摘要：汽车制造涉及冲压、焊接、涂装、总装等四个主要工序，而总装车间是规模最大、人员最多的生产车间，急需用数学模型来辅助降低成本、提高效率。“总装”是一种将所有内部和外部的装饰部件装配到车身上的过程，它一般是在一条生产线上进行的，生产线上的每一个站位都要对一种固定的材料进行装配。为了避免因停工而导致产量下降，必须在工位上进行补料，这种补料工作叫做运输，通常是用拖车来做。
关键词：汽车装配车间；流水线；物料配送
1汽车装配车间装配工作介绍
1.1装配工艺流程
在轿车生产中，为确保轿车的正常运行，提高轿车的效率，使轿车的生产得到最大程度的实现。在整车总成中，主要使用的是模块化和智能化的机械作业流程，其中主要有车体ABS线，内饰线，底盘总线，调试线等几条工序。主要负责整车的装配，包括车身框架，门总成，轮胎，座椅等。在车辆装配中，要实施模块化的装配工作，主要是将车辆的每一个零件
都进行批量装配，再将这些零件准确地安装到主线的工作区域内，这样就能高效地完成整体车身的装配和装配。
1.2工艺规划
按照生产工艺对车辆生产能力的规范要求，车辆装配作业要力求精细，将装配数值控制在100-120之间，并且在受限的场地上布置大量的装配区域。因此，必须对相关的机械运输装置进行科学、合理的选择。同时，在作业时，应充分考虑到装备作业的安全性、智能性、节能、环保等方面的要求，并进一步提升车辆的机械生产能力及柔性制造的需求。
1.3工艺规划参数
装配过程的设计是作为产品资料和生产指导的工作准则。其中，产品信息主要是指整车制造过程中的技术需求，主要是指整车的动力传动系统的细节，各类车身零部件的列表，以及车身的系统设备等。在进行汽车装配系统的设计时，还必须对车间内的设备面积、实际生产能力以及车型等进行详细的描述，其中包括车身的长、广度、高等，为进行工厂的生产和装配工作提供了重要的数据支撑。
1.4工艺设计参数和工位间距
生产节拍主要是指在装配过程中，不断地进行着装配作业。两个相邻车辆之间的平均离线时间必须充分符合车辆制造的效能要求。在确定输送装置时，其运行速度是一个重要的依据。决定汽车制造进程速度的最重要的因素是：装置的工作效率（一般维持在85%到95%之间），技师在汽车制造进程中的工作时长，和在工作时长之内的工作时长。
站点间的间距一般由车辆型号的最长长度设定。所选用的机械化输出设备，其传送速率与装配时间有直接的联系。以车身最大长度为4500mm为例子，站点之间的距离必须以5500mm为最小值。按照实际的安装空间来划分，在机械化运输的过程中，可以将运输分为悬挂运输和地面运输。在某些通用轿车制造工艺中，根据其悬挂方式及材料运输方式，将其划分为普通悬挂输送机、电动电动输送机、摩擦累积输送机等。在汽车总成的生产车间中，应用了地面机械材料运输技术，其中有滑车运输机，自动引导运输机，板式链运输机，链条运输机。本文对这两种传输技术进行了较为详尽的分析与探讨，并着重阐述了其在整车装配工艺中的具体运用，以及在车辆制造工艺中所形成的内部构造与性能特点。
2汽车装配车间流水线物料问题配送策略
2.1转运车辆分组
因为流水线区内可用的挂车是有限制的，所以在流水线内的货运调度之前，必须先将挂车进行分类，以防止挂车路径上可能发生的异常复杂和麻烦的情况。
2.1.1广度优先搜索分配方案
广度优先法是一种常用的图检索算法，它用一种客观性的方式来检索图中的每一条线，然后求出每条线所需要经过的线的最少个数。这是一种盲目性搜索方法，旨在对图中的全部结点进行系统性地展开和检测，从而获得结论。换言之，就是不去想可能出现的结果，而是把整个地图都翻个遍，直至发现结果。
