汽车塑装制造工厂设施布局与生产线优化研究

• 作 者: 谢晖
• 出 处: 大连理工大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 设施布局 多目标优化 遗传算法 生产线平衡 离散事件仿真

制造业是国家的支柱产业,只有拥有了强大的制造生产能力和工业生产能力,才能持续稳定的不受外部影响实现经济增长。近年来,中国汽车行业增长放缓,塑装制造又是汽车制造中非常重要的一环,因此降低汽车塑装制造工厂的物流成本和提高生产效率对汽车制造企业有着很重要的意义。本文以汽车塑装制造工厂作为研究对象,从工厂设施布局和生产线优化两个方面进行研究。首先,对关键理论和问题进行综述分析,明确了主流的研究手段和方法。然后分析了汽车塑装工厂的功能和作业流程,接下来对设施布局问题和生产线平衡问题进行了详细的分析。对于设施布局问题,主要从布局要素、布局原则、布局类型和布局目标这四个方面进行分析并对设施布局问题优化建模上需要解决的关键点进行总结。然后对生产线平衡问题进行了分析,明确了生产线的特征和种类,之后深入分析了生产线平衡要素和优化指标。其次,通过对问题的分析,明确了本文的问题解决思路,研究的两个问题有着先后的顺序关系,当工厂布局规划确定后,着手对生产区的生产线进行改善。在设施布局问题上,建立了以物流成本最小和功能区间相关度最大为目标,考虑出入口不固定情况下的L型主通道布局模型,并针对问题设计了相对应的遗传算法进行求解,具体设计了四组序列作为编码方式并分别阐述了相对应的解码方法,推导了基于惩罚函数的适应度函数并为染色体选择了合适的遗传算子。在生产线平衡问题上,使用离散事件仿真建模的方法,选择FlexSim作为仿真工具,对汽车塑装制造生产线流程进行分析,进而确定需要使用的仿真实体,将生产线流程与仿真模型相对应完成仿真模型的构建并明确实体中需要调整的参数类型,通过在原仿真模型的基础上进行改善的方式实现生产线的改进优化。最后,描述了算法的实现并进行了实例分析,利用本文提出的优化方案去解决汽车塑装制造工厂的功能区布局和生产线平衡问题,得到了工厂内部功能区布局方案,对生产区的生产线进行了优化改善。最终结果显示,布局算法效率较高,优化效果好,生产线上设备利用率也得到了提高,验证了本文解决方案的有效性与实际操作中的可行性。