1. 研究目的及意义

由于现代科学技术的飞速进步，产品更新换代的速度越来越快，消费者对于产品的需求也日趋多样化，品种单一、大规模的生产方式已经不能够满足现在消费者多变的需求。同时，我国制造业总体能力不断加强而市场竞争日益加剧。因此,加工制造企业都必须以较低的成本生产出高质量的产品作为目标,才能使竞争力立于不败之地。如何充分利用资源,以达到效率高、交期准、浪费少、成本低、增强经济效益和社会效益,是加工制造企业要实现的主要目标。

为满足不同客户的多样化需求,以及加工企业产品的差异化要求,现在的加工企业大多实行多品种小批量生产,也就需要混流加工线来生产。混流式生产能依据市场需求来对生产计划进行不断调整，同时也可以通过调整设备实现在一条装配线上对不同种类的产品进行装配，这样不仅能节省企业为生产新产品引入新生产线带来的成本，而且还能减少人员与设备的成本^[1]。一个合理的混流加工线投产排序方案能够消除生产瓶颈和快速柔性化的生产，以响应市场的变化并保证客户满意度。

然而多品种混流加工线除了具有生产效率高、柔性化等优点之外，还具有加工工艺复杂、加工质量的不稳定、操作工人技能水平波动、混品种加工装配时间差异化等缺点。生产工人会因为多品种的物料流入、高复杂性的加工工序而导致生产加工难度大大提升，因此，组织汽车混流装配生产的关键就是实现生产的" 平准化"。汽车混流装配线排序的平准化从整体上看影响着整个生产过程的能否顺利进行。同时它也影响着生产中物流的供应、企业库存水平、设备的利用情况、人员工作的负荷率及生产调度的实施等方面。平准化的生产能够提高企业的库存水平，便于生产管理的顺利进行，同时能够使生产保持平稳等。这就要求加工企业对生产加工线进行科学、合理的布局设计,采取平准化的生产方式,以快速响应市场多样化的需求,适应多品种小批量生产的市场要求,提高客户满意程度,增强企业在市场中的核心竞争力,因此多品种混流加工线的平准化研究具有现实意义。

1. 国内外研究现状

汽车投产排序问题一直是国外学者研究的热点,并且他们在这方面的研究起步较早,相关研究主要如下：

在工业生产中,尽管混流线早已存在,但第一个明确提出这个问题的是Kilbridge和Wester。1961年,Kilbridge 和Wester首次提出了混流线的概念以及混流线的两种类型。Thomopoulos在1967年建立了关于负荷平衡的以最小总惩罚代价为目标的数学模型并用启发式算法进行了求解。1970年, Thomopoulos通过组合优先图的方法把混流装配线转化为单一型流水线来处理,从而把单一型流水线的平衡技术和方法运用到混合流水线,首次解决了混流线的平衡问题。Robert和Villa建立了求解混流线平衡的整数规划模型,这种模型是对Gutjahar和Nemhauser单一流水线平衡方法的修改,变量个数与约束条件随着ALB问题规模的增大而急剧增加,因而只有理论意义,Dar-EI在Kilbridge和Wester等人的研究基础上,详细论述了混流线的分类及主要特征如工作站的类型、输送系统、产品的投放规律等。

Erdal和Haidi^[2]给出了混流线平衡问题的最短路径算法,这也是对Gutjahar和Nemhauser的算法的改进,局限性在于不能解决大规模的混流线问题。Bukchin等研究了基于订单生产条件下的混流线平衡问题^[3]。Kilbridge于1963年就己经开始研究混流装配线的排序问题,Jonathan提出了一个针对混流装配线问题的涵盖每一个决策变量的通用数学框架,并给出了6类模型的数学公式^[4]。

P. Vinitsorn 和S. Prombanpong^[5]研究了汽车混流装配线在装配车间内装配以及检验工序之间由于不同车型的加工时间存在差异而导致的工厂内部生产混乱以及其存在的影响，并运用固定速率启发式算法对该问题进行了解决和优化。

随着汽车行业的发展，国内学者越来越意识到混合式生产的重要性，近年来，对混流装配线的投产排序研究也取得了一定的成果。