專利名稱：一種汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機集成制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車身焊裝、涂裝、和整車總裝車間的生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
汽車整車制造一般包含四大工藝車身沖壓、車身焊裝、車身涂裝和整車總裝。這四大工藝包含了汽車從原材料到成品的主要工藝過程。其中，車身焊裝、涂裝和總裝生產(chǎn)屬于裝配生產(chǎn)模式，本發(fā)明重點放在對這三大裝配工藝生產(chǎn)計劃的動態(tài)自動排產(chǎn)上。汽車的裝配生產(chǎn)是一種典型混流裝配生產(chǎn)方式。需要在同一條流水線上生產(chǎn)出我種不型號、不同數(shù)量的產(chǎn)汽車。在大部分的汽車制造企業(yè)中，車身焊裝、涂裝和整車總裝車間的生產(chǎn)計劃往往是由各生產(chǎn)車間的生產(chǎn)調(diào)度人員根據(jù)本車間情況采用人工編排生產(chǎn)計劃的方式排產(chǎn)的，但實際生產(chǎn)過程中生產(chǎn)計劃的排產(chǎn)問題規(guī)模往往較大，這種方式費時費力。另外車身焊裝、涂裝和整車總裝車間生產(chǎn)計劃執(zhí)行過程中，由于訂單的突發(fā)性、車型種類繁多、工藝復雜以及車間生產(chǎn)因素(設(shè)備故障、物料短缺、人員變動等)的影響，使得實際生產(chǎn)過程中常存某些車身庫存過高而后續(xù)車間所需的某些車身存在短缺。因此針對三大車間的需求，制定合理的生產(chǎn)調(diào)度機制，對于降低車間的庫存水平，提高設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率有著重大意義。


