ｌ 汽 车生产 工序重组 的数学建模
１ ． １ 汽 车 焊装 生产 线 布局及 工位 主要 工作步 骤简 介
汽车焊装生产线主要工作一般是汽车的前后门组装 ， 纵梁焊接， 翼子板预装 、 组装 、 调整等。其流水线布 局一般 为顺 序扩 张式 生产 ， 流水线 虚拟 图如 图 １ 所示。
Ｎ１ Ｎ２ Ｎ３ … … Ｎｉ
图 １ 汽车生产 线布 局
以上 是焊装 生产 线 的布局 ， 每个 工序 是 由不 同 的工 位来 组 成 ， 每 个 工 位 的 工人 完 成 工 作需 要 不 同 的步
骤， 完 成工 作所需 的 时间也 不相 同 。 １ ． ２ 汽车焊装生产线的数学模型构建
重组 ， 意 味着 出车数量 的改变 。出车数量用 函数来表示 ， 本文所求的即是 函数的最大值 ：
Ｍ ａ ｘ ｆ （ ｘ ） （ ， ）∈ Ａ
ｆ ｇ （ ） Ｏ １
Ｓ Ｉ ・ ＝ ｛ ， 、 ｎ ｝ ｉ ＝ １ ， ２ ， ３ ． ． …． ； ＝ 十 １ ， 十 ２ …． ．
李
（ 西南交通大学
摘
华 ，王淑营
６ １ ０ ０ ３ １ ）
ａ ．机械工程学院 ； ｂ ．信息科学 与技术学 院的布置特点 ， 以及 工人加 工时间的安排 ， 建立汽车加 工的数 学模型 ， 重组加工 工位 。
在以 Ｅ Ｍ — Ｐ Ｉ ａ ｎ ｔ 为平 台的基础上 ， 采用 离 散 事件控制的仿 真方法 ， 对汽车车 身组装ｈ－ Ｙ － 进行仿真 ， 分析ｈ ￣ ＿ ｒ － 过 程的瓶
Ｏ 引 言
中小型汽车焊装企业一般是指年产量在 ６万到 ７ 万辆之间， 日均生产量在 ２ ０ ０ 辆左右 的企业 。目前 中 小型汽车焊装公司一般存在着生产布局 比较混乱 ， 工位工序 的时间安排不合理等各个方 面的问题。汽车生
产 车 间普遍采 取流 水线 工作 方式 ， 单 个 工位进 行 了细化 分工 ， 这 样 可 以增强 工 人 的熟 练 程度 ， 提 高 单个 工 位
的工作效率。但对整个生产线而言 ， 所有工位的工作时间在现实上不可能完全同步 ， 这样就造成了负荷高的 工位工作时间过长 ， 负荷低的工位待工时间过短 ， 导致整个生产线 的工作 效率不均衡 ， 企业的生产率低下。 目前 ， 国 内外 汽车公 司逐 步应 用仿 真软件 对企 业 的生产 线进行 建模仿 真 ， 用 以解决存 在 的各 种 问题 ，其 中应 用 最广 的是 以色列 Ｔ ｅ ｃ ｎ ｏ ｍ ａ ｉ ｘ公 司生产 的 Ｅ Ｍ —Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ 软件 ， 它所 建 立 的仿 真模 型 ， 能 够 从 企 业本 身 出发 ， 建 立生产线工位 ， 并利用其强大的功能模块解决现实中的问题。例如， 科学规划企业的生产布局 ， 建立运转 良 好 的物流系统模型。这样能够解决企业存在的一些问题 ， 例如原材料的进出和利用 ， 但并没有考虑到重组工 序工作时间解决方法。文中着重介绍工序时间的重组对降低企业生产成本的重要作用。
ｎ
行解 的分量 表示 目 标 函数。Ａ＝Ｈ ［ （ ｉ ， Ｃ ｍ ｉ ） ， （ ｍ 【 …Ｃ ｍ ） ］ Ｒ 表示定义域 ， ｇ （ ） 表示不等式约束 ， ｆ
．
（ ） 表 示 等式 约束 。
１ ． ３ 焊 装 生产线 的 工位 描述 及工 位 的重组
第 ６期
李华 ， 等： 基于 Ｅ Ｍ— Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ 的 中小型汽车焊装生产线仿真模拟研究
其中Ｙ ＝（ （ ， ｔ ） ， （ ， ｔ ） … … ． ． （ ， ｔ ） ） 表示 一个 可行 解 ， ‘ ∈［ （ ： ｎ ￡ ｍ ｌ ｉ ） ， （ ｍａ ｘ ， ） ］ 示一 个 可
设工位个数 由一组 向量来表示 ＝（ １ ， ２ ， ３ … … ． ， ｎ＋１ ） ， 工序个数 由一组 向量表示为 Ｊ＝（ １ ， ２ ， ３ … … ． ～， Ⅳ
十 １ ） ， 单个工序由不同的工位组合而成， 所 以工位的个数大于等于工序个数 ， 即 ≥ ｔ 为每个工位的总的工作时 间， ｔ 用一组向量表示为 ｔ ＝（ ｔ ， ｔ ， ｔ ， … … ｔ ） ， 在焊装生产线 中 ， 的最大值不超 过 ８ １ 秒， 故０ －ｔ ＜ ８ １ （ Ｉ ｌ ｌ ｓ ） ， 工位 的
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ０ ６
基金项 目： 国家科技 支撑计划项 目（ ２ ０ １ ２ Ｂ Ａ Ｆ １ ０ Ｂ ０ ８ ） 作者简介 ： 李华 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ， 男， 河南商 丘人 ， 硕士研究生 ， 主要从事仿真技术与机械设计方面研究 ； 王淑营（ １ ９ ７ ４ 一 ） ， 女， 天津人 ， 教授 博士 ， 主要从 事网络化 制造公共 服务平 台相关技术研究 和系统开发。
颈 问题 ， 找 出提 高汽车焊装生产线生产率 的方法。
关键词 ： Ｅ Ｍ— Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ； 工位重组 ； 仿 真模 拟 ； 汽 车 流 水 线
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９
文献标志码 ： Ａ
文章 编号 ： １ ０ ０ ９— ３ ９ ０ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６— ０ ６ ８ ０— ０ ５
一
般 中小 型 汽车 焊装 生产 线 的工 位如 下表 ， 每个 工 位都需 要一 定数 量 的工人 进行 汽车 的安装 和 调整 ， 不
筇２ ３卷
第 ６期
长
春
大
学
学
报
Ｖｏ １ ． ２３ Ｎｏ ． ６
２ ０ １ ３年 ６月
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ Ｃ ＨＡＮＧＣ ＨＵＮ ＵＮＩ Ｖ ＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０１ ３
基于 Ｅ Ｍ． Ｐ ｌ ａ ｎ ｔ 的中小型汽车焊装生产线仿真模拟研究