基于遺傳算法的車間布局優化

聞亮

摘要：在車間的生產活動中，從物料進場到產成品出廠原材料約有90%～95%的時間處于搬運或停滯等待狀態，這種現象提高了車間的物流成本、降低了生產效率。為解決上述問題，企業應當對生產車間的制造布局進行有效的設計和優化。文章利用遺傳算法建立優化模型，并用MATLAB求出最優解。

關鍵詞：物流成本；生產效率；布局優化

中圖分類號：F273 文獻標識碼：A

Abstract： In the workshop production activities， raw material in a state of transport of stagnation for about 90%～95% of the time from materials to finished products. This phenomenon increases the logistics cost of the workshop and reduces the production efficiency. To solve the above problem， the enterprise should design and optimize the manufacturing layout of the workshop. This article uses genetic algorithm to establish the optimization model and find the optimal solution by MATLAB.

Key words： logistics cost； production efficiency； layout optimization

1 裝配車間現狀及存在問題

J公司裝配車間是聯合生產車間，主要作業區域包括裝配線（A、B線），機加工區域，焊接區域，噴漆區域，外協件存儲區域，物料緩存區域。根據現場調查了解了各個作業區域的主要生產任務，裝配線A主要負責裝配挖掘機，裝配線B主要負責裝配裝載機，由于裝配線上存在大量工位，所以分別將裝配A線與裝配B線看做整體；機加工區域主要加工前后車架與邊梁，主要供應給裝配線B使用，而挖掘機裝配剛引進，加工技術還不算成熟，所以裝配線A需要的零件主要由外協廠家供應。初始布局如圖1所示：

通過實習階段對現場進行調查研究并結合裝配車間初始布局圖，總結出此裝配車間存在問題如下：（1）由于機加工區域面積限制，加工中心數量不足，導致生產能力不足，難以滿足裝配線需求；（2）現場布局分布散亂，相同的零件散放置不同地方，如駕駛室等零部件的暫存區布局，這大大降低了生產和現場管理的效率；（3）物流相關程度高的作業單位布局不合理，物流強度大導致物流效率低；（4）外協件庫房面積過小，空間嚴重不足，導致裝配A線旁邊零件堆積、堵塞物流通道。

由于本次的優化問題是對原有的車間設施布局進行優化，所以在本次優化設計過程中存在以下兩點限制：

（1）移動裝配線A、B需要花費大量的時間和資金，還會嚴重影響生產進度，所以保持裝配線A、B在原有位置固定不動。（2）因為是在舊車間的基礎上進行優化設計，所以優化過程中得考慮裝配車間整體面積的限制。

4 結束語

根據各作業單元中心坐標繪制優化布局圖，如圖5所示。

此方案擴大了機加工區域、外協件庫房的面積，將物料緩存區合并到一塊避免了擺放與調度混亂，同時（下轉第47頁）

也節省了占地面積；縮小了噴漆區與焊接區域的面積，使其內部工位更緊湊并將其安排到車間最里面，為了減少對車間內部的污染還應采取隔離與通風措施；提高了噴漆區與緩存區、噴漆區與機加工區的物流效率；節省了車間面積，為車間以后的發展提供了空間。通過本次車間設施布局優化后，設計之初所提到問題基本得到改善。

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