發(fā)明內(nèi)容
針對車身焊裝、涂裝和整車總裝車間上述問題，本發(fā)明提供了一種面向車身焊裝、涂裝和整車總裝車間生產(chǎn)計劃動態(tài)排產(chǎn)方法，以該方法為核心，構(gòu)建了一個汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含大三模塊，即總裝作業(yè)模塊、涂裝作業(yè)模塊和焊裝作業(yè)模塊。三大模塊分分別完成總裝生產(chǎn)線、涂裝生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)。
具體的技術(shù)方案如下 一種汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)，包括總裝作業(yè)模塊、涂裝作業(yè)模塊和焊裝作業(yè)模塊，三大模塊分別完成總裝生產(chǎn)線、涂裝生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)，其中， 所述總裝作業(yè)模塊包含總裝上線采集器、總裝下線采集器、總裝作業(yè)電子看板、滾動生產(chǎn)計劃管理器和總裝作業(yè)排程器，所述總裝上線采集器安裝在總裝生產(chǎn)線上線處，用于采集總裝上線車輛的信息，并將所采集到的信息傳送到總裝作業(yè)排程器中；所述總裝下線采集器安裝在總裝生產(chǎn)線下線處，用于采集總裝下線車輛的信息，并將所采集到的信息傳送到總裝作業(yè)排程器和滾動生產(chǎn)計劃管理器中；所述總裝作業(yè)電子看板安裝在總裝生產(chǎn)線上，用于顯示從總裝作業(yè)排程器中傳送來的總裝作業(yè)信息；所述滾動生產(chǎn)計劃管理器用來實時管理滾動生產(chǎn)計劃，并將滾動生產(chǎn)計劃傳送到總裝作業(yè)排程器中；所述總裝作業(yè)排程器與總裝上線采集器和總裝下線采集器連接，接收總裝生產(chǎn)線的上線車輛和下線車輛信息，并根據(jù)滾動生產(chǎn)計劃，安排總裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，同時結(jié)合涂裝作業(yè)模塊的空車身庫存數(shù)據(jù)庫，將滾動生產(chǎn)計劃所需的空車身信息傳送到所述涂裝作業(yè)模塊； 所述涂裝作業(yè)模塊包含空車身庫存數(shù)據(jù)庫、涂裝上線采集器、涂裝下線采集器、涂裝作業(yè)電子看板和涂裝作業(yè)排程器，所述空車身庫存數(shù)據(jù)庫用來存儲空車身庫存信息，包括各種型號空車身的入庫時間、數(shù)量和位置信息；所述涂裝上線采集器安裝在涂裝生產(chǎn)線上線處，用于采集涂裝上線車身信息，并將所采集到的信息傳送到涂裝作業(yè)排程器；所述涂裝下線采集器安裝在涂裝生產(chǎn)線下線處，用于采集涂裝下線車身信息，并將所采集到信息傳送到涂裝作業(yè)排程器與空車身庫存數(shù)據(jù)庫；所述涂裝作業(yè)電子看板安裝在涂裝生產(chǎn)線上，用來顯示從涂裝作業(yè)生產(chǎn)線上傳送來的涂裝作業(yè)信息；所述涂裝作業(yè)排程器與涂裝上線采集器和涂裝下線采集器連接，接收涂裝生產(chǎn)線的上線車身與下線車身信息，并根據(jù)總裝作業(yè)排程器傳送來的所需的空車身信息以及空車身庫存數(shù)據(jù)庫中的空車身信息，安排涂裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，并將生產(chǎn)任務(wù)傳送到涂裝作業(yè)電子看板，同時，其結(jié)合所述焊裝作業(yè)模塊中的白車身庫存數(shù)據(jù)庫的白車身信息，將所需白車身信息傳送給焊裝作業(yè)模塊； 所述焊裝作業(yè)模塊包含白車身庫存數(shù)據(jù)庫、焊裝上線采集器、焊裝下線采集器、焊裝作業(yè)電子看板和焊裝作業(yè)排程器，所述白車身庫存數(shù)據(jù)庫用于存儲白車身庫存信息，包括白車身入庫時間、數(shù)量和位置信息；所述焊裝上線采集器安裝在焊裝生產(chǎn)線上線處，用于采集焊裝生產(chǎn)線上線車型信息，并將采集到的信息傳送到焊裝作業(yè)排程器中；所述焊裝下線采集器安裝在焊裝生產(chǎn)線下線處，用于采集焊裝生產(chǎn)線下線車型信息，并將所采集到的信息傳送到焊裝作業(yè)排程器及白車身庫存數(shù)據(jù)庫中；所述焊裝作業(yè)電子看板安裝在焊裝生產(chǎn)線上，用于顯示從焊接作業(yè)排程器中傳送來的焊接作業(yè)信息；所述焊裝作業(yè)排程器與焊裝上線采集器和焊裝下線采集器連接，接收焊裝生產(chǎn)線的上線車型和下線車型信息，并根據(jù)涂裝作業(yè)排程器傳送來的所需白車身信息和白車身庫存信息安排焊裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，并將生產(chǎn)任務(wù)傳送到焊裝作業(yè)電子看板。
本發(fā)明系統(tǒng)將車身焊裝、涂裝和整車總裝車間的關(guān)聯(lián)生產(chǎn)計劃進行集成管理，將上游車間的生產(chǎn)計劃與下游車間的生產(chǎn)計劃統(tǒng)一起來，從而實現(xiàn)不同車間制造資源的優(yōu)化配置，降低車身庫存，同時，保證每個車間所需要的車身能及時供應(yīng)。
本發(fā)明系統(tǒng)通過引入總裝車間下線滾動計劃作為涂裝車間的需求計劃，然后根據(jù)涂-總裝緩沖區(qū)中庫存制定涂裝車間的生產(chǎn)計劃；再以涂裝車間的生產(chǎn)計劃作為焊裝車間的需求計劃，并根據(jù)焊-涂緩沖區(qū)中庫存制定焊裝車間的生產(chǎn)計劃?？傊?，本發(fā)明系統(tǒng)通過建立各車間的關(guān)聯(lián)生產(chǎn)，在滿足各車間需求的前提條件下，降低庫存，保證生產(chǎn)均衡化進行。



