摘 要

混流装配作为当今世上绝大部分车企所采用的生产装配方式，具有独特的优势且易于推广，能快速满足市场的需求，提升企业的柔性制造能力，增强企业的竞争力。运用混流装配线进行生产和装配的企业，能够依据客户和市场的需求，适时的改变自身的生产计划，同时在生产和装配线上还可以通过调整各车型的投产数量和生产顺序，提升企业的加工效率，实现生产载荷的均衡化、物料消耗的平准化等等。

虽然混流装配线应用前景很广，但是作为一种仍处于发展中的生产装配方式，它还存在许多可以改进的方面，例如在装配作业、物流配送等等方面依然存在不足之处。这些问题和改进思路也是目前世界上对于汽车混流装配线的研究热点。本论文将总结和分析各方文献，结合W公司生产实际数据，研究和分析汽车混流装配线的几大重要问题，并简要分析对策，本文的主要研究内容如下：

（1）混流装配线装配作业问题：由于各个车型的生产工时存在差异，装配节拍不同，但是由于它们在同一条装配线上进行装配，由此就产生了工时不平衡的问题，如果该问题无法的到有效的解决，那么整个汽车生产线都会受其影响，导致冲压、焊接以及涂装工作的顺利进行。进而将会影响各条生产线的生产能力。

（2）混流装配线物料配送问题：混流装配线上进行装配的各个车型所需要的零部件型号和数量不尽相同，每天生产的各种车型的数量也不相同，在进行物料运输和摆放时不仅需要考虑物料的数量是否满足需求，还要考虑物料的放置位置是否能满足生产的节奏，这也就导致了混流装配线的物料供应系统复杂化，物料供应的错误率升高。

（3）混流装配线投产排序问题：汽车混流装配线能实现不同型号和配置的产品的共线生产，共线生产有其独特的竞争优势和高效的生产效率，但同时，如何对一条装配线上装配的不同品种的产品进行投产排序、安排生产计划是混流装配运用过程中将要面对的又一重要问题。

关键词：混流装配；均衡生产；投产排序

Abstract

As a production and assembly method adopted by most automobile enterprises in the world today, hybrid assembly has unique advantages and is easy to be promoted. It can meet the market demand, improve the flexible manufacturing capacity of enterprises and enhance the competitiveness of enterprises. Enterprises using mixed flow production lines for production and assembly can timely change their production plans according to the needs of customers and the market. At the same time in the production and assembly line can also adjust the number of models put into production and production order, optimize the enterprise's processing efficiency, and strive to achieve production load balance, material consumption leveling.

Although the mixed flow assembly line has a broad application prospect, as a production and assembly method that is still in development, it still has many aspects that can be improved, such as the shortcomings in assembly operations, logistics and so on. These problems and improvement ideas are also the hot spots in the research of mixed flow assembly line. This paper will summarize and analyze the various literature, combined with the actual production data of W company, study and analyze several important problems of the mixed flow assembly line of automobile, and briefly analyze the countermeasures. The main research contents of this paper are as follows:

(1) Mixed flow assembly line assembly problem: due to the differences between various models of production hours, assembling the beat is different, but because they are assembled on the same line, thus creates a time imbalance problem, if the problem can't to solve effectively, the whole will be affected by the auto production line, lead to stamping, welding and painting work smoothly. In turn will affect the production capacity of each production line.

(2) Mixed flow assembly line material distribution problem: mixed flow on the assembly line assembly required for various models of different type and quantity of parts, the number of the production of various models are not the same every day, in the material handling and put the amount of the need to consider not only the material meet the requirements, but also the material whether can meet the production rhythm, placed it led to a mixed flow assembly line material supply system complicated, material supply error rate to rise.

(3) Mixed flow assembly line production scheduling problems: mixed flow assembly can realize different type and configuration of the collinear production of products, collinear production has its unique competitive advantage and efficient production efficiency, but at the same time, how about the assembly of the different varieties of products on the assembly line production scheduling, arrange production plan is mixed flow assembly will face in the process of using another important problem.

