基于VS 2012對汽車總裝線優化方案

楊靜

摘? 要：隨著汽車制作業的不斷發展與新技術的應用，推出了更多的汽車車型，汽車生產總裝線是汽車生產中重要的一步，合理安排裝配順序，才能夠降低成本，提高生產效率，更好的滿足汽車裝配行業的需求。針對2018年全國大學生數學建模競賽D題展開討論，通過詳細研究噴涂線上的顏色排序約束、總裝線上的品牌、配置、動力、驅動的排序約束，針對不同約束條件，分析裝配過程中的難點分別建立數學模型，以基本遺傳算法為基礎，增加優先關系約束保證所有解的可行性，并利用Microsoft Visual Studio軟件進行編程，建立最優排列順序。

關鍵詞：成本;品牌;配置;動力;驅動;顏色;必要條件

中圖分類號：U468? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）17-0123-02

Abstract： With the continuous development of automobile production and the application of new technology， more and more automobile models have been introduced. The automobile production assembly line is an important step in automobile production. Only by reasonably arranging the assembly sequence can we reduce the cost and improve the production efficiency and better meet the needs of the automotive assembly industry. This paper discusses the problem D of the CUMCM-2018 （Contemporary Undergraduate Mathematical Contest in Modeling 2018）， through a detailed study of the color ranking constraints on the spray line， the brand， configuration， power and driven ranking constraints on the assembly line， according to different constraints， analyzes the difficulties in the assembly process to establish mathematical models， based on the basic genetic algorithm， add priority constraints to ensure the feasibility of all solutions， and use Microsoft Visual Studio software to program， so as to establish the optimal arrangement order.

Keywords： cost; brand; configuration; power; drive; color; necessary condition

1 問題背景

本文問題主要來自2018年全國大學生數學建模競賽D題，汽車總裝線的配置問題，具體問題詳見2018年全國大學生數學建模競賽D題。

2 問題分析

通過閱讀資料對裝配要求進行分析，對裝配條件進行權重賦值，在排序時將優先考慮權重較高的條件，以便達到降低成本的要求。

品牌分為A1、A2兩種且每天白班和晚班都是按照先A1 后A2的順序，每班各品牌各裝配一半。每天460輛每班就是460/2=230輛。設A1品牌共X1，A2品牌共X2。那么每班A1品牌數量為X1/2;A2品牌數量為X2/2。

驅動分為兩驅、四驅兩種。動力分為柴油、汽油兩種。四驅車和柴油車都是連續裝配數量不得超過2輛，并且兩批之間間隔的兩驅、汽油車至少數量達到10輛。若間隔數量無法滿足要求，間隔數量依舊越多越好，5至9輛直接也可以，但是將增加成本。

對于配置滿足必要要求的情況下盡量是配置相同的車輛連續排序，使其切換次數減少進而降低成本。所以此項可以最后滿足。

顏色屬性類型共9種。其中藍、黃、紅三種只能在C1噴涂線上完成，而金色只能在C2噴涂線上完成，其他任意線都可以完成。除黑、白兩種顏色之外同種顏色的汽車滿足盡量連續噴涂作業。不同顏色的切換次數盡量減少，尤其黑色和其他顏色的切換尤為“貴重”，所以盡量優先滿足黑色連續噴涂。但要考慮到黑色連續排列的數量在50至70之間，且兩批之間間隔至少需要有其他顏色20輛。這屬于必要條件。白色則較為靈活，可連續排列，也可與藍或棕間隔排列。金色盡量與黃或紅間隔排列，若無法滿足可也可以與灰、棕、銀間隔排列。藍色則必須與白色間隔排列。棕色連續排列或與黃、紅、金、白間隔排列。灰、銀都可以連續排列或與黃、紅、金間隔排列。其他顏色的搭配若沒有說明排列順序即為禁止。

3 符號說明

4 模型假設

（1）不考慮各屬性組裝時間。

（2）組裝工人效率一樣。

5 模型的建立與求解

依據問題1中的問題分析，利用Microsoft Visual Studio軟件進行編程，并運行得出結果。依據問題中的必要條件給出編程過程中參量順序如圖1。

總體程序流程為讀取數據，滿足問題分析中所有條件者則輸出，否則與下一位交換位置。總體流程圖如圖2：

下面以品牌為例對中間環節進行說明，讀取數據后首先按照裝配要求每天白班和晚班都是按照先A1后A2的品牌順序，裝配當天兩種品牌各一半數量的汽車進行判斷，是A1品牌排隊進入白班，否則交換順序，當到達A1品牌數量的一半時，A1品牌開始排入晚班，而A2品牌開始排入白班，直到達到A2品牌數量的一半，余下的A2品牌排入晚班。品牌流程圖如圖3。

數據接收部分程序代碼如圖4。

6 模型分析與模型評價

通過模型分析，運用Microsoft Visual Studio軟件編程計算得出裝配的最優順序，模型的建立和程序的編寫為汽車總裝線的裝配順序提供了依據。模型的優點為：（1）基于遺傳算法，合理設計參數，動態考慮約束條件，保證解的可行性。（2）提供了程序設計思路，并編制了數據接收代碼。

模型缺點為：模型得出的結果是否為最優，沒有進一步的驗證，還需對算法進行改進，以保證可以循環驗證。

參考文獻：

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[2]李珍萍，常雙領，成曉紅，等.數學建模論文集[M].國防工業出版社.

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