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汽车线束装配线平衡问题优化与仿真
添加时间:2018-8-8 16:11:29

在汽车装配线上,为了方便各零部件接线,以及保护绝缘层不易损坏,汽车上都将不同规格、不同工作用途的导线包扎成束,称为电子线束,简称线束。汽车线束由电线、接插件和传感器以及其他器件组成。汽车行业的线束装配线一般由工作站、物流对象、作业元素和操作人员组成。装配线平衡问题是指在工艺条件的约束下,将基本工作单元(作业任务)分派到各个工作站,使得每个工作站的作业时间满足一定的节拍要求,以减少工作站的闲置时间和超载时间。根据装配线的优化目标的不同,平衡问题分成两类:已知生产节拍,优化最少工作站数量为第一类平衡问题(ALBP-I);已知工作站数量,优化最小生产节拍为第二类平衡问题( ALBP-I)。目前,关于装配线平衡问题的研究主要集中在第一类平衡问题上。第二类平衡问题的实际应用研究较少。文献[2~5]研究了第二类平衡问题,主要侧重于求解算法的研究,且其建立的数学模型对装配线装配情况做了很大简化。本文在考虑人工效率波动性的影响因素下建立数学模型,并运用遗传算法求解出该模型。


线束装配线


汽车线束装配线流程及特点


汽车线束生产分为压接和装配两大组成部分。根据机器设备的适用范围将压接工艺分为全自动压接和半自动压接。线束装配工艺则分为预装工艺和总装工艺。根据线束各个模块的功能,将线束分解成若干个小的子线束。对子线束的装配称为预装,预装工艺需要配备相应的工艺图纸、操作台(通常布置在总装线周围)。在设计预装工艺时,需考虑零件和导线的存放、子线束在总装线中的位置、子线束的运输等因素。总装工艺采用流水线作业方式。首先配备好布线图板,图板上安装有很多用来固定接插件、支撑电线的模块,其各分支的走向及布局与整车回路走向基本一致,同样也要配备所需的物料,如包裹导线的胶带、子线束等。根据工艺流程和作业指导书的要求,操作工人将各种规格的预装品有序地布置到工装图板上,将导线插入相应的接插件中,将接插件布置在相应的工装模块上,然后根据线束的位置及功能要求,用胶带将线束进行捆绑。最后将装配好的线束进行质量检测并包装入箱。


汽车线束装配线是劳动高度密集型的生产线,机械化和自动化的程度相对较低,主要靠工人手工作业完成。每个作业任务的手工作业时间会在某区间内波动。因此,当生产节拍确定后,可能会发生这种情况:在固定的生产节拍内,某些工位并没有完成规定的装配任务。当这种情况发生时,通常的补救办法是停线或者在线外增加工人进行应急处理。当完工率较低时,无论采用哪种方法,所花的代价都是非常大的。这就要求在研究线束装配线平衡问题时,需将装配的各个工位尽可能详细划分,不仅考虑工位之间的衔接关系、操作位置约束等一般问题,还要考虑各个工作站的完工率,在确保生产节拍最优的情况下提高装配线的完工率,确保产品在交货期内交货。


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