圖1本發(fā)明的一種汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
具體實施例方式 下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
本發(fā)明提供了一種汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)，如圖1所示，本發(fā)明系統(tǒng)包含三大模塊，總裝作業(yè)模塊、涂裝作業(yè)模塊和焊裝作業(yè)模塊。其中總裝作業(yè)模塊由總裝上線采集器1、總裝下線采集器2、總裝作業(yè)電子看板3、滾動生產(chǎn)計劃管理器4和總裝作業(yè)排程器5組成。涂裝作業(yè)模塊由空車身庫存數(shù)據(jù)庫6、涂裝上線采集器7、涂裝下線采集器8、涂裝作業(yè)電子看板9和涂裝作業(yè)排程器10組成。焊裝作業(yè)模塊由白車身庫存數(shù)據(jù)庫11、焊裝上線采集器12、焊裝下線采集器13、，焊裝作業(yè)電子看板14和焊裝作業(yè)排程器15組成。
一、總裝作業(yè)模塊 總裝作業(yè)模塊包含總裝上線采集器1、總裝下線采集器2、總裝作業(yè)電子看板3、滾動生產(chǎn)計劃管理器4和總裝作業(yè)排程器5。
總裝上線信息采集器1安裝在總裝生產(chǎn)線上線處，用于采集總裝上線車輛的信息，并將所采集到的信息傳送到總裝作業(yè)排程器中； 總裝下線信息采集器2安裝在總裝生產(chǎn)線下線處，用于采集總裝下線車輛的信息，并將所采集到的信息傳送到總裝作業(yè)排程器與滾動生產(chǎn)計劃管理器中； 總裝作業(yè)電子看板3安裝在總裝生產(chǎn)線上，用于顯示從總裝作業(yè)排程器中傳送來的總裝作業(yè)信息。
滾動生產(chǎn)計劃管理器4用來實時管理滾動生產(chǎn)計劃，并將滾動計劃傳送到總裝作業(yè)排程器中； 總裝作業(yè)排程器5與總裝上線采集器1和總裝下線采集器連接2，接收總裝生產(chǎn)線上線車輛和下線車輛信息，并根據(jù)滾動生產(chǎn)計劃，安排總裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)。同時結(jié)合車身數(shù)據(jù)庫6，將滾動生產(chǎn)計劃所需的空車身信息綜合，傳送到涂裝作業(yè)排程器11； 所述總裝作業(yè)排程器具體排產(chǎn)方式如下 假定滾動生產(chǎn)計劃的周期為T，這T天中每天要下線的車款和數(shù)量是已知的；企業(yè)有M種車型，分別為X1，X2，...，Xi，...，XM(1≤i≤M)；每種車型有K種顏色，分別為C1，C2，...Cj...，CK(1≤j≤K)；總裝生產(chǎn)線滾動生產(chǎn)計劃的周期T內(nèi)第P天車款XiCj的原始計劃產(chǎn)量為

該周期T內(nèi)第P天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

總裝生產(chǎn)線每天可用工作時間為T1；正常情況下車款XiCj在總裝生產(chǎn)線上生產(chǎn)時間為

由于總裝生產(chǎn)線每天的產(chǎn)量可以有一定的變化范圍，當總裝生產(chǎn)線的產(chǎn)量在某小范圍波動時，可以認為總裝生產(chǎn)線處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，在總裝生產(chǎn)線處于穩(wěn)定運行狀態(tài)下，車款XiCj的最小生產(chǎn)時間為

