[发明专利]一种传统流水线装配向单元式装配方式转换的重构方法

说明书

本发明公开了一种传统流水线装配向单元式装配方式转换的重构方法，属于复杂生产、信息技术及先进制作领域，该方法包括如下步骤：采集并读取生产调度相关信息，其中生产调度相关信息至少包括工人信息及产品信息；建立关于批量分割和单元重构的总工时和总生产周期的多目标转化模型，在单元重构与批量分割的过程中，采用改进了非支配选择遗传算法求解多目标转化模型得到流水线装配向单元重构式装配转换的方案，该方法在单元装配系统构建过程中，采取批量分割策略，在单元构建的同时将批次安排在合适的单元，实现负荷平衡，同时缩短了产品的总流通时间。

技术领域

本发明属于复杂生产、信息技术及先进制作领域尤其涉及一种传统流水线装配向单元式装配方式转换的重构方法。

背景技术

Seru生产方式产生于20世纪90年代，当时由于日本电子产业产品呈现出多品种、小批量的特征，传统的流水线方式难以满足生产需求，以佳能、索尼为代表的企业尝试对流水线进行单元化改造，Seru生产方式应运而生，因此Seru生产方式又称单元装配生产(Seru是日语中单元的发音)方式。单元装配主要应用于电子行业生产过程中后期的组装阶段，较西方传统的单元制造而言，单元装配强调以人为核心，依托由一个或多个员工以及简单、低成本的设备组成的装配单元，以装配单元取代原有的传送带，其具备了流水线生产方式的高效性，同时融合了西方单元制造以及丰田精益生产的特点，以较高的灵活性和低成本来应对多品种、小批量的市场需求。

目前，单元装配在劳动力成本占比较高行业，如电子、汽车部件、通讯设备等行业，逐渐成为主流生产方式，相关研究不断深入。研究主要从内部配置的合理性，如工人的合理安排，以及外部配置，如合理的单元调度进行研究，以平衡单元内部与外部的负荷，达到缩短提前期和提高生产效率的目的。在实际企业生产过程中，合理的产品批量是实现负荷平衡的主要方法，但现有日本式单元生产未考虑批量下单元装配系统的构建问题。因此，在单元装配系统构建过程中，采取批量分割策略，在单元构建的同时将批次安排在合适的单元，实现负荷平衡，同时缩短了产品的总流通时间。

发明内容

根据现有日本式单元生产过程中未考虑批量下单元装配系统的构建问题，本发明公开了一种传统流水线装配向单元式装配方式转换的重构方法，该方法包括以下步骤：

S1：采集并读取生产调度相关信息；其中生产调度相关信息至少包括工人信息及产品信息；

S2：建立关于批量分割和单元重构的总工时和总生产周期的多目标转化模型；

S3：在单元重构与批量分割的调度过程中，采用改进了非支配选择遗传算法求解多目标转化模型得到流水线装配向单元重构式装配转换的方案。

进一步地：步骤S1中工人信息及产品信息包括：原流水线上产品的工序的数量为L(L为正整数)，工序索引为1(l＝1，2……，L)，工人数量为W(其中W＝L)，工人索引为i(i＝1，2……，W)，产品种类数为N(N为正整数)，n为产品种类索引(n＝1，2……，N)，T_n为n类产品在流水线上的节拍时间，T_nl为单元中第n类产品的第1工序的标准加工时间，r_il为工人i对第l工序的熟练度，SCt_n为单元中n类产品的生产准备时间，SLt_n为流水线中n类产品的生产准备时间，PB_n为n类产品的数量，j为单元索引。

进一步地，步骤S2包括如下步骤：

S2-1：定义总工时和总生产周期的多目标转化模型的参数；

S2-2：制定了总工时和总生产周期的多目标转化模型求解策略；

S2-3：定义总工时和总生产周期的多目标转化模型约束条件及相关特征。

进一步地，定义总工时和总生产周期的多目标转化模型建立包括如下步骤：