论文部分内容阅读
近年来,在《中国制造2025》的推动下,制造业逐步向工业化和信息化发展,制造企业希望将自动化生产线替换人力劳作来实现产业升级,为了适应市场的需求,许多装备制造企业从单机设备供应商发展成了产线集成定制服务商,提供生产线的研发设计、制造安装和保养维修等全流程服务。为了方便描述在下文对这类企业简称为整线定制企业,其中,整线定制企业总装环节具有工程项目式运作、生产周期长、依赖装配小组手工操作、所需物料众多等特点。此类总装作业流程既涉及装配小组在多个客户地之间的往来调配,还面临着装配任务工时和装配物料齐套时间不确定的问题,因此面向整线定制企业的总装过程,研究如何合理的分配装配小组,使整线定制企业在总装环节期望的目标最好,对整线定制企业具有重要的现实意义。本文总结了整线定制企业的多地总装过程的特点:(1)以流程为主组织装配生产;(2)以手工定点装配为主;(3)多客户地订单并行总装。针对整线定制企业总装环节的特点,研究在考虑装配小组异地调配差旅时间的情况下,合理分配装配小组,装配任务的加工顺序,使所有订单在总装环节的平均通过时间最小。此外针对总装过程的不确定性问题,研究通过前摄-反应调度方法来求解,其中前摄-反应调度方法的基本思想是:通过前摄性调度得到鲁棒性较强的基准计划,在基准计划执行过程中如果发生执行偏差则调用反应性策略对基准计划进行重调度,在保证基准计划有更好鲁棒性前提下,使基准计划具有更好的现实指导意义。但出于对理论与现实差距的考虑,考虑装配组异地调配差旅时间的调度模型以及前摄性-反应式调度模型在整线定制企业总装环节的有效性还有待进一步验证。因此,本文主要工作分别按以下几个步骤进行:首先,本文充分考虑整线定制企业的多地总装环节的特点,建立了考虑装配组异地调配差旅时间的总装作业调度模型,构建智能算法和基于启发式规则的组合调度算法,通过实际的案例对智能算法和基于启发式规则的调度结果进行对比分析,然后通过实验获得不同装配环境下的最优解,分析不同的装配环境对调度计划的影响。其次,在分别考虑装配工时不确定以及装配任务物料齐套时间不确定情况下,构建包含质量鲁棒性和解鲁棒性的多目标优化模型。针对问题的特点,提出了改进的NSGA-II算法对不确定情况下的多目标优化模型进行求解,并通过实际案例对多目标优化模型和改进的NSGA-II算法进行有效性验证,此外设计了多组对比实验,从装配工时不确定度、交货期设置松紧程度、物料齐套时间偏差范围、装配小组异地差旅时间大小等多个维度分析对前摄性计划的影响。最后,同时考虑装配工时和装配任务物料齐套时间双重不确定的情况下,构建多目标前摄-反应调度模型,针对问题的特点提出了新的反应策略,并通过算例对前摄-反应调度方法进行了有效性验证,此外通过实验得到了前摄性-反应式调度方法在不同不确定性干扰强度下鲁棒性性能指标,分析了不确定性干扰强度对前摄-反应调度方法的影响。为企业实际总装环节的调度提供理论参考。