多类指派约束下汽车总装装配线平衡优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com务I訇化多类指派约束下汽车总装装配线平衡优化AutomotiveassemblyIinebalancingoptimizationofmultipleassignmentconstraints殷旅江，何波，杨立君YINLv-jiang．HEBo1,2YANGLi-junl1(1．湖北汽车工业学院经济管理学院，十堰442000；2．华中科技大学机械学院，武汉430000)摘要：结合某汽车装配线的实例，充分考虑了作业间的相容和相斥约束，固定工位约束以及工作站属性约束等多类约束条件，运用第二类装配线平衡问题求解方法，建立了整数规划

2、模型。运用LINGO软件进行编程计算，经过一系列优化后使装配线中工作站数量由18个减少到13个，节拍时间由300秒减少到243秒，装配线的效率达到约95％，优化效果明显。关键词：多类约束；装配线平衡；整数规划中图分类号：TH166；F242文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)12(下)一0041-04Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2014．12(下)．110引言表1装配线作业表，流水装配线生产组织方式将零部件按照产品装配的工艺顺序，以规定生产节拍，连续地、有节奏地依次经过每一个工作站进行装配，直到变为成品离开u。在

3、这个过程中要解决的一个最基本的问题是装配线平衡问题，它直接影响生产效率和制造资源的利用率口】。而在实际装配线平衡问题上，随着装配线规模的扩大，装配线中作业元素的增多，以及各种约束的限制，装配线的优化过程越来越复杂，装配线的平衡状况和利用效率并不令人满意，许多装配线经过进一步的平衡可使生产效率提高10％以上I。由于装配线不平衡存在效率低下、成本浪费的现象，因此装配线平衡技术在中国企业有很大的市场研究意义。1汽车装配线问题某汽车集团公司以生产长安面包车和轻型客货两用车为主，某总装车间的装配流水线全长50m，原有35个工序，设l8个工位，25名装配工，生产节拍约30

4、0秒，工位平均充实度低于80％。根据该汽车实际装配线的操作步骤，其中的部分测试结果如表1所示。在该装配线中，由于工具、特殊操作等原能分配到同一个工作站的作业有作业4与9，作业2因，作业6必须在工作站编号3上操作，作业26必与6，作业30与3l。须在工作站4上操作，作业30必须在工作站5上操该汽车装配线中的紧前工序和紧后工序用作作。由于工艺与加工的工具要求必须分配到同一业有限顺序图表示。如图1所示：圆圈表示各个操个工作站作业编号有l4与15，6与7，20与2l。不作，序号代表作业编号，箭头表示先后顺序。收稿日期：2014-08-15基金项目：国家自然科学基金(5

5、1375004)：教育部人文社科规划基金项目(14YJA6)作者简介：殷旅江(1980一)，男，湖北潜江人，博士研究生，主要从事工业工程领域研究。第36卷第12期2014—12(下)【41】学兔兔www.xuetutu.comI甸化大约束。其中约束条件及数学描述如表2所示。表2八大约束条件相关约束表达式发生约束：作业单元i被分配到一被分作k雯且回一个作业i只能∑请=1————配到工作站kk=l图1作业先后顺序图工作站时间约束：各工作站工时不大于节拍∑t≤CAi=12多类指派约束建模优先权约束：作业i之后的作业j不可能分配到作业i的工作站的之≤2．1装配线平衡+

6、，前的工作站装配线平衡根据其求解目标不同，可分为两类子问题：第一类装配线平衡问题是给定生产节相容约束：作业i与作业j必须分配到同一个工作站：∑(一)：0拍，最小化工作站数；第二类问题是给定工作站k=l数，最小化生产节拍】。本文是使用第二类装配线相斥约束：作业i与作业j不xik+Xik1平衡优化方法进行装配线优化。能分配到同一工作站第二类装配线平衡问题优化是在满足各种工艺约束，如工时约束、工艺顺序约束、设备约束童器曩乏集装譬蓑∑mX席≤一的作业单元数之和不超过最大允．谊≤L。许作业单元数和位置约束，同时保证工作站的数量不变的情况扛l下，将所有装配作业单元组合分配

7、到装配线的工作站上，使得工作站的节拍最小，加快产品在装工作站后，作业单元i必须在作k答。(一)0一Ju配线中流动速度，最终达到降低装配线生产单件业单元j之前装配产品的作业时间，提高整个装配线效率的目的刚。位置约束：作业单所需的设备2．2模型变量定义已绎确枣在工作k上，能把作业单元i安排在固定的工作站k上：l在建模之前，对模型中所用到的数学变量进行定义，其定义如下：变量I：装配线中所有作业单元的集合(I={l，2．4线性规划模型2，⋯，i，⋯，m1)。当工作站数目确定以后，根据已知的约束条变量K：装配线中所有工作站的集合(K={1，2，件，建立线性规划模型，具体

8、模型如下：⋯，k，⋯，n1)。目标函数