，为最优排产顺序的选择，提供了一种比较有效的方法。

关键词：混合装配线排序；多目标决策；TOPSIS 方法中图分类号：TB114.1文献标识码：AAbstract:The paper briefly introduces the significance of the mix-assembly line sequencing problem and discusses the relation -ship between decision-making problem and sequencing problem.The paper focuses on the application of the TOPSIS in the mul -ti-objective decision-making problem.The TOPSIS is clear in principle and simple in calculation,at the same time,it can over -come the defaults of other methods,such as poor objectivity and too many assumption conditions,so it is a rather effective method for the select of the optimal mix-assembly line sequencing.Key words:mix-assembly line sequencing;multi-objective decision-making;TOPSIS0引言混合装配线的排序问题是企业生产管理中的一个短期决策问题。

《基于智能优化算法的汽车混流装配线排序问题研究》范文

《基于智能优化算法的汽车混流装配线排序问题研究》篇一一、引言随着汽车制造业的快速发展，混流装配线成为了现代汽车生产的重要模式。

混流装配线能够在同一生产线上灵活地生产多种车型，有效提高生产效率和降低成本。

然而，如何对混流装配线上的生产任务进行合理排序，以实现生产效率和产品质量的最大化，成为了一个亟待解决的问题。

传统的排序方法往往难以处理复杂多变的混流装配线环境，因此，本文将探讨基于智能优化算法的汽车混流装配线排序问题。

二、混流装配线排序问题的背景与意义汽车混流装配线排序问题是一个典型的组合优化问题，涉及到多车型、多工艺、多资源等多种因素的复杂交互。

合理的排序能够有效地提高生产效率、降低生产成本、减少能源消耗和环境污染。

因此，对混流装配线排序问题的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

三、智能优化算法在混流装配线排序中的应用针对混流装配线排序问题，传统的优化方法往往难以处理复杂多变的实际环境。

近年来，智能优化算法在解决复杂优化问题中取得了显著的成果。

本文将重点探讨几种常用的智能优化算法在汽车混流装配线排序中的应用。

1. 遗传算法遗传算法是一种基于生物进化原理的优化算法，通过模拟自然选择和遗传学机制来寻找最优解。

在混流装配线排序问题中，遗传算法可以通过编码生产任务的顺序，将问题转化为求解最优基因序列的问题，从而实现对混流装配线排序的优化。

2. 蚁群算法蚁群算法是一种模拟蚂蚁觅食行为的优化算法，通过模拟蚂蚁之间的信息传递和协作来寻找最优路径。

在混流装配线排序问题中，蚁群算法可以通过模拟装配线上各工序之间的信息交流和协作，寻找最优的生产任务顺序。

3. 人工神经网络人工神经网络是一种模拟人脑神经元结构的计算模型，具有强大的学习和适应能力。

在混流装配线排序问题中，人工神经网络可以通过学习历史生产数据，建立生产任务顺序与生产指标之间的映射关系，从而实现对未来生产任务的优化排序。

四、智能优化算法在混流装配线排序中的实证研究为了验证智能优化算法在混流装配线排序中的有效性，本文将进行实证研究。

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考虑流水线平衡的混合装配线排序 — — — 宋华明马士华
个产品排序 , 称为一个排序循环。实践中 , 重复排序循环 g 次 , 就达到了对 D 个产品排序的目的。引入 0 - 1 变量 y mj , 令
1 当排序队列中第 j 个位置上 y mj = 产品品种是 m 时 0 当排序队列中第 j 个位置上产品品种不是 m 时
D ∑

