基于智能算法的汽车装配生产线平衡问题研究开题报告
2020-03-28 12:03
1. 研究目的与意义（文献综述）
1.1目的及意义
在进入21世纪之后，伴随着中国加入wto，汽车制造业成为我国国民经济增长的主要来源之一，为适应市场需求的多样化，汽车生产线面临着柔性化的挑战。从全球汽车制造业的发展来看，汽车制造业经历着从单位作坊式生产到福特公司提出的刚性生产线大规模制造直至今日以丰田公司为代表的大规模定制化生产，汽车制造业正在经历着从绝对数量的充分个性化生产的过程的转变[1]。汽车制造业面临着一个矛盾：消费者的需求越来越多样化，单一品种大规模生产的模式已经不再能满足消费者愈来愈强的个性化需求；而生产的经济性却要求更多的标准化，这是目前生产型企业所面临的两难境地，它要求以大批量生产的成本和速度，向客户提供个性化的产品。
由于对于装配生产线平衡（尤其是混流模式之下生产线平衡）控制不好，往往导致生产线旁缺件而面临停线；本文通过对于装配线平衡过程的数学建模和算法构建，详细分析装配工艺的装配操作的分类和排序，实现生产线装配工艺过程的物流过程最优化。通过生产线平衡过程的分析，实现最佳的装配操作的组合和分配，最大化实现装配工艺的节拍同步，最终实现装配精益生产。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究内容
(1)学习混流汽车装配线几类平衡问题
a. 固定装配线：加工的工件的位置是固定不变的，工人以及加工工具会按照加工工艺流程对待处理工件进行移动加工、装配处理；b. 移动装配线：与固定装配线的顺序正好相反，工人、设备、生产工具的位置相对比较固定，加工对象的位置经过各工位进行生产、装配，加工而发生移动，最终变成半成品或者成品；c. 单一品种装配线：在装配线上只固定生产或装配一种类型的产品；d.多品种混合装配线：在一条装配线上同时生产或装配两种或者两种以上产品零件；e. 连续装配线：生产装配线上各道工序连续不断的进行生产，产品从被投入生产开始到最终产出，无间断地从一道工序转到下一道工序；f.间断装配线：产品的某道工序或部分工序不是在一条流水线上进行连续生产装配的，有些零部件在工序和工序之间需要停留等待，所以导致整个生产过程是间断的；
(2) 界定本文研究的范畴
在本次研究中选择多品种混合装配线：在一条装配线上同时生产两种或者两种以上产品零件，强制节拍的装配线在生产线装配过程中，要求一定要严格按照预设的生产节拍对产品进行加工和装配，即在固定节拍的情况下来拆分或者合并工位以达到生产线趋向平衡。
（3）列出某车间的生产工艺流程，画出工艺之间的优先顺序
（4）列出生产线平衡的约束条件，建立数学模型，利用matlab软件求解模型
每道工序有且只有一个工作任务，所有工序都在工位中进行，每个工位的总作业时间不能超过生产线的生产节拍，满足先后工作顺序关系，建立相应的数学模型，采用matlab软件求解模型。
2.2研究目标
本文旨在研究一条装配线上同时生产或装配两种或者两种以上产品零件。强制节拍的装配线在生产装配过程中，在按照预设生产节拍对产品进行加工和装配。即在节拍固定的情况下，来拆分或者合并工位以达到生产线趋向平衡，以达到优化生产线的目的。
2.3拟采用的技术方案及措施
| （1）在研究混流汽车生产线的过程中分析影响因素并考虑约束条件； （2）建立在节拍固定的情况下，最小化工位数以提高生产效率，提高生产线平衡的数学模型； | |
| （3）分析比较出几种智能算法的特点并采取一种相对较为适合的算法； （4）通过matlab软件求解，运算得出最优解； （5）数值分析，通过具体的数值带入，验证结论的合理性； （6）对结论的总结。 | |
3. 研究计划与安排
| 周次 | 目标任务 |
| 1-3 | 毕业设计（论文）选题； |
| 4-5 | 查阅文献资料，完成开题报告； |
| 6 | 外文文献翻译； |
| 7 | 确定自己所要研究的平衡问题的类型并建立模型 |
| 8 | 研究各种智能算法的优缺点并进行对比 |
| 9-11 | 学习matlab软件，研究典型案例 |
| 12-13 | 对自己的模型进行编程 |
| 14 | 完成论文初稿 |
| 15 | 对论文进行检查修改 |
| 16 | 答辩 |
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 李险峰. 基于改进遗传算法的汽车装配生产线平衡问题研究[d]. 北京科技大学, 2017.
[2] 杨卓. 基于蚁群算法的混合装配序列规划和装配线平衡方法研究[d]. 电子科技大学, 2014.
[3] 刘芹. 基于智能优化算法的汽车发动机混流装配线排序问题研究[d]. 燕山大学, 2014.