Key Words: mixed flow assembly； equalization production；production sort

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.1.1 研究的背景 1

1.1.2 研究的意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 研究内容和技术方法 3

1.3.1 研究的主要内容 3

1.3.2 技术方法 3

第2章 混流装配线概述 5

2.1 汽车混流装配线简介 5

2.2 W公司汽车混流装配线现状 6

2.3 混流装配线问题阐述 7

2.4 本章小结 7

第3章 装配作业问题研究 8

3.1装配作业现状 8

3.1.1 装配作业 8

3.1.2 W公司装配作业问题 8

3.2 装配作业问题的影响 11

3.2.1 对企业生产的影响 11

3.2.2 对企业收支的影响 12

3.2.3 其他影响 13

3.3 对策研究 13

3.3.1 工业工程方法改善 13

3.3.2 模块化设计策略分析 14

3.4 本章小结 15

第4章 物流配送问题研究 16

4.1 物流配送现状 16

4.1.1 物流配送 16

4.1.2 W公司物流配送问题 16

4.2 成因和影响分析 19

4.2.1 成因分析 19

4.2.2影响分析 19

4.3 SPS物料供应模式 19

4.3.1 SPS的概念 19

4.3.2 实施SPS 20

4.4 本章小结 22

第5章 投产排序问题研究 23

5.1投产排序现状 23

5.1.1 投产排序 23

5.1.2 W公司投产排序问题 23

5.2影响分析 24

5.3智能投产排序模型 25

5.4 本章小结 26

第6章 总结与展望 27

6.1 全文总结 27

6.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 29

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究的背景

经济的快速发展和人们生活水平的提高，使得公众对汽车产品的心理期望和品质要求不断提升，加之汽车品牌的增加和各个厂商技术水平的平均化，现今的车企都面临着越来越大的竞争压力。要想在激烈的市场竞争中保持自身的优势甚至扩大市场，不仅需要厂商能提供不同水平的产品和服务，还要补充扩大产品线并设法降低成本，满足市场的期望^[1]。在这样的背景下，汽车混流生产和装配模式开始在汽车生产中占据重要位置。

汽车混流装配线的广泛运用提升了整个汽车行业的生产能力和产品质量，提升了生产效率，降低了企业的库存，改善了企业的物流，降低了企业的成本。通过将混流装配线和其他先进的制造方式和管理机制，例如JIT（准时生产制）、丰田生产模式、看板机制等等，提升企业的柔性生产能力，将传统的流水线生产方式向多品种小批量的生产方式转变。

尽管混流装配线现在已经有了广泛的运用，但是对于想要在激烈的市场竞争中生存和扩大自身竞争力的汽车制造企业来说，目前的制造装配线仍然存在很大的改进空间，改善部门和改善工程师必须在原有的企业生产和装配制造系统的基础上，对系统的布局、物流、人员、机器等等进行合理的调整优化，力求降低制造成本和产能浪费，不断提升生产效率和产品品质^[2]。本文将以汽车混流装配线为研究对象，对其进行深入的研究和分析，将目前混流装配线的共性问题进行阐述，探求解决方向及方案。

1.1.2 研究的意义

本论文将会针对国内某汽车混流装配线现状，分析其突出的问题，研究其已经造成的和潜在的影响，研究和探讨解决问题的研究方向以及行之有效的解决方案，期望能在提升生产柔性和产品竞争力的同时，保持企业的低成本和高效生产。平衡企业生产中的生产负荷，提升物料运输系统的稳定性和效率，最终提升企业的整体生产能力和产品质量，巩固和提升企业的市场竞争力。

本论文的研究内容将有助于汽车混流装配线的优化和推广，提高汽车生产能力和汽车产品的适应性，减少资源浪费，优化现在的汽车生产装配线。

1.2 国内外研究现状

目前国内外在研究如何提高混流生产线和装配线的效率方面都投入了较大的资源。通过查询论文、文献以及其他汽车混流装配线的相关资料我了解到，目前以丰田生产方式(TPS)的理论应用相对较为成功，丰田生产方式(TPS)的理论框架包含一个中心、两个支撑、一大原则^[3]。一个中心是指在能最大限度的满足客户的同时，降低成本、提高效率和质量。两个支撑是指及时性与快速反应，一大原则是指要永不停止的进行改进和改善。

湖北工业大学的程航和周兵对汽车混流装配线上存在的物流输送问题进行了系统深入的研究，并且针对汽车混流生产线总装物料输送提供理论性的、建设性的解决方案，完善物料输送体系，降低物料输送成本，提高物流效率，保障混流生产线的高效地、顺利地运行^[4]。

Hui Sun, Shujin Fan^[5]和Yin-Yann Chen^[6]对现在的汽车混流装配线都进行了深入的研究，并且运用了两种不同的优化算法对混流装配线进行优化，主要是MOACO算法和ALBP等等，推动了汽车混流装配线的信息化研究。

华中科技大学的杨朝阳等^[7]针对汽车混流装配线的平衡问题，研究工程应用的实际环境和混流生产中的多种条件约束和多种目标的优化需求，对装配线进行整体优化和改造，使整车总装车间快速适应新品种汽车的投产，有效提高混流生产的生产效率，减少制造成本和物流成本，缩短订单完成周期，提升企业的市场竞争力。

曹振兴等^[8]基于混合遗传算法的汽车混流装配线平衡将多种算法用于装配线的优化和排序，通过与一般的基于启发式算法和简单依赖某种遗传算法进行优化的结果进行比较，来验证此种方案的优越性。王旭等^[9]通过基于RFID技术的汽车混流装配的零部件动态配送方法，并且结合算例提出了可行的具体方案，拓宽了混流装配线的改善思路。

