JIT生产方式混流生产线投产排序研究

发布时间：2017-04-15 15:05

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【摘要】：处于持续竞争压力下的汽车制造企业为了增加销售量，获得更大收益，在基本车型生产的基础上增加了车型的种类和配置。为此，源于日本丰田汽车公司的JIT生产方式近来被应用到我国的大型汽车制造企业中。 JIT生产方式运用混流生产线进行生产，将市场需求与生产过程结合起来，提高了产品的竞争力。因此，通过对混流生产线的研究可以更好地发挥JIT生产方式的优势。由于混流生产线上不同产品所需的加工工序和作业时间存在差异，为了保证混流生产线的正常运转，混流生产线必须考虑投产排序问题。 投产排序问题在国外是研究的热点。在国内，由于汽车制造企业采用JIT生产方式的时间较晚，且只有大型汽车制造企业采用此种方式，从而，混流生产线的投产排序研究才刚刚起步。 按照日本丰田公司的分类方法，混流生产线投产排序主要有三个目标：目标1是均衡混流生产线上每个工位的装配时间；目标2是使混流生产线上每个零件的使用率保持不变；目标3是使传送带的停止时间最小化。由于目标2在汽车制造企业中具有更为广泛的研究意义，结合我国汽车制造企业所采用的生产方式，本文针对第二个目标建立投产排序数学模型。 混流生产线的投产排序问题已被证明是组合优化问题中NP难题，从而对于大比例问题将难于计算。NP类问题(Nondeterministic Polynomial problem)是指当问题规模增大时，其求解时间以指数形式增长，从而无法得到最优解。为解决NP-hard问题，人们提出了许多近似算法。但这些算法或因过于注意个别问题的特征而缺乏通用性，或因所得解强烈地依赖初始解的选取而缺乏实用性。本文应用一种解大规模组合优化问题，特别是NP完全组合优化问题的有效近似算法——模拟退火算法，来求解混流生产线的投产排序问题，克服了上述缺点。模拟退火算法源于对热力学固体退火过程的模拟，退火过程是：首先将固体加热到一定温度，在此温度时，固体中的分子彼此可自由运动。然后，将固体缓慢冷却，直到固体凝结为晶体，此时系统处于最低的能量状态。在组合优化问题中，模拟退火技术使用一个类似的冷却操作，将一个坏的，无序的 WP=77 结果转变为一个理想的，有序的结果。从而达到优化目标函数的目的。模拟退火算法从一个初始的可行解开始搜索，，每个解对应一个具体的函数值，通过变换产生新解，这个新解对应着一个不同的函数值。在模拟退火算法中，此新解是随机产生的。如果新解的函数值小于当前解的函数值，则新解替代当前解。如果新解的函数值不大于当前解的函数值，转移的可能性按照下面列出的概率函数计算： 这里， 是新解和当前解在循环 时的函数差， 是控制参数——温度。在每一个循环，上面给出的转移概率与一个随机数相比较，如果概率的值大于或等于随机数，则接受此恶化解；反之，则拒绝。此接受新解的准则，称为Metropolis准则。如果拒绝从当前解到新解的转移，在此邻域内将产生另一个新解，并重复上述过程。在搜索过程中，温度的降低是按照冷却进度表进行的。通过上述可知，在搜索最优解的过程中，模拟退火算法除了可以接受优化解外，还依据Metropolis准则有限度地接受恶化解，并且接受恶化解的概率，随温度的降低慢慢趋向于0，这使得算法能够从局部最优解中跳出，尽可能找到全局最优解，并保证了算法的收敛。 丰田汽车制造公司是第一个研究混流生产线投产排序问题的企业。用“目标追迹算法”解决混流生产线上零部件使用速率均衡化的问题，并获得了一个“满意”的结果。因此，“目标追迹算法”已经成为所有研究混流生产线投产排序问题的一个基准。 基于上述原因，将模拟退火算法得到的结果与丰田汽车公司的 “目标追迹算法”得到的结果相比较，用以验证模拟退火算法的可行性。由本文第四章给出的试验结果可以看出，模拟退火算法在最终解的质量优于“目标追迹算法”。从而，在总体上，模拟退火算法的执行情况是理想的。 在本文的最后，给出了一个研究实例——某汽车制造有限公司总装车间混流生产线的投产排序。
【关键词】：JIT 混流生产线 模拟退火算法 投产排序
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：F407.471
【目录】：

• 第一章 绪论6-18
• 1.1 引言6
• 1.2 生产模式概述6-14
• 1.2.1 传统刚性生产模式6-7
• 1.2.2 现代柔性生产模式7
• 1.2.3 两种生产模式的比较7-8
• 1.2.4 两种生产模式的典型代表8-14
• 1.2.4.1 美国福特制生产方式8-11
• 1.2.4.2 日本丰田JIT生产方式11-14
• 1.3 我国汽车制造企业采用JIT生产方式的原因14-16
• 1.4 JIT生产方式的核心问题--投产排序16-17
• 1.5 本论文主要工作及论文内容安排17-18
• 第二章 JIT生产方式混流生产线投产排序问题描述18-28
• 2.1 混流生产线18-21
• 2.1.1 多品种混流生产的定义18
• 2.1.2 混流生产线的运作方式18-21
• 2.2 混流生产线投产排序的目标21-23
• 2.3 平准化排序的必要性23-27
• 2.4 小结27-28
• 第三章 混流生产线投产排序数学建模28-35
• 3.1 建模思想28
• 3.2 数学模型28-34
• 3.3 小结34-35
• 第四章 混流生产线投产排序的模拟退火算法及其验证35-56
• 4.1 求解混合车型装配线投入顺序的主要算法及其浅析35-37
• 4.1.1 求解混合车型装配线投入顺序的主要算法35-37
• 4.1.2 主要算法浅析37
• 4.2 模拟退火算法37-45
• 4.2.1 问题的由来37-39
• 4.2.2 固体退火过程的物理图像39-40
• 4.2.3 Metropolis准则40-41
• 4.2.4 模拟退火算法的核心41-42
• 4.2.5 模拟退火算法的实现形式42
• 4.2.6 模拟退火算法的特点42-43
• 4.2.7 渐进收敛性43
• 4.2.8 算法框图43-45
• 4.3 求解过程45-46
• 4.4 混流生产线投产排序算例验证46-54
• 4.4.1 算例1及其结果验证47-52
• 4.4.2 算例2及其结果验证52-54
• 4.5 小结54-56
• 第五章 实例研究--某汽车制造有限公司总装配线投产排序56-67
• 5.1 某汽车制造有限公司总装配线介绍56-59
• 5.2 总装配线调研数据清单59-64
• 5.3 混流生产线排序实例分析64-66
• 5.4 小结66-67
• 第六章 全文总结67-69
• 6.1 本文研究工作的总结67-68
• 6.2 论文中存在的问题及今后的研究建议68-69
• 参考文献69-75
• 致 谢75-76
• 摘 要76-78
• ABSTRACT78-81

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘志文;面向中小型药品制剂生产企业的生产计划与控制方法研究[D];广东工业大学;2006年

2 王文辉;装饰布企业车间生产调度若干技术研究[D];武汉理工大学;2006年

3 郭劲添;汽车混流装配线的排产优化与仿真[D];武汉理工大学;2008年

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本文编号：308639