汽车喷漆批次重组建模与优化

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1、第4期机械设计与制造2015年4月MachineryDesign&Manufacture181汽车喷漆批次重组建模与优化唐秋华，李苑，林斌，于沛远z(1．武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081；2．东风汽车公司车身厂，湖北十堰44200~)摘要：焊接车间按车型组织生产，同一车型又有多种颜色。按焊接生产序列进行喷漆作业，必然导致油漆喷头的反复冲洗和频繁更换，不仅增大了生产成本，还加剧了环境污染。基于某汽车厂喷漆车间的作业现状，进行喷漆生产序列重构。采用混合整型线性规划方法，以油漆喷头更换次数最小化为目标，在缓存区入口和出口处分别建立了批

2、次分离和批次合并的混合整型线性规划模型，并用GAMS／Cplex完成其求解。结果表明，利用该方法对车辆序列进行优化后，喷头更换和冲洗次数可减少约(68—92)％，年度可节约成本1088．64万元。关键词：车辆序列；批次重组；喷漆作业；混合整型线性规划中图分类号：TH16；TH162；U466文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)04—0181—04ModelingandOptimizationofResequencingCarsWithinVehiclePaintShopTANGQiu-hua，LIYuan，LINBin，YUP

3、ei—yuan。(1．CollegeofMachineryandAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，HubeiWuhan430081，China；2．DongfengAutomobileManufacturingCompany，CarBodyPlant，HubeiShiyan442000，China)Abstract：Allthevehicleswithdiferentcolorsaresequencedaccordingtomodelsinweldingshop．Theresult

4、edCOl"sequenceenablesthepaintinggunsbeingchangedandwashedfrequentlyinpaintshop，andcauseshighlywasteinproductionefficiencyandproductcostandsevereenvironmentalpollution．Withtheproductiondatafromacarbopaintshop，anovelmethodologyforcreatingspecifecatsequence，0rpaintingproduction

5、isproposed．Basedonthegivenweldingsequence，theCOl"sequenceisdesignedtobeadjustedattheentranceandexitofbufers，andthebatchseparationmodelandthemergermodelogebothconstructedwithmixedintegerlinearprogrammingapproachforthesetwokeypoints，andaresolvedbysoj~wareGAMS／Cplex．Theexperime

6、ntalresultsdemonstratethatwiththeproposedapproachthenumberofchangingpaintinggunscanbereducedupto(68~92)％andmassivecostupto10，886，400RMBcanbesavedannually．KeyWords：CarSequence；BatchRecombination；PaintShop；MixedIntegerLinearProgramming1引言针对汽车喷漆的排序问题，文献嘴出它本质上是NP(Non—determinist

7、icPolynomia1)完全问题，使用动态规划法对其建模，并20世纪初亨利·福特首次将流水生产方式应用在汽车生产在多项式时间内进行了求解。文献啦用遗传算法，针对焊装与涂线上，通过标准化、大批量生产，降低产品成本，提高生产效率口]。装车间之间未设置线性缓存系统的情形，对喷涂车辆排序问题进但随着汽车制造技术的发展和人民生活水平的提升，客户需求呈行研究，力图减少喷头更换次数。由于其仅针对无缓存区的制造现多样化，汽车制造企业间竞争也在加剧。若以相对固定或低柔系统，研究结果的应用具有较强的局限性。文献[句同时考虑了两个性化的生产方式进行生产组织，不仅不

8、能满足客户需求，无法提目标，包括喷漆过程车辆颜色尽量一致及装配过程物料配送尽量升生产效率，还会因市场和成本等因素影响企业竞争能力目。均衡，并用线性加权