P. Vinitsorn 和S. Prombanpong^[10] 研究了汽车混流装配线在装配车间内装配以及检验工序之间由于不同车型的加工时间存在差异而导致的工厂内部生产混乱以及其存在的影响，并运用固定速率启发式算法对该问题进行了解决和优化。

Ibrahim Kucukkoc 和 David Z. Zhang^[11] 针对目前广泛采用的汽车混流装配线存在的问题，提出了一种用于优化解决问题的新方案，即是一种基于蚁群算法的混合模型平行双面装配线系统，双面装配线用于组装大尺寸产品（例如，汽车，公共汽车，卡车）。并行定位两条线有助于提高线路工作人员之间的协作，从而提高生产线效率。

此外，AGV（自动带货行走的小车）的应用是新的发展趋势，它的原理是在线边设计好一条循环线，起点和终点都是配送点，形成一个循环，中间的装配环节的物流车通过 AGV 送达，AGV 送一个小车到线边，它利用该车零件被装配的时间将前面已被空出的小车带回，根据路线、生产节拍计算 AGV 需求数量。

目前国内外对汽车混流装配线的研究和探索主要集中在研究混流装配线的物料输送系统、生产线平衡生产以及汽车公司的生产计划安排，这三个问题也是本文将研究的几个关键方面。

1.3 研究内容和技术方法

1.3.1 研究的主要内容

（1）混流装配线装配作业问题

各个车型的生产工时存在差异，装配节拍不同，但是由于它们在同一条装配线上进行装配，由此就产生了工时不平衡的问题，影响整个装配作业。如果该问题无法的到有效的解决，那么整个汽车生产线都会受其影响，导致冲压、焊接以及涂装工作的顺利进行。进而将会影响各条生产线的生产能力。

（2）混流装配线物流配送问题

混流装配线上进行装配的各个车型所需要的零部件型号和数量不尽相同，每天生产的各种车型的数量也不相同，在进行物料运输和摆放时不仅需要考虑物料的数量是否满足需求，还要考虑物料的放置位置是否能满足生产的节奏，这也就导致了混流装配线的物料供应系统复杂化，物料供应的错误率升高。运用何种物流配送方式以及如何应对在实际生产中的问题将会对企业的物流系统产生决定性的影响。

（3）混流装配线投产排序问题

随着客户个性化需求的增加，汽车生产逐渐向多品种小批量的方向发展，汽车混流装配线能实现不同品种和规格的汽车的共线生产。混流生产有其独特的竞争优势和高效的生产效率，但同时，如何对一条装配线上装配的不同品种的产品进行投产排序、安排生产计划是混流装配运用过程中将要面对的又一重要问题。

1.3.2 技术方法

本文首先会逐步分析混流装配线的几个主要问题， 对混流装配线的装配作业、物流运输和投产排序问题进行单独的深入分析，找出导致问题发生的原因，分析该问题造成的影响，然后提出解决该问题的方案。技术路线如图1.1所示。

本文将会主要利用工业工程、物流工程以及运筹学等的基本思想和方法，通过查询相关文献和资料，在结合W公司的实际现状，从理论到实际，对汽车混流装配线进行系统深入的研究，在现有研究结果的基础上，分析几个关键问题对车间生产的影响和改进措施。

图1.1 研究路线

第2章 混流装配线概述

2.1 汽车混流装配线简介

混流装配线来源于丰田汽车公司所提出的JIT（准时制）生产方式。准时制生产典型特征是要求装配所需要的所有零部件应当在需要的时刻，按照需要的数量准时送到指定的装配地点，JIT是一种客户需求拉动生产的生产方式，能够快速响应客户的需求，并且能及时更新产线的装配和生产计划^[3]。而混流装配线的加工方式是将属于同一产品族的不同产品置于同一条装配线，所谓同一产品族的产品是指它们的大部分装配工序是相同的，只有少部分工位上的加工作业存在差异，因此在加工这些产品时，不需要对装配线进行大规模调整，只需要对某些工位的加工设备或者加工工艺进行变更。相比与传统的单一产品流水线，混流装配线不仅能相对准时的完成装配生产任务，还能依据市场需求的实时需求，不断改变装配计划，降低市场需求量少的产品的生产任务，扩大热门产品的生产数量。

当今汽车公司主要包括冲压、焊接、涂装以及总装四大车间组成，原材料（如薄钢板）和汽车零部件经过这四个车间的加工和整合，最终装配成为一辆整车。其中，冲压和焊接车间主要实行成批的轮番生产，其余的生产装配线主要是按照流水线进行产线布置，加工进行到哪个工位，那个工位的加工设备和加工人员就进行相关的加工作业，并且在加工工位旁边开辟相应的物流存放区域，放置原材料和零部件。

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