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汽車線束裝配線平衡問題優化與仿真

發布時間:2019-04-15 | 作者: 斯凱樂流水線

在汽車裝配線上,為了方便各零部件接線,以及保護絕緣層不易損壞,汽車上都將不同規格、不同工作用途的導線包扎成束,稱為電子線束,簡稱線束。汽車線束由電線、接插件和傳感器以及其他器件組成。汽車行業的線束裝配線一般由工作站、物流對象、作業元素和操作人員組成。裝配線平衡問題是指在工藝條件的約束下,將基本工作單元(作業任務)分派到各個工作站,使得每個工作站的作業時間滿足一定的節拍要求,以減少工作站的閑置時間和超載時間。根據裝配線的優化目標的不同,平衡問題分成兩類:已知生產節拍,優化最少工作站數量為第一類平衡問題(ALBP-I);已知工作站數量,優化最小生產節拍為第二類平衡問題( ALBP-I)。目前,關于裝配線平衡問題的研究主要集中在第一類平衡問題上。第二類平衡問題的實際應用研究較少。文獻[2~5]研究了第二類平衡問題,主要側重于求解算法的研究,且其建立的數學模型對裝配線裝配情況做了很大簡化。本文在考慮人工效率波動性的影響因素下建立數學模型,并運用遺傳算法求解出該模型。

汽車線束裝配流程及特點

汽車線束生產分為壓接和裝配兩大組成部分。根據機器設備的適用范圍將壓接工藝分為全自動壓接和半自動壓接。線束裝配工藝則分為預裝工藝和總裝工藝。根據線束各個模塊的功能,將線束分解成若干個小的子線束。對子線束的裝配稱為預裝,預裝工藝需要配備相應的工藝圖紙、操作臺(通常布置在總裝線周圍)。在設計預裝工藝時,需考慮零件和導線的存放、子線束在總裝線中的位置、子線束的運輸等因素。總裝工藝采用流水線作業方式。首先配備好布線圖板,圖板上安裝有很多用來固定接插件、支撐電線的模塊,其各分支的走向及布局與整車回路走向基本一致,同樣也要配備所需的物料,如包裹導線的膠帶、子線束等。根據工藝流程和作業指導書的要求,操作工人將各種規格的預裝品有序地布置到工裝圖板上,將導線插入相應的接插件中,將接插件布置在相應的工裝模塊上,然后根據線束的位置及功能要求,用膠帶將線束進行捆綁。最后將裝配好的線束進行質量檢測并包裝入箱。

汽車線束裝配線是勞動高度密集型的生產線,機械化和自動化的程度相對較低,主要靠工人手工作業完成。每個作業任務的手工作業時間會在某區間內波動。因此,當生產節拍確定后,可能會發生這種情況:在固定的生產節拍內,某些工位并沒有完成規定的裝配任務。當這種情況發生時,通常的補救辦法是停線或者在線外增加工人進行應急處理。當完工率較低時,無論采用哪種方法,所花的代價都是非常大的。這就要求在研究線束裝配線平衡問題時,需將裝配的各個工位盡可能詳細劃分,不僅考慮工位之間的銜接關系、操作位置約束等一般問題,還要考慮各個工作站的完工率,在確保生產節拍最優的情況下提高裝配線的完工率,確保產品在交貨期內交貨。

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