混流装配线作为一种高效率、柔性化的生产方式,在离散制造企业中得到了广泛的应用。然而,混流装配线投入运营一段时间以后,由于产品需求比例的变化、新产品的投入和各作业装配时间的变化,普遍存在着各工位忙闲不均、堵塞和等待频发的问题,生产线效率明显降低。要想使混流装配线高效率、高柔性和高可靠性的生产,就必须不断提高混流装配线对市场的适应性,对运营阶段的混流装配线及时给出新的平衡方案。通过文献研究可以发现,对于混流装配线平衡问题的研究主要有第I类和第II类平衡问题。混流装配线第I类平衡问题(简称MMALBP-I)是指已知生产节拍,最小化工作站数,通常在装配线的设计和安装阶段进行。第II类混流装配线平衡问题(简称MMALBP-II)是指已知装配线的工作站数,最小化生产节拍,通常在装配线的运营阶段进行。目前,大量的研究都集中在MMALBP-I上,在为数不多的对于MMALBP-II研究中,节拍优化过程比较繁琐、优化目标比较单一,在求解方法上,多采用遗传算法(GA)进行求解,存在着搜索空间有限,容易陷入局部最优的缺点,因此,有必要进一步探索求解MMALBP-II的方法,以得到更好的平衡效果。首先,针对多品种小批量离散制造企业混流装配线的平衡现状、存在问题以及实际平衡需要,系统地分析了混流装配线平衡问题。其次,结合多品种离散制造企业的混流装配线特点,抽象出MMALBP-II的数学模型,该模型以最小化生产节拍、平衡各工位的负荷为优化目标。在平衡问题的求解上,采用了改进的遗传算法,该算法最大的特点是双种群遗传策略,两个种群分别采用不同的交叉和变异方式,每进化一代交换两个种群中的最优个体和随机个体,以打破种群内的平衡态达到更高的平衡态,跳出局部最优。针对MMALBP-II的特点,设计了适用的编码和解码方式,对适应度函数进行尺度变换,并用MATLAB软件编写了算法的程序,通过算例的对比分析,以及S公司标准齿轮减速机总装的混流装配线平衡的研究实例,证明了该算法的可行性和有效性。采用本文设计的平衡方法,能够取得很好的混流装配线平衡效果,在企业外部市场环境的变化时,可以及时地调整混流装配线的作业分配方案,最大程度地响应市场的需要,由于该方法耗时少、收效大、方便快捷,推广应用的可行性大,可以为同类型的企业提供有益的借鉴。
