[发明专利]用于汽车涂装车间的按色分批方法

说明书

本发明公开了一种用于汽车涂装车间的按色分批方法，其主要思想为保持序列中白车身的物理位置不变，在不改变序列中原始订单需求的约束下，在同类型车身之间调整颜色属性，目标是使得序列中喷涂颜色的切换次数最少。本发明包含的基于蚁群优化的启发式算法和滚动求解方法可以快速有效求解不同规模的按色分批问题，显著降低原始序列中的颜色切换次数。另外，本发明提供的按色分批方法无需采用自动存取系统或线性缓冲区等硬件设施，而是通过在同类型白车身之间进行订单调整来实现按色分批，因而不仅可以节约车间占地面积，而且能够免去高昂的设备设施构建和运营成本。

技术领域

本发明属于混合型装配线生产计划与调度领域，特别涉及一种汽车涂装车间的按色分批方法。

背景技术

混合型装配线是一种在一条流水线上同时加工不同类型产品混合排列的柔性生产系统。在汽车装配厂中，混合型装配线上的车辆依次经过车身、涂装、和总装三个车间完成加工装配。这三个车间对于产品投产序列具有不同的偏好和要求。对于涂装车间，如果相邻两辆车所需颜色不同，在喷涂后一辆车之前则需要将喷枪清洗干净并换上指定颜色的面漆。这个过程会增加水和涂料的消耗用量，并导致生产节拍的增加。因此，涂装车间对于投产序列的要求是尽量减少产品序列中的颜色切换次数(即将车辆按颜色分批)。然而，混合型装配线通常采用的两个排序目标(最小化工作负荷过载或物料消耗平准化)中并未考虑涂装车间的需求。因此在实际中常常需要在进入涂装车间前对白车身序列进行调整，以实现车辆按色分批。

在生产实践中，通常采用的按色分批方法是将白车身与其对应的客户订单绑定，借助于自动存取系统、线性缓冲区等设备设施实现白车身在序列中物理位置的调整。另一种方法是保持序列中白车身位置不变，仅调整车身对应订单的颜色属性。与前者相比，该方法不需要借助于自动存取系统或线性缓冲区等硬件设施，因而能够节约车间占地面积以及高昂的设备设施建设运营成本。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种汽车涂装车间的按色分批方法，解决了在涂装车间前无需借助硬件设施实现对白车身序列进行调整的问题。

技术方案：本发明所提供的用于汽车涂装车间的按色分批方法，采用基于蚁群优化的启发式算法和针对大规模按色分批问题的滚动求解方法。保持序列中白车身的物理位置不变，在不改变序列中原始订单需求的约束下，在同类型车身之间调整颜色属性以减少序列中喷涂颜色的切换次数。

发明分为两个部分：一种基于蚁群优化的启发式算法和一种针对大规模按色分批问题的滚动求解方法。

所述基于蚁群优化的启发式算法包括以下步骤：

(1)获取车辆序列信息；

(2)初始化蚁群优化算法的参数；

(3)蚂蚁为白车身分配颜色；

(4)局部信息素更新；

(5)判断是否对所有白车身完成颜色分配，如果尚未完成，返回步骤(3)；

(6)评价本次迭代的最优解，视情况更新全局最优解；

(7)全局信息素更新；

(8)判断是否达到最大迭代次数，如果是，则输出全局最优解，否则返回步骤(3)。

其中，步骤(1)中获取的车辆序列信息具体包括以下步骤：

(1-1)车辆的数量S；

(1-2)车身类型集合J，用j表示其中元素；

(1-3)订单的颜色集合I，用i表示其中元素；

(1-4)序列的车身类型排列信息，用y_js表示，如果序列中第s辆车的车身类型为j，y_js取值为1，否则为0；