基于平准化目标的汽车总装车间虚拟重排序研究文献综述

 2022-10-28 14:46:11

文献综述(或调研报告):

为了适应多品种小批量的生产模式,具有柔性生产能力的混合型产品装配线应运而生。混合装配线作为一种高效率、低成本的柔性生产系统,在实现产品大规模生产的同时,还能满足客户个性化的产品需求,目前已应用于国内外大多数汽车企业。不同类型的车辆对于物料和设备作业时间的要求一般不相同,所以不同的车辆投产顺序产生的生产成本也不尽相同。汽车制造过程中车辆要途径车身车间、涂装车间和总装车间三个主要的生产部门,各生产车间对汽车序列的生产要求不同,一个确定的汽车序列很难同时满足上述三个车间的生产需求,因此在车辆进入各车间前对汽车序列进行重排很有必要[1]

本课题研究的是平准化目标下的汽车总装车间的虚拟重排序问题,下面将对排序、重排序以及平准化排序的部分相关文献进行总结。

Boysen等[2]指出现有的排序问题主要集中在总装车间内工作站作业负荷的均衡和物料需求的满足两个方面,对应的排序目标为最小化工作站负荷超载和物料用量平准化;提出了针对这两个目标的三种排序方法,分别是混合型产品排序、汽车排序和平准化排序。

汽车制造系统中常用的两种重排序方法是物理重排序和虚拟重排序。Boysen等[3]构建了分类重排序研究,包括重排序的原因、规划水平、缓冲区的类型、决策变量和重排序的目标等。详细介绍了物理重排序缓冲区的四种常见类型,概括了现有的虚拟重排序的相关研究,并提出了未来研究方向的建议。

目前文献中对于汽车混合装配线的重排序问题的研究主要集中在涂装与总装两个车间。大部分集中在使用线性缓冲区的物理重排序的研究上,而其中考虑总装车间的物理重排序和虚拟重排序的研究相对较少。

  1. 物理重排序

文献中关于涂装和总装车间前的物理重排序应用研究已有很多。其中大部分是采用线性缓冲区进行重排序,且主要集中在涂装车间前。已有的利用线性缓冲区的重排序研究中,考虑了总装车间的汽车排序生产目标的研究相对较少。

Spieckermann等[4]研究了涂装车间前设置线性缓冲区的重排序问题。将缓冲区内的车辆释放问题抽象成一个SOP(Sequential Ordering Problem)问题,并提出了一个精确的分支定界法来求解该SOP问题。算例研究显示该算法的求解质量要优于实际生产中广泛采用的简单规则。

Ding和Sun[5]研究了涂装车间前的喷涂排序问题。提出了动态环境下的简单启发式填充和释放规则,为静态涂装分批问题构建了一个混合整数模型。然而,该模型只关注了进入缓冲区阶段的车辆排布方法,将释放阶段的策略简化为逐行释放车辆,限制了缓冲区的重排序能力。

Choi和Shin[6]研究了总装车间前设置线性缓冲区的重排序问题,以韩国现代汽车公司中在两条线上装配三种车型的汽车制造系统为研究对象,设计线性缓冲区的填充和释放规则,以实现总装线上物料消耗的平准化。作者将车道分为两种:专用车道和共享车道。专用车道只存储制定类型的车辆,而共享车道存储稀有类型的车辆。算例研究证明该工具的重排序效果优于人工经验调度。

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