當總裝生產(chǎn)線處于滿負荷進行狀態(tài)時，其日產(chǎn)量達到最大值，在這種狀態(tài)下，車款XiCj的生產(chǎn)時間為
由于滾動生產(chǎn)計劃周期T中每天的生產(chǎn)計劃是不同的，具有一定的波動性。該波動必然會對生產(chǎn)線正常運行的產(chǎn)生不利影響，所以，在生產(chǎn)計劃的排產(chǎn)過程中，應(yīng)當考慮波動情況。本發(fā)明將波動分為四級，即一級波動、二級波動、三級波動和四級波動，以下將定義這四種波動并分別給出在不同波動情況下的的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)。
1.一級波動下總裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，屬于一級波動，該波動幅度較小，不影響生產(chǎn)線的平穩(wěn)運行，生產(chǎn)計劃只需要在當天做出相應(yīng)的調(diào)整即增加或減少一定產(chǎn)量即可，不需要動用緩沖區(qū)庫存進行調(diào)節(jié) 排產(chǎn)結(jié)果 2.二級波動下總裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于二級波動。這時，第P的原始計劃產(chǎn)量波動量已經(jīng)超出了總裝生產(chǎn)線平穩(wěn)運行狀態(tài)極限，但前P天總產(chǎn)量的平均值仍處于平穩(wěn)運行狀態(tài)范圍內(nèi)，如果在第P天還是按照原始計劃安排生產(chǎn)的話，將導致該天總裝生產(chǎn)線處于不平穩(wěn)運行狀態(tài)下。而前P-1天，總裝生產(chǎn)線均處于平穩(wěn)運行狀態(tài)。所以，為了盡量使總裝生產(chǎn)線平穩(wěn)，可以在前P-1進行預警防預，將第P天超出平穩(wěn)運行狀態(tài)下的波動轉(zhuǎn)移到前P-1天，使得前P天總裝生產(chǎn)線總體處于平穩(wěn)狀態(tài)，總裝生產(chǎn)線每天都能保持平穩(wěn)運行。
排產(chǎn)結(jié)果在前P天中任意第p天(p從1到P取值)車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 3.三級波動下總裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于三級波動。這時，第P天的原始計劃產(chǎn)量波動量已經(jīng)大到即使將該天超出平穩(wěn)運行狀態(tài)的波動量轉(zhuǎn)移到前P-1也法使總裝生產(chǎn)線處于平穩(wěn)運行狀態(tài)。但是，在總裝裝生產(chǎn)線處于滿負荷運行狀態(tài)下，前P天還是可以完成生產(chǎn)計劃的。在這種情況下，為了滿足客戶需求，只能犧牲生產(chǎn)線的平穩(wěn)性來安排生產(chǎn)，使得某些天總裝生產(chǎn)線處于滿負荷運行狀態(tài)下。
排產(chǎn)結(jié)果在前P天中第p天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 其中，引入隨機變量ψZp，ψZp∈{0，1}，當ψZp取1時，表示總裝生產(chǎn)線在第p天處于平穩(wěn)運行狀態(tài)，ψZp取0時，表示總裝生產(chǎn)線在第p天處于滿荷運行狀態(tài)。
4.四級波動下總裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當前P天原始計劃產(chǎn)量產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于四級波動。這時，第P天產(chǎn)量波動已經(jīng)相當大，即使在前P天總裝生產(chǎn)線每天都得滿負荷運行狀態(tài)也無法完成生產(chǎn)計劃，因此，需要將部分計劃延遲生產(chǎn)。
排產(chǎn)結(jié)果在前P天中第p天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 車款XiCj的延遲數(shù)量為 二、涂裝作業(yè)模塊 涂裝作業(yè)模塊包含空車身庫存數(shù)據(jù)庫6、涂裝上線采集器7、涂裝下線采集器8、涂裝作業(yè)電子看板9、涂裝作業(yè)排程器10。
空車身庫存數(shù)據(jù)庫6用來存儲空車身庫存信息，包括各種型號空車身的入庫時間、數(shù)量和位置信息； 涂裝上線采集器7安裝在涂裝生產(chǎn)線上線處，用于采集涂裝上線車身信息，并將所采集到的信息傳送到涂裝作業(yè)排程器； 涂裝下線采集器8安裝在涂裝生產(chǎn)線下線處，用于采集涂裝下線車身信息，并將所采集到信息傳送到涂裝作業(yè)排程器與空車身庫存數(shù)據(jù)庫； 涂裝作業(yè)電子看板9安裝在涂裝生產(chǎn)線上，用來顯示從涂裝作業(yè)生產(chǎn)線上傳送來的涂裝作業(yè)信息； 涂裝作業(yè)排程器10與涂裝上線采集器7和涂裝下線采集器8連接，接收涂裝生產(chǎn)線上線車身與下線車身信息，并根據(jù)總裝作業(yè)排程器5傳送來的所需的空車身信息以及空車身庫存數(shù)據(jù)庫6中的空車身信息，安排涂裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，將生產(chǎn)任務(wù)傳送到涂裝作業(yè)電子看板9。同時，結(jié)合白車身數(shù)據(jù)庫11白車身信息，將所需白車身信息綜合傳送給焊裝作業(yè)排程器； 所述涂裝作業(yè)排程器具體排產(chǎn)方式如下 首先引入三個參數(shù)涂-總裝緩沖區(qū)中第P天車款XiCj的實際庫存