m
=D 。
和平准化。学术界对平准化目标的研究相对较多 , 但这
[ 7 , 8 , 10 ～ 12 , 14 ～ 17]
传统平准化模型认为 , 在每种产品的加工时间是相同(不妨设为单位时间 1) 的假设下 , 等时间间隔地投入产品就会有等间隔的产品产出 , 而且生产 D 个产品的周期就为 D 时间单位。因此 , 传统平准化的研究实质是研究投入物流的均匀化 , 使各种产品的实际投入速率与理想投入速率大致相等。混合装配线上产品排序一般采用循环排序法
上加工时间不同 , 等时间间隔的均匀投入未必会产生均匀的产出。另外 , 物流的平准化应通过产出时间来衡量 , 而不应以投入时间来衡量。
2 考虑流水线平衡的平准化排序模型
企业使用产成品(产出) 而不是原材料和半成品(投入)来满足顾客的需求 , 因此 , 平准化应采用产品产出时间来衡量更为合理。流水线平衡是混
(1) (2)
且有
M m= 1 d j =1
y ∑
mj
= 1
j =1 , 2 , …, d
合流水生产系统设计的源头[ 1 , 4 ～ 6] , 是决定产品产出时间的一个重要因素 , 100 % 的平衡是鲜见的 , 流水线平衡必然影响物流的平准化目标。考虑流水线平衡的平准化的思想是 : 在一个实际的排序循环中 , 从排序队列中第一个产品投入开始 , 到最后一个产品加工结束为止的制程(也叫制造周期、排序长度)内 , 每个产品的产出速率是均匀的。在流水线平衡方案确定后 , 如果一个排序循环对应的制程为 T , 其中第 m 种产品在 T 时间段内的产出量为 d m , 那么 , 单位时间的理想产出速率为 r m = d m / T , 则在制程 T 内的任意时刻 t , 第 m 种产品的理想产出为
[ 1 , 4 ～ 6 , 9 , 13]
1 传统的混合装配线平准化排序模型
传统平准化模型可描述如下 : 混合装配线上生产 M 种产品 , 在一个时间段内 , 市场对这 M 种产品的总需求量为 D 单位 , 每个品种的需求量为
M
D m( m = 1 , 2 , … , M) 单位 , 且
m =1
收稿日期 : 2005 — 05 — 24 基金项目 : 国家自然科学基金资助重点项目(70332001); 中国博士后科学基金资助项目(2004035636)
d
m
= D /g , d =
∑d
m
。把 (d 1 , d 2 , …, d M) 称为
一个最小比例集 , 理论上 , 只对最小比例集中的 d
表 2 流水线平衡方案 1 下对应的不同产品在工作站内的负荷图 2 考虑流水线平衡的平准化模型中实际产出与理想产出的偏差
工作站工作站内的产品 A 序号 k 作业元素负荷 1 2 3 4 { 1 , 2 , 4} { 3 , 5} { 7 , 8} { 6 , 9} 16 15 7 10 产品 B 负荷 8 6 9 0 产品 C 负荷 6 11 14 9 工作站的平均负荷 10. 40 11. 60 10. 20 7. 60
产出速率 , 把混合流水线的平衡与产品排序有机地结合起来。考虑流水线平衡的平准化模型为
M D p mj j= 1
min
m = 1 p= 1
(∑ y ∑∑ y ∑
中国机械工程第 17 卷第 11 期 2006 年 6 月上半月
考虑流水线平衡的混合装配线排序
宋华明1 , 2 马士华1
1. 华中科技大学 , 武汉 , 430074 2. 南京理工大学 , 南京 , 210094
摘要 : 针对传统平准化模型的缺陷 , 考虑流水线平衡对混合装配线排序的影响 , 以流水线平衡得到的工作站时间为基础 , 按照产品产出时间来衡量物流的平准化排序 , 建立了基于流水线平衡影响的平准化排序模型 , 并对一个实例进行了数值分析。提出的平准化模型克服了传统混合装配线排序研究中的不足 , 把流水线平衡和产品排序有机结合起来 , 更加符合问题的实际背景。关键词 : 混合装配线 ; 流水线平衡 ; 产品排序 ; 平准化中图分类号 : F 406. 2 文章编号 : 1004 — 132X(2006) 11 —1138 — 04 Sequencing for Mixed - model Assembly Line with Consideration of Line Balancing 1,2 1 Song H uaming M a Shihua 1. H uazho ng U niversi ty of Science and T echnology , Wuhan , 430074 2. Nanjing Uni versit y of Science & T echno logy , N anjing , 210094 Abstract : Li ne balanci ng and m odel