基于图论的产品相似度分析及其在混流装配排序中的应用

摘要

混流装配排序优化是多品种产品流水线生产管理的重要问题之一，提高相邻产品或者部件的相似度对于提高装配效率和质量具有重要意义。本文以汽车混流装配为对象，研究了基于图论的产品相似度分析方法及其应用问题。
　　 首先引入了产品可配置BOM的概念，并构建了基于零部件关键度的产品赋权无序树形图，并通过计算基于关键度的产品对称相异度来求解产品的相似度。
　　 将产品相似度这一优化目标引入混流装配排序问题中，建立了基于产品相似度的单目标混流装配优化排序模型。并将其转化为一个标准的TSP问题，在目前TSP求解效率和效果均较优的郭涛算法基础上做了进一步的改进，求解出了基于产品相似度的混流装配最优排序序列，极大地提高了产品装配序列的相似度。
　　 对混流装配排序问题进行了拓展，综合考虑产品相似度、物料消耗平准化和生产负荷均衡化三个优化目标，建立了混流装配多目标优化模型。运用改进的粒子群算法对多目标混流装配排序问题进行了优化求解，并用理想解法对粒子群算法求得的非劣解集进行多目标决策。该优化结果对产品相似度、物料消耗平准化和生产负荷均衡化三个目标都有相应的优化改善。
　　 最后基于面向汽车行业的MES系统平台，开发了针对总装车间的混流生产计划和排序的生产管理子系统，该系统包括了总装车型配置管理、产品BOM管理、总装生产计划管理、总装排序优化管理等模块，并将文中的单目标和多目标混流装配排序的理论研究成果应用到了总装排序优化管理子模块中。