安全庫存

(為應(yīng)付生產(chǎn)線之間節(jié)拍不同或大的訂單波動以及由不可擴拒因素造成的生產(chǎn)線故障而準備的庫存)，預警庫存

(為應(yīng)付未來可預知的訂單波動而準備的庫存)，最大庫存BTZmax(涂-總裝緩沖區(qū)總?cè)萘?。
與總裝生產(chǎn)線相比涂裝生產(chǎn)線自動化程度高，在一定條件下，其生產(chǎn)節(jié)拍是固定不可變的，故車款XiCj在涂裝生產(chǎn)線上生產(chǎn)時間

也是不變的。另外，涂裝生產(chǎn)線上對不同顏色的白車身噴涂時，需要更換噴頭，這中間就需要一個換色準備時間。
假設(shè)涂裝生產(chǎn)線每天可用工作時間為T2，每次換色的準備時間為TTh，車款XiCj涂裝工序正常的生產(chǎn)時間為

涂裝生產(chǎn)線滾動生產(chǎn)計劃周期T中第P天車款XiCj的原始計劃產(chǎn)量為

修訂計劃產(chǎn)量為
綜合以上，涂裝生產(chǎn)線在周期T內(nèi)第P天車款XiCj的原始計劃產(chǎn)量為 盡管滾動生產(chǎn)計劃的波動通過涂-總裝緩沖區(qū)的濾波作用后會有所減弱，但在波動比較大的情況下，還是會影響涂裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)；另外，不可抗拒的因素可能造成總裝生產(chǎn)線，涂裝生產(chǎn)線故障，這同樣可能引起涂裝生產(chǎn)線生產(chǎn)計劃的波動。因此，涂裝生產(chǎn)線的排產(chǎn)必須考慮生產(chǎn)計劃波動。同樣，在這里將波動分為四級，即一級波動、二級波動、三級波動和四級波動。下面將定義這四種不同的波動并分別給出在不同波動條件下的涂裝生產(chǎn)線的排產(chǎn)。
1.一級波動下涂裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于一級波動，為小幅波動，該波動不影響生產(chǎn)線的正常運行，生產(chǎn)計劃只需要在當天做出相應(yīng)的調(diào)整即增加或減少一定產(chǎn)能即可，不需要動用緩沖區(qū)庫存進行濾波。
排產(chǎn)結(jié)果 2.二級波動下涂裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于二級波動。這時，第P天的波動量已經(jīng)超過當日生產(chǎn)能力，但是前但前P天總產(chǎn)量的平均值仍處涂裝生產(chǎn)線的最大產(chǎn)能范圍之內(nèi)。在這種情況下，可以將第P天的波動量可以提前P-1天執(zhí)行波動防御，將第P天的超出最大產(chǎn)能范圍內(nèi)的波動轉(zhuǎn)移到前P-1天，使得前P天涂裝生產(chǎn)線總體處于最大產(chǎn)能范圍之內(nèi)，生產(chǎn)線每天都能正常運行且能完成生產(chǎn)計劃。
排產(chǎn)結(jié)果前P天中第p天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