sequenci ng are t he ti ght ly interrelated problems in mixed model assembly line. It w as assumed that the v ario us operati on times o f various product s on mixed - mo del assembly w ere ident ical and level scheduli ng w as measured by launching ti ming of production in t raditional m odel. In practice , various operat ion ti mes o f various product s w ere di sti nct ; t here never existed pe rfectly balanced line and evenly launching product might no t bring sm oo th output. In allusion t o the short comi ng s of tradit ional m odel , this paper est ablished level scheduling model co nsideri ng li ne balancing and a numerical i nstance w as gi ven. T his st udy ove rcomes t he sho rt ag es of t radit ional model , and it suit s t o the practical co ntex t of pro blem ; this mo del com bines line balancing problem wi th model sequenci ng problem tog ether. Key words : mixed - mo del assembly line ; line balancing ; pro duct sequencing ; level sheduling
0 引言
混合装配线必须解决两个独立而且紧密相关的问题 : 流水线的平衡和产品排序问题[ 1] 。在以往的研究中 , 大多把混合装配线的平衡问题转化为单一装配线的平衡问题[ 1 ～ 6] 。产品排序问题是混合装配线研究的重点内容[ 1 , 4 ～ 17] , 混合装配线上产品排序主要涉及两个目标 : 负荷均衡化
(∑ y ∑∑
j= 1
- p
dm 2 ) d
(3)
出为 cK p r m , 而实际产出为 ∑ y mj 。因此 , 当排序队
j =1
列中位置 p 上的产品产出时 , 第 m 种产品的理想
p
产出与实际产出的偏差为 Δ 2 = |∑ y mj - cKp r m | ,
j =1
这里 , 偏差 Δ 2 的含义见图 2 。因此 , 考虑流水线平衡的平准化排序的目标为
[ 10]
些研究大都没有考虑流水线平衡的影响 , 而根据平准化的定义 , 物流的平准化应基于产品产出时间测定 , 流水线的平衡必然影响着产品的产出时间[ 1 , 4 ～ 6] , 即物流的平准化与流水线平衡存在着必然的联系。
。假设 g 为产品需求 D m 的最大公因子 , 记
M m m =1
中国机械工程第 17 卷第 11 期 2006 年 6 月上半月
说 , 产品 A 、 B、 C 在 4 个工作站内的加工时间(负荷) 见表 2 、表 3。
表 1 给定的 2 种流水线平衡方案
平衡方案 1 2 工作站序号 1 { 1 , 2 , 4} { 1 , 2 , 3} 2 { 3 , 5} { 4} 3 { 7 , 8} { 5} 4 { 6 , 9} { 6 , 7 , 8 , 9}
p j =1 p j =1
dm , 实际投入量为 d
∑y ∑y
mj
, 实际投入和理想投入的偏差为 Δ 1 = | - p dm | 。对于第 m 种产品来说 , 传统的平 d
p
dm t T
(4)
式(4) 把平准化的衡量方式从传统的等投入时间间隔变为在制程 T 内不等的产出时间间隔。考虑流水线平衡的平准化实质是产出物流的均匀化 , 而且通过这种衡量方式将平准化与流水线的平衡结合起来更贴近问题的实际背景。在混合装配线上 , 不是对于每一个 t ∈ [ 0 , T] 都有产品产出 , 在排序队列位置 p 上的产品加工结束时间就是这个产品在最后一个工作站(工作站 K ) 加工结束离开流水线的时间 , 记为 cK p 。当t = cKp 时 , 在 t ∈ [ 0 , T] 内 , 第 m 种产品的理想产