3.2　产品投产重排序的生产计划自组织方式

装配过程的分工作业特点导致各工作站的作业时间不能完全相同，会浪费工时并造成在制品积压，最终产生“瓶颈”。因此，装配线平衡是需要重视且首要被解决的问题。但与此同时，为了快速响应市场的多样化需求，提高装配过程的柔性，还需要解决混流装配线的产品投产排序问题。在混流装配过程中，由于不同工作站对不同产品的作业时间是不同的，因此工作站闲置或超载现象是在所难免的。另外，在装配不同的产品时，由于需要零部件的种类和数量也会不同，零件实际使用量比较理想使用量而言，产生一定的波动是在所难免的。对于不同产品的投放顺序，会直接影响每个工作站的闲置和超载时间及零件的消耗速率和需求波动，进而影响到装配线的生产效率，所以对产品进行排序也是非常关键的问题。

在装配线平衡的基础上，投产排序用来决定混流装配线上不同产品的投放顺序，以保证产品的均衡化，如图3-3所示。由于市场需求在变化，生产制造系统存在调整的必要，因此，投产排序决策在每个月、每个星期、每天、每个班次都需要确定，是一个短期的决策问题，而且投产排序的工作量大，其质量的好坏对生产计划控制系统的运行效果影响很大。混流装配生产企业一般都是拉式生产方式，即企业在接到生产订单后，根据订单要求将生产任务下发到总装配线，总装配线在制定好生产排序后将所需要的零部件数量和类型与所需要的时间信息告诉各分装线，分装线为了补充零部件会向更上一层的部门传递信息，直到信息到达原材料采购部，从而将整个工厂连接起来。在装配线最初的设计阶段，企业通常结合当时的订单状况及预测信息，以固定的投产比例设计装配线。由于混流装配线上有很多种产品在同时进行装配生产，各种类型的产品所需要的生产装配时间和零部件类型及数量都是不同的，因此很难保证各生产单元负荷的均衡，同时还有较低的库存。

产品投产重排序的生产计划自组织方式，其核心是通过合理调度订单分配过程与产品投产过程，应对机型投产比例的变化需求。混流装配线生产投放顺序是在满足了装配线平衡的前提下，通过决定各产品在生产线上的先后投放顺序来保持生产均衡化。装配线排序问题按照优化目标的不同主要分为两大类：生产负荷均衡排序问题和物料消耗平顺化排序问题。生产负荷均衡的主要目的是通过优化排序使得各工位的生产负荷相当，减少堵塞、等待和停线时间，从而缩短总的完工时间。造成生产负荷不均衡的主要原因是连续装配某种装配时间较长的部件过多，使得相应工位的生产人员在一段时间内工作负荷过重，难以在规定时间内完成装配任务。物料消耗平顺化的目标是使得在生产的各阶段，各种部件的实际消耗尽可能与该部件的理论消耗一致，以使得各条部件加工线能够平稳、有节奏地进行部件的生产，避免时紧时松甚至出现部件供应不及时的情况发生，进而保证整个混流装配线系统生产的稳定性，并且能够减少在制品库存。

在对混流装配线排序问题的研究中，最小生产循环（Minimum Productions Set，MPS）是一种广泛采用的策略，MPS是一个产品型号的组合，表示为（di,…,dw）=（Di/h,…,DM/h），其中M为产品型号的总数，DM为整个调度区间内型号是M的产品总的需求量，h为D1，D2，…，DM的最大公约数。这种策略采用循环生产的方式组织生产，显然，h次重复生产MPS中的产品就能满足整个调度区间内生产计划的需求。本章研究的对象是相邻工位间带有限中间缓冲区的混流装配线，在这种生产线中，当一个工位完成装配操作后，如果该工位的紧后缓冲区已满，那么该产品只能在该工位上等待，直到下一个工位空闲或紧后缓冲区中有空闲位置为止。如果生产排序不当，将多个需要较长装配时间的产品连续排在一起，就会造成某些工位堵塞，而有些工位处于等待任务的状态，从而造成最大完工时间的延长。目前，很少有研究者同时考虑部件消耗平顺化和最小化最大完工时间两个目标，对带有限中间缓冲区的混流装配线的优化排序问题进行了研究。本章对该类问题展开研究，建立各目标的优化数学模型，针对该多目标优化问题，提出一种多目标遗传算法对该问题进行求解。

针对多个生产周期构成的计划期，根据计划期内的客户订单需求合理安排各生产周期内的产品上线顺序，在考虑客户订单交付的情况下最小化工位过载时间。如图3-4所示，其中字母A、B、C代表不同型号的产品，并给出了某产品的装配开始时间和装配结束时间。

由于客户需求的变化，不同产品的需求量也在发生变化，企业需要随机根据订单量调整生产计划，序列作为生产计划的一个重要方面，其编制过程发生在每个订单的每个生产班次，是短期决策问题。由于混流装配线生产设计不同的产品类型和数量，因此工作量比较大，并且排序质量的好坏，直接影响企业生产计划控制系统的运行效果。在混流装配线排序任务的相关研究文献中，目前提出了多种智能算法、启发式规则和精确算法，通过优化主生产计划与投产排序，综合提升生产性能。