[发明专利]一种串联线性缓冲区及其序列恢复方法

说明书

一种串联线性缓冲区及其序列恢复方法，属于混合型装配线生产计划与调度领域。具体包括：1、输入产品的上游序列、目标下游序列、串联线性缓冲区的参数；2、设置及初始化局部搜索算法的参数，生成初始产品排布方案和下游恢复序列；3、对当前产品排布方案进行扰动搜索；4、采用蚁群优化算法确定扰动后的产品排布方案的释放顺序，得到最优下游序列；5、确定最优恢复序列以及对应的产品排布方案；6、如满足局部搜索算法的终止条件，得到最优下游恢复序列以及对应的产品排布方案；否则转步骤3进行下一次局部搜索。本发明的优点在于能够将被打乱的上游产品序列恢复为与目标序列相比产品总位移量最小或近似最小的下游序列。

技术领域

本发明属于混合型装配线生产计划与调度领域，特别涉及一种串联线性缓冲区及其序列恢复方法。

背景技术

混合型装配线是一种低成本、高效率的柔性生产系统，能够在同一条装配线上连续混合加工不同类型的产品。混合型装配线在汽车、电子、家电、家具等行业得到了广泛应用。

以汽车主机厂为例，混合型装配线上的产品依次经过车身、涂装、总装车间，它们对于产品投产顺序具有不同的偏好和要求。由于大部分汽车装配工作是在总装车间完成的，汽车厂通常会按照总装车间的生产需求规划确定初始产品序列，并事先向供应商发布零部件需求。另一方面，在生产过程中，汽车厂往往会根据途经不同车间的生产需求主动对来自上游车间的产品序列进行适当调整，并且生产中的各种不确定性(如物料短缺或订单加急等)也会导致计划序列中产品的位置发生改变。实际上，当产品序列抵达总装车间前，大部分产品的实际位置已经发生了偏离。因此，为使装配能够按照计划进行，减少序列临时发生改变对于制造商和供应商造成的负面影响，需要在总装车间前对被打乱的序列进行调整，尽量使其恢复为计划产品序列。

混合型装配线上的序列调整(即重排序)通常需要借助于不同类型的缓冲区来实现。线性缓冲区是一种应用最为广泛的重排序设施，相对于其它重排序设施如自动存储系统(ASRS)具有成本低、占地小、重排效果好等优点。目前企业中应用的线性缓冲区都是独立的单体式结构，其重排序能力受到容量(即缓冲区内的总车位数)和配置(即构成缓冲区的车道和车位数量)参数的制约。

虽然可以通过增加缓冲区的容量来提升其重排序能力，但其所需占地面积也会随之增加。在车间面积紧张有限的条件下，仅凭扩容难以显著提高线性缓冲区的序列调整能力。序列调整能力越高，则生产系统的柔性越大。实际上，当上下游车间的生产需求差别较大时，需要缓冲区有较强的序列调整能力，而对于被打乱的初始计划序列进行恢复尤其需要更强的序列调整能力。因此，有必要对传统线性缓冲区的基本配置形式和使用设计思路进行改进，使得在无需追加较大投资和占地的前提下能够显著提升其序列调整能力。通过文献检索发现，目前的研究主要集中在解决如何有效利用传统线性缓冲区进行重排的问题，还没有关于线性缓冲区配置形式或设计方案的探讨。

发明内容

针对现有技术上的问题，本发明公开了一种串联线性缓冲区及其序列恢复方法，目的在于将被打乱的上游产品序列进行适当调整，从而获得与目标序列具有最大相似度的下游释放序列。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种串联线性缓冲区，包括串联线性缓冲区，所述串联线性缓冲区包括两个子线性缓冲区和一个中间过渡车位，每个子线性缓冲区包含的车道数L相同，每条车道包含的车位数W也相同；根据上游产品流经的先后顺序，两个子线性缓冲区分别称为上游缓冲区和下游缓冲区；中间过渡车位是上下游缓冲区之间的产品迁移通道和暂存地点。

一种串联线性缓冲区的序列恢复方法，包括步骤：

S1、获取上游序列中产品的总数T，上游产品i在下游目标序列中的位置p_i，其中，T≤2L×W，i＝1，2，...，T；