[发明专利]提高工程机械产品的装配线效率的方法

摘要

本发明公开一种提高工程机械产品的装配线效率的方法，该方法用标准时间通用分析法测量各装配任务的操作时间，并从产品数据管理系统和计算机辅助装配工艺规划系统中导出产品的装配工艺；然后，计算各装配任务的先序和后序数量，将工程机械产品的大规模装配任务分配问题分解为小规模的子问题，利用分支定界方法求解子问题的最优分配方案，组合、调整子问题的最优分配方案，得到原装配任务分配问题的较优分配，并估算分解产生的误差。本发明能够综合考虑节拍、工艺顺序和装配任务操作边等约束，在给定节拍或产量的要求下，有效控制误差，规划最短的装配线，从而提高制造资源利用率，降低产品制造成本。

主权项

1.一种提高工程机械产品的装配线效率的方法，其特征在于包括如下步骤：1) 利用时间测量法获得各装配任务的操作时间；2)从产品数据管理系统PDM和计算机辅助装配工艺规划系统CAPP中导出产品的装配工艺，建立各装配任务之间的先序约束关系；3)计算每一个装配任务i的所有先序AP_i、后序AS_i,相应的数量NAP_i、NAS_i,若NAP_i、NAS_i任意一个大于0，则计算RNPS_i,RNPS_i表示装配任务i先序任务数量和后续任务数量接近相等的程度，以两者中的较小值除以较大值为准，RNPS_i≤1，越接近1说明先序任务和后序任务数量越接近相等； 4)选择关键任务，将原装配线的任务分配问题分解为具有先后约束关系的子问题，依据NAP_i＋NAS_i从大到小的顺序，判断以下条件是否满足：RNPS_i>0.5                               NAP_i≤40，NAS_i≤40                          若满足，则任务i为关键任务，其所有先序AP_i和任务i为子问题G1,其所有后序AS_i为子问题G2,其他剩余的任务则为子问题G3；5)利用分支定界方法，依照先序约束、节拍约束和装配工位边的约束，将G1和G2中的装配任务分配到装配线的工位上；6)连接子问题的任务分配方案OS1和OS2，得到主分配方案，计算OS1中装配线工位上所有空闲的时间窗，并按先后顺序排列；在满足先序约束、节拍约束和操作方位约束的前提下，扫描OS2中所分配的任务，依据“最早任务开工时间优先”的原则，寻找能够移到OS1中空闲时间窗中的任务或任务组合；任务移动后，依次更新OS2中其他任务开工时间和OS1空闲时间窗，并继续寻找能够移动的任务，直到扫描完所有OS2中的任务，从OS1中选取下一个空闲时间窗，重复循环，直到完成所有空闲时间窗的任务插入；7)计算OS1和OS2连接的误差EM，若OS1和OS2连接后，装配线长度减少1个位置，则误差EL=0；否则，误差EL=1；8)将子问题G3中的任务添加到主分配方案的空闲时间窗中；计算主分配方案中工位上的空闲时间窗，并按先后顺序排列；在满足先序约束、节拍约束和操作方位约束的前提下，扫描子问题G3中的装配任务，计算L型即左边操作任务和R型即右边操作任务的操作时间总和TPL、TPR，依据如下规则，寻找能够添加OS1中空闲时间窗中的任务或任务组合；规则一：若TPL大于装配节拍，则L型任务优先于E型即左、右边均可操作任务；规则二：若TPR大于装配节拍，则R型任务优先于E型任务；规则三：若TPL和TPR都大于节拍，或者TPL和TPR都小于节拍，则优先选择“负荷最大”的任务组合；9)利用分支定界方法求解子问题G3剩余任务的最优分配方案OS3，子问题的装配线长度为PNR；10)依据装配任务的先序约束，将OS3插入到主分配方能中，从而得到工程机械产品的装配线较优分配方案。