考虑生产线平衡的多目标混流装配线排程问题分析

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1、第一章绪论指当顾客的个性化需求产生以后，能够在较短的时间内设计、制造并提供顾客所需求的产品（或服务），不会因为批量小、个性化程度高、变化快而导致生产难以进行或交货提前期的延长，即能够实现高度定制化的生产；定制成本低是指企业不会因需要实现快速响应顾客的个性化需求，而导致产品（或服务）的生产成[2]本大幅增加，相反产品的生产成本还可能因此降低。对于一个制造型企业来说，产品装配部分消耗时间和成本要占到整个生产过程的40%以上，装配模块的精益化程度在很大程度上决定了产品反应能力和生产成本的高低，因此要想实现快速响应、缩短生产周期、降低生产成本，首先必须对产品装配过程进行相应调整，基于大规模定制

2、思想的混流装配线的概念就在这种背景下被提出来。混流装配线（MixedModelAssemblyLines,MMALs）是可同时对结构类似、工艺路线接近的不同型号产品族产品进行装配的柔性制造生产线，它可以在不对现有生产系统做大范围调整的前提下，应对不同数量和类型的产品的个性化需求。因此，在该装配线上既可以按照单一品种大批量的福特式生产方式生产，也可以进行多品种小批量生产，具有较高的灵活性和适应性。但由于混流装配生产系统化较传统生产系统更为复杂，这使得很多企业在规划实施中遇到诸多新问题。对于混流装配线这样一种非常典型的柔性生产线来说，平衡问题是生产线优化的首要问题，由于加工产品品种多，加工

3、路线、工艺设备和时间各有差别，要使整条生产线在加工过程中要能达到一种动态平衡且能按照设定的生产节拍进行生产，是大多导入混流装配系统的制造企业亟待解决的难题；其次，在混流装配线实施初期，需要对零部件供应、人员配备、车间布局等方面进行系统规划，必然会使生产成本在短期内有所提高，且在初始阶段可能会出现各种各样的生产问题从而对生产线的正常运行和产品的质量造成一定影响，这也必然会带来利润的降低，如何解决这些问题保证混流装配线坚持推行下去也是企业需要面对的问题；最后，由于混流装配线是为满足顾客个性化需求而产生的，因此针对产品的结构、工艺等的变动，如何通过不断优化调整装配线来满足产品变动成为一个非常

4、复杂的问题。因此关于混流装配系统优化问题的探究很有实际价值。1.1.2现代仿真技术发展现状由于制造系统的复杂性和内部关联性越来越强，虚拟制造（VirtualManufacturing,VM）逐步成为生产系统研究重要发展方向。虚拟制造在继承三维仿真模型的基础上利用虚拟现实技术代替实际制造系统中的人、组织、物流、信[3]息流等，是制造技术和仿真理论相结合的产物。虚拟制造技术通过将产品制造系统与三维动态的仿真过程的集成，让人们更加深入地理解生产制造过程，辅助2第一章绪论[4]验证企业管理过程所作决策的正确性。计算机仿真不仅能避免为进行实验分析而开发真实模拟系统的资源投入，从而降低系统的实验成

5、本，而且可以利用三维动态模拟技术仿真的虚拟系统进行预测分析和决策验证，使管理决策更加可靠准确。目前国内应用较为广泛的仿真软件有Flexsim、PlantSimulation、Witness、Automod、Arena、Anylogic等。美国FlexsimSoftwareProduction公司推出的Flexsim是世界上第一个在图形环境中集成了C++IDE和编译器的功能强大离散事件系统仿真软件，它集3D动画模拟技术、数理统计分析以及人工智能算法技术为一体，主要应用在生产制造、[5]物流、服务等行业，实现操作、流程和动态系统的视觉化。它的操作界面是非常直观友好的，用户可以方便地对实现对

6、界面的控制。它的实体对象包括固定实体、任务执行器和其他辅助实体，基本可以表示生产系统的所有实物对象，同时可以用丰富的建模工具表示系统的数据信息。Flexsim还具备建立具有层次结构的模型，用户可以利用其继承的特点来缩短模型开发周期，并且方便用户建立和维护大型复杂模型。它同时具有开放性好的优点，提供了与外部数据库、外部硬件设备以及Excel、Visio、AutoCAD图形等软件相连的接口，并且Flexsim对象可以在不同的用户、模型之间进行交换。Witness是面向动态系统建模仿真的主流软件，它是Lanner集团利用其强大的系统仿真方面背景开发出的生产系统规划与运营仿真平台。它可以用于对

7、离散事件系统和连续流体系统进行二维模型仿真，广泛应用于工业系统、商业系统流[6]程的建模仿真。它的主要功能包括：工业流程的动态建模与演示；实时的流程和决策数据的灵敏度分析，为系统管理决策提供重要依据；全面的系统建模元素，层次建模策略，可定制的建模元素；提供丰富的属性描述函数库和自定义函数描述功能，可以更加细致和真实地描述系统模型；同时也提供和其他如Excel、ODBC数据库、CAD文件等集成的接口。AutoMod是由美国BrooksAutoma