汽车混流排序与同步物流方法研究及其系统实现

摘要

汽车生产线作为典型的混流生产线，不同车型在同一条生产线上混流生产，车型切换频次增多的同时，带来其切换时间、生产时间、物料需求等的变化，增加了企业生产运作管理的难度。如何运用先进的生产管理理念与技术手段，消除生产过程中的瓶颈与浪费，实现平准化柔性生产和同步化物流配送，已成为国内外学者及汽车专业技术人员重点关注的方向。 本文针对汽车混流生产线的生产运作方式及生产特点，结合汽车制造企业生产计划与物流运作管理模式，在企业核心信息系统的支持下，构建了汽车装配线混流生产与同步物流优化体系，该体系由三部分组成，包括平准化生产优化、同步物流配送优化和生产与物流信息化。 针对车身排序对混流装配线生产线平衡及物流系统的影响，提出以生产线工时负荷平衡和物料消耗平准化的多目标数学模型。针对传统遗传算法容易陷入局部最优解以及收敛速度较慢的情况，通过对染色体的选择采用最优保存策略和轮盘赌相结合的选择方法，构建了一种改进遗传算法来提高其全局搜索能力，并通过Matlab软件对目标函数进行模拟仿真。结果表明，改进遗传算法相比较传统遗传算法，其收敛速度更快且得到较优的解，最终实现汽车混流装配线混流柔性生产目标。 针对汽车总装车间配料件看板配送实施的定量不定时配送方式，提出以按包装量进行定量定时拉动，通过RFID和信息等技术，设计基于电子看板配料件同步配送方式，计算零件配送时间窗口。在此基础上，提出以配送成本最低的路径优化模型，建立满足车辆载荷和工位硬时间窗要求的车辆配送路径模型。针对蚁群算法容易产生早熟、停滞现象，采用改变选择策略方式来增强随机选择概率以避免搜索进入局部最优。结果表明，与传统蚁群算法相比，改进蚁群算法在配送路径成本上可以降低10.3％。 设计了面向车间层的制造执行系统(MES)的系统框架，实现车身排序和同步化物流配送模块在MES的应用，其主要功能包括周、日计划排序、生产计划监控、生产异常监控、SPS、JIS和配料件电子看板配送等业务，实现车辆生产与物流同步配送信息化、精益化，提高整个企业的信息化管理。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1研究背景及研究意义

1．1．1研究背景

1．1．2研究意义

1．2国内外研究现状

1．2．1混流装配线生产排序研究现状

1．2．2混流装配线物料配送方式研究现状

1．2．3 MES系统研究现状

1．3论文主要研究内容和结构框架

1．3．1论文研究内容

1．3．2论文结构框架

1．4本章小结

第二章汽车混流生产线生产与同步物流运作体系

2．1汽车混流装配线混流生产方式

2．1．1汽车混流装配线及生产运作方式

2．1．2汽车混流装配线生产特点

2．2汽车生产计划与零部件同步物流运作管理

2．2．1汽车生产计划运作管理

2．2．2汽车零部件同步物流运作管理

2．3汽车核心制造执行系统MES

2．3．1汽车MES系统内涵

2．3．2汽车MES系统功能

2．4汽车混流生产与同步物流体系框架

2．4．1技术体系

2．4．2系统框架

2．5本章小结

第三章基于多目标汽车混流装配线车身排序优化

3．1汽车混流装配线排序问题分析及模型建立

3．1．1混流装配线车身排序计划问题分析

3．1．2混流装配线生产排序约束分析

3．1．3基于多目标汽车总装生产线车身排序模型建立

3．2多目标汽车总装生产线生产排序模型求解

3．2．1遗传算法理论

3．2．2改进遗传算法设计

3．3实例验证

3．4本章小结

第四章汽车总装混流生产线配料件同步物流优化

4．1基于电子看板的配料件同步配送优化

4．1．1汽车总装车间零件上线物流模式分析

4．1．2汽车总装车间配料件配送存在问题分析

4．1．3基于电子看板的配料件同步配送流程优化

4．2．1混流装配线同步配送路径问题描述

4．2．2混流装配线同步配送路径模型建立

4．2．3混流装配线同步配送路径模型求解

4．2．4实例验证

4．3本章小结

第五章汽车混流生产与物流同步系统实现

5．1．1 MES系统开发背景

5．1．2 MES系统框架设计

5．1．3整车制造MES系统构建

5．2车间平准化作业计划模块

5．2．1业务分析

5．2．2业务功能实现

5．3车间同步物流配送模块

5．3．1业务分析

5．3．2业务功能实现

5．4本章小结

第六章总结与展望

6．1总结

6．2展望

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间发表的学术论文和参加的科研项目