在区I和区II中，两个站间的间距沿水平方向是20米，而两站间的间距沿竖直方向是10米；在Ⅲ区中，两个站点的横向间距为20米，纵向间距为20米。因此，可以把它看成是一个长方形的区域，然后再根据它的横、纵两个方向上的移动步数来确定它的移动距离。
2.1.2结果分析和检验
结果表明，两种方法的计算结果仅在I-7与II-6之间有一定的差别，说明了模型的合理性与计算结果的准确性。在实践中，我们发现，产生这种差别的原因在于：路径规划不同，路径2没有考虑车辆在闭环路径上的最佳路径，只考虑车辆在路径规划上的最小化，从而导致了路径规划上的偏差。最后就是BFS给出的分配方案。
2.2物料调配方案规划
MaroDorigo是一种仿生蚁搜索策略，具有很好的全局最优性，适用于sink的最优搜索。而该课题中的常规蚁算法仍然受到时间窗口与路径的约束，为此，我们将引入时间窗口时序约束与宽度优先的搜寻算法，来判定蚁算法的路径联通与否，以防止因为连通问题而导致路径不能运行，路径偏差而产生的路径误差而产生的路径误差，从而产生路径误差而产生的路径误差。
蚁搜索算法是根据蚁在自然界中寻食物的行为而提出的。在觅食的时候，它们会向周围的环境中散发出一种信息素，这些信息素能够帮助它们判断出从巢穴到食物的路径。在一定的时间范围内，蚁的活动范围越小，进入的蚁数量越多，信息素浓度也就越高，蚁体会选择信息素浓度高的路线，也就是最短的路线。其实质是：（1）在蚁算法中，引
入较高的信息素浓度，使蚁的被选择概率更大。(2)在这条路线上，当被修改的路线较短时，这条路线上的信息素生长较快；(3)在蚁算法中，蚁个体间用信息素进行通信，这是一种合作的机理。
2.2.1计算方法的设计和计算机实现
将本题的要求和蚁算法结合起来，将48个站位，24个仓储点作为约束条件，根据问题一中所划分的承包区进行计算。
郑州电动汽车2.2.2方案测试结果
按照上面所述的方法和约束条件，得出设计计划。拖车1在72s完成站点I-19的配送后，未能在79s前顺利达到I-1位置，造成I-1站点缺乏原材料，停线2s。经分析认为，这是因为将该模式中的窗口宽度变得很小所致。
结论
本项目拟在运输受限且存储地点固定的生产线上，提出一类问题，并以此为基础，对各生产
线上的运输容量进行合理配置，以提高优先运输容量的利用率。在此基础上，利用多模式优化、动态规划等方法，设计最小存储节点；利用蚁算法，设计最小存储节点；利用软时间惩罚成本，设计有针对性的最小存储节点；增加路径信息素的实时更新，降低可能出现的停运风险。仿真实验结果表明，本文提出的算法能够很好地求解流水调度问题。
参考文献：
[1]刘奎武,李兵.组合药装盒多向输送生产线的设计与研究[J].机电工程技术,2018,47(12):37-39.
[2]杨钰琳.H汽车公司总装混流装配线平衡问题研究[D].厦门:厦门大学,2017.
[3]任含,邓军勇.图数据压缩格式对广度优先搜索算法影响的特性化分析[J].郑州大学学报(理学版),2021,53(2):26-33.
[4]高建利,侯为萍,刘玉倩.基于广度优先搜索的晶粒扫描方法[J].电子工业专用设备,2014,43(10):41-44.
[5]高珂婷.基于PlantSimulation的混合流水线车间调度仿真[J].软件导刊,2021,20(03):115-118.
[6]刘畅.数字化车间分段小组立流水线均衡生产研究[D].大连理工大学,2018.
[7]吴征,张耀庭,项薇.制笔企业车间物料规划管理改善研究[J].机械制造,2017,55(12):21-24.
发布评论