王博

摘 要：生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)：吉利汽車(chē)試制中心生產(chǎn)主要包含焊裝涂裝以及總裝三大生產(chǎn)工藝，為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的定制化需求，向著多樣化、個(gè)性化發(fā)展，試制中心設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造成混流柔性生產(chǎn)線，可以滿(mǎn)足小批量多品種的生產(chǎn)模式，傳統(tǒng)生產(chǎn)計(jì)劃已經(jīng)不太實(shí)用，如何在JIT模式和混流柔性生產(chǎn)線背景下考慮關(guān)聯(lián)車(chē)間的計(jì)劃安排，從而制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃，以提高加工效率、減少生產(chǎn)成本、縮短訂單完成時(shí)間。傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)和手工編排方式制定的生產(chǎn)計(jì)劃難以實(shí)現(xiàn)車(chē)間的合理調(diào)度，汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)迫切需要一種科學(xué)、高效地面向混流柔性生產(chǎn)的計(jì)劃調(diào)度方法。本文對(duì)某汽車(chē)企業(yè)的混流柔性生產(chǎn)線進(jìn)行研究，以各個(gè)車(chē)間的主生產(chǎn)計(jì)劃為核心，以智能優(yōu)化算法為支撐，研究了汽車(chē)混流柔性生產(chǎn)中的計(jì)劃調(diào)度問(wèn)題。通過(guò)對(duì)汽車(chē)混流柔性生產(chǎn)中的調(diào)度和裝配線排序方法的總體研究，探討了三類(lèi)混流生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度問(wèn)題；焊涂車(chē)間調(diào)度問(wèn)題，裝配車(chē)間的汽車(chē)排序問(wèn)題以及多車(chē)間關(guān)聯(lián)排序問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：JIT模式；混流柔性生產(chǎn)線；焊涂總生產(chǎn)計(jì)劃排產(chǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TH165 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）19-0216-02

排產(chǎn)策略，如圖1所示。

日排產(chǎn)生成焊涂總?cè)?chē)間的周生產(chǎn)計(jì)劃，根據(jù)BOM，產(chǎn)能，生產(chǎn)周期，庫(kù)存和采購(gòu)情況，車(chē)間的管理要求和生產(chǎn)線的特性等條件計(jì)算出排產(chǎn)日期，精確到周/天。

車(chē)間要求和生產(chǎn)線特性：車(chē)間都有自己的排產(chǎn)要求和每條生產(chǎn)線都自己的生產(chǎn)特性。比如焊裝，因?yàn)楹秆b生產(chǎn)必須要有模具，模具生產(chǎn)或者更換需要大量的時(shí)間，所以排產(chǎn)的時(shí)候生產(chǎn)準(zhǔn)備周期比較長(zhǎng)。在滿(mǎn)足交期的情況下，盡量減少模具的更換次數(shù)，把同項(xiàng)目同車(chē)型的生產(chǎn)計(jì)劃排在一起，會(huì)大大提高生產(chǎn)效率。比如涂裝生產(chǎn)線，涂裝考慮同顏色盡量排在一起，同時(shí)會(huì)考慮顏色互斥問(wèn)題，在生產(chǎn)白色后的同時(shí)不能馬上生產(chǎn)黑色的車(chē)型。限制條件如表1所示。

1 序排產(chǎn)

序排產(chǎn)計(jì)算每天上線的生產(chǎn)順序，三車(chē)間都是混流柔性生產(chǎn)線，可以同時(shí)安排多車(chē)型同時(shí)生產(chǎn)，如何計(jì)算上線順序通過(guò)模型和算法實(shí)現(xiàn)。限制條件如表2所示。

2 序排產(chǎn)算法

2.1 總裝序排產(chǎn)

輸入：產(chǎn)線、待排車(chē)輛、車(chē)型工序工時(shí)、線體節(jié)拍、車(chē)型列表。

2.2 批次劃分

一天的車(chē)序可以劃分為1批或2批（盡量先排滿(mǎn)第1批，排不下時(shí)才排第2批）；每批車(chē)輛數(shù)不超過(guò)20輛，車(chē)型數(shù)不超過(guò)5個(gè)。

