汽车总装车间的虚拟重排序研究文献综述

 2022-11-01 02:11

文献综述(或调研报告):

从工业革命前的手工生产,到今天的小批量精益生产[1],人们对于汽车的需求使得汽车生产方式不断的改变。1913年,福特公司发明了世界上第一条汽车生产流水线,使得生产加工一辆汽车由12小时缩短到了90分钟。一时间,汽车从奢侈品变为了必需品。流水线生产模式也被广泛的应用到了生产生活当中。大规模流水线生产,标准化、速度快、成本低。

然而,随着时代的发展与生活水平的提高,人们不再满足于千篇一律的黑色车辆。汽车混合装配线(mixed-model assembly line)应运而生。在混合装配线中,可以生产不同型号的车辆。这些车辆并不是完全的不同,而是有一些微小的差别。组装一辆车需要先后经过车身车间、涂装车间、总装车间。车身车间主要是将板材切割、折弯、焊接成车身的形状,涂装车间主要是将颜色喷涂在车身的外部,而总装车间则主要是将汽车所需的其余所有部分装配好。其中车身车间、涂装车间的自动化程度较高,而装配线上的车辆都会有细微的不同,例如是否要安装天窗、要装配哪种型号的音响等等,客户的自主化程度很高。因此总装车间则对操作人员的效率有着较强的依赖性[2],自动化程度较低。

那么,用什么样的顺序来排布这些不同型号的车辆,就成为了新的研究方向。不同的加工顺序所需的总时间不同,因此成本也就不同。如何找到一个更好的序列,提高效率、降低成本,就成了一个亟待解决的问题。

在研究汽车混合装配线时,首先需要满足以下假设条件[3]:

  1. 两个工作站之间没有缓冲区;
  2. 产品位置固定;
  3. 制造产品所需的零件固定;
  4. 不同型号的产品所需物料不同、不同选项的加工时间不同;
  5. 生产中不存在干扰现象(如机器故障、物料短缺等)。

目前,对于排序问题的研究主要聚焦在以下两个目标[3]:

  1. 最小化工作过载(work overload)

工作站(work station)加工、安装不同的选项时间不同。例如,安装自动天窗比安装手动天窗所需要的时间长。如果连续的几辆车都需要安装自动天窗,那么就会发生超载的现象。

  1. 平准化生产(level schdeling)

准时制生产着重关注物料的偏移问题。不同型号的车辆对于物料的需求不同,因此影响着物料的需求。因此加工顺序需要与准时制生产相匹配。

上述两个目标可以通过三种排序方法达成[3]

  1. 混合模型排序法(mixed-model sequencing)

混合模型装配排序法关注工人的操作时间、移动距离、工作站边界、工作站与装配线的其他特性,以消除、避免由加工序列引发的作业超载为目标,确定车辆在汽车混合装配线的生产加工顺序[1]

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