預警庫存為

滿足 2.三級波動下涂裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 和 時，該波動屬于于三級波動。這時，即使在前P天，涂裝生產(chǎn)線每天都滿負荷工作，均不能滿足需要即完成生產(chǎn)計劃。那么，在這種情況下，就必須動用安全庫存來進行應(yīng)對。
排產(chǎn)結(jié)果前P天中第p天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 4.四級波動下涂裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 和 時，該波動屬于于四級波動。這時，即使動用安全庫存依然不能滿足需求，不能完成生產(chǎn)計劃，需要將部分計劃延遲生產(chǎn)。
排產(chǎn)結(jié)果前P天中第p天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 車款XiCj的延遲數(shù)量為 三、焊裝作業(yè)模塊 焊裝作業(yè)模塊包含白車身庫存數(shù)據(jù)庫11、焊裝上線采集器12、焊裝下線采集器13、焊裝作業(yè)電子看板14、焊裝作業(yè)排程器15。
白車身庫存數(shù)據(jù)庫11用于存儲白車身庫存信息，包括白車身入庫時間，數(shù)量，位置信息； 焊裝上線采集器12安裝在焊裝生產(chǎn)線上線處，用于采集焊接上線車型信息，并將采集到的信息傳送到焊裝作業(yè)排程器中； 焊裝下線采集器13安裝在焊裝生產(chǎn)線下線處，用于采集焊裝生產(chǎn)線下線車型信息，并將所采集到的信息傳送到焊裝作業(yè)排程器及白車身庫存數(shù)據(jù)庫中； 焊裝作業(yè)電子看板14安裝在焊裝生產(chǎn)線上，用于顯示從焊接作業(yè)排程器中傳送來的焊接作業(yè)信息； 焊裝作業(yè)排程器15與焊裝上線采集器12和焊裝下線采集器13連接，接收焊裝生產(chǎn)線上線車型和下線車型信息，并根據(jù)涂裝作業(yè)排程器10傳送來的所需白車身信息和白車身庫存信息安排焊裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，將生產(chǎn)任務(wù)傳送到焊裝作業(yè)電子看板14。
所述焊裝作業(yè)排程器具體排產(chǎn)方式 首先引入三個參數(shù)焊-涂緩沖區(qū)第P天車型Xi的實際庫存

安全庫存

(為應(yīng)付生產(chǎn)線之間節(jié)拍不同或大的訂單波動以及由不可擴拒因素造成的生產(chǎn)線故障而準備的庫存)，預警庫存

(為應(yīng)付未來可預知的訂單波動而準備的庫存)，最大庫存BHTmax(焊-涂緩沖區(qū)總?cè)萘?。
與涂裝生產(chǎn)線類似，焊裝生產(chǎn)線自動化程度化，在一定條件下，其生產(chǎn)節(jié)拍是固定不可變的。另外，焊裝生產(chǎn)線上焊接不同車型時，需要對焊接工業(yè)機器人進行調(diào)整，這中間需要一個調(diào)整準備時間。
假充焊裝生產(chǎn)線每天可用工作時間為T3，調(diào)整準備時間為THh，車款Xi焊裝工序正常的生產(chǎn)時間為

焊裝生產(chǎn)線滾動生產(chǎn)計劃周期T中第P天車型Xi的原始計劃產(chǎn)量為

修訂計劃產(chǎn)量為
綜合以上，焊裝生產(chǎn)線在周期T內(nèi)第P天車款Xi的需要產(chǎn)量為 同樣，盡管滾動生產(chǎn)計劃的波動通過涂-總裝緩