汽车混流总装配线系统TCPN建模与平衡仿真优化

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1、汽车混流总装配线系统TCPN建模与平衡仿真优化黄银娣卞荣花张骏1南京林业大学汽车与交通工程学院南京2100372德国德累斯顿工业大学机械院物流与工作系统研究所德累斯顿01187德国摘要：运用建模仿真方法研究了实际中小型客车厂混流装配线系统平衡问题。在对混流装配线物流系统建立时间着色Petri网(TCPN)模型的基础上，应用物流软件AutoMod，重点对该系统进行仿真优化。对原实际客车混流总装配线进行仿真分析，发现系统各工位的资源利用率很不平衡，并且存在瓶颈。通过资源调整，从整体上改进优化了总装配线系统，使工位资源利用率更平衡，客车在总装配线上

2、的等待数量减少约47％，下线产量提高了8％，明显提高了系统的效率。关键词：汽车；混流总装配线；系统平衡；建模；仿真优化中图分类号：TB491文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)10—0016—05Abstract：ThepaperstudiesactualbalanceissueofinterflOWassemblylineofmediumandsmallscMepassengerearman~actoryusingmodelingandsimulation．BasedonthecoloredPetrinet(TCPN)mo

3、delingofinterflowassemblyline，thepaperappliessimulationandoptimizationtothesystemusinglogisticssoftwareAutoMod．Itfoundfromthesimulationa—nalysisappliedtotheactualinterflowassemblylinethattheresourceutilizationateachstationofthesystemisveryuneven，andthesystemisconfrontedwith

4、bottlenecks．Byresourceadjustments，thepaperimprovesandoptimizestotalassemblylinesystemonanoverallbasis，allowingmorebalancedstationresourceutilization，about47％reductionintotalnumberofbuseswaitingonthetotalassemblyline，and8％increaseinoutput，whichsignificantlyimprovestheefficie

5、ncyofthesystem．Keywords：automobile；interflowassemblyline；systembalance；modeling；simulationoptimization站的情况，提出了数学模型和遗传算法求解过程，0引言文献[7]提出用并行设计方法解决混合装配流水随着用户对客车个性化需求的提高，客车企线的平衡。业采用混流装配模式进行生产，要求数量均衡、但是，在研究混流生产线平衡的文献中，对品种均衡、混合装配J。混流装配线的平衡体现负荷平衡的目标研究得较少。实际上，生产线的在流水线的节拍、工作站的数目、各作业元

6、素分配负荷平衡有着重要的意义：负荷平衡的生产线可到相应的工作站。生产线平衡问题的目标主要以给予工作人员一种公平感，减少在制品库存，是提高生产线的效率，减少生产线的总空闲时间。增加产品的产出。生产线的不平衡程度不仅直接关于混流装配线平衡问题的研究，文献[2]反映了生产线的效率，而且影响产品的质量。研究了基于订单生产条件下的混流线平衡问题，生产物流系统属于离散事件系统，生产物流文献[3]通过组合优先图的方法解决了混流线的流程的复杂性主要表现在不确定性、并发性和资平衡问题，文献[4]建立了求解混流线平衡的整源共享问题上，采用Petri网建模较有效。

7、文献数规划模型，文献[5]论述了混流线的分类及主[8]对基于Petri网建模与仿真的制造企业生产系要特征：工作站的类型、输送系统、产品的投放统流程再造方法进行了研究。规律等，文献[6]考虑了混流线上存在并行工作以上研究都存在一定的局限性：1)仅考虑单基金项目：江苏省高等教育自然科学基金(09KJD580005)，江苏省公派留学基金(德国)一l6一《起重运输机械》2011(10)一流水线的平衡，没有考虑混流；2)采用基本的样的，仅在各工作站的装配时间不同，因而，只PN建模，不能控制随时间变化的动态特性；需要建立1种车型的时间Petri网模型，以

8、A类客3)随着客户个性化需求的增加和混流程度的增车为例，建立其时间Petri网模型，如图l所示。加，基本PN模型的状态空间的状态数呈指数变化，系统分析计算复杂，需考