算法如下：（1）令當(dāng)前批次L=1，切割車(chē)輛數(shù)S=4；（2）將各個(gè)車(chē)型的車(chē)輛數(shù)以S輛為單位進(jìn)行切割，切割后按車(chē)輛數(shù)由大到小排列；設(shè)切割出來(lái)的總份數(shù)為T(mén)份；（3）當(dāng)T>5時(shí)：設(shè)第5份的車(chē)輛數(shù)為Q，車(chē)輛數(shù)為Q的總份數(shù)為T(mén)1，車(chē)輛數(shù)為Q且出現(xiàn)在前5個(gè)位置的份數(shù)為T(mén)2，從T1份中取出T2份（組合方案，最多有C（T1，T2）種方案，有重復(fù)方案的需要去除），再加上排在車(chē)型列表前面的5-T2份（一共5份），將這5份作為第L批次；如果L=2則批次劃分結(jié)束；否則令L=L+1，將剩余的車(chē)型車(chē)輛，作為劃分下一批次的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到第（2）步；（4）當(dāng)T=5時(shí)。將車(chē)型車(chē)輛數(shù)據(jù)作為第L批，至此就沒(méi)有多余的車(chē)型車(chē)輛了，批次劃分結(jié)束；（5）當(dāng)T<5時(shí)。如果S=1，則將剩余的車(chē)型車(chē)輛數(shù)據(jù)作為第L批，批次劃分結(jié)束；否則令S=S-1，轉(zhuǎn)到第（2）步。

3 目標(biāo)函數(shù)

對(duì)于N臺(tái)車(chē)，M個(gè)工序的流水線車(chē)序，定義：（1）S（i，j）：第i臺(tái)車(chē)在第j個(gè)工序的開(kāi)始時(shí)間（1<=i<=N，1<=j<=M），初始條件：S（1，1）=0；（2）D（i，j）：第i臺(tái)車(chē)在第j個(gè)工序的加工時(shí)間（以秒為單位）；（3）R：流水線的節(jié)拍（以秒為單位）。（4）T：超時(shí)容忍度（以秒為單位）。

由分析可知，第i臺(tái)車(chē)可在第j個(gè)工序開(kāi)始處理，需要同時(shí)滿(mǎn)足以下前提條件：（1）這臺(tái)車(chē)已經(jīng)完成了上一工序：S（i，j）>=S（i，j-1）+D（i，j-1）（當(dāng)j>=2時(shí)）。（2）前一臺(tái)車(chē)已經(jīng)完成了本工序：S（i，j）>=S（i-1，j）+D（i-1，j）（當(dāng)i>=2時(shí)）。（3）車(chē)已經(jīng)到達(dá)了指定工位：S（i，j）>=（i-1+j-1）*R。

因此，取S（i，j）=0（當(dāng)i=1時(shí)并且j=1時(shí)）=max（S（i，j-1）+D（i，j-1），S（i-1，j）+D（i-1，j），（i-1+j-1）*R）（當(dāng)i>1時(shí)并且j>1時(shí)）=max（S（i，j-1）+D（i，j-1），（i-1+j-1）*R）（當(dāng)i=1時(shí)并且j>1時(shí)）=max（S（i-1，j）+D（i-1，j），（i-1+j-1）*R）（當(dāng)j=1時(shí)并且j>1時(shí)）。

初始條件：S（1，1）=0；目標(biāo)：min最小化超時(shí)生產(chǎn)時(shí)間。目標(biāo)函數(shù)：Sum_i（Sum_j（PositiveOnly（S（i，j）+D（i，j）-（i-1+j）*R-T））其中，PositiveOnly（x）表示只取正數(shù)值，其定義為：PositiveOnly（x）=x（當(dāng)x>0時(shí)）

=0（當(dāng)x<=0時(shí)）

初始條件：S（1，1）=0；目標(biāo)：min最小化超時(shí)生產(chǎn)時(shí)間。目標(biāo)函數(shù)：Sum_i（Sum_j（PositiveOnly（S（i，j）+D（i，j）-（i-1+j）*R-T））），其中，PositiveOnly（x）表示只取正數(shù)值，其定義為：Positive Only（x）=x（當(dāng)x>0時(shí)）

=0（當(dāng)x<=0時(shí)）

從車(chē)輛實(shí)際流轉(zhuǎn)的角度來(lái)看，可以視為有以下兩段獨(dú)立的流水線：（1）4圈半的前內(nèi)飾，節(jié)拍范圍：01→94（2）1圈合裝+3圈半的后內(nèi)飾，節(jié)拍范圍：117→210

從天的角度來(lái)看，如果一天有兩個(gè)批次，則需要計(jì)算以下4段流水線：（1）第1個(gè)批次的第1段流水線（2）第1個(gè)批次的第2段流水線（3）第2個(gè)批次的第1段流水線（4）第2個(gè)批次的第2段流水線。

如果一天只有一個(gè)批次，則只需要計(jì)算以下2段流水線：（1）第1個(gè)批次的第1段流水線。（2）第1個(gè)批次的第2段流水線。

將給定車(chē)序中的以上四段或兩段流水線的超時(shí)生產(chǎn)時(shí)間進(jìn)行累加，值為最小的那個(gè)車(chē)序就是最佳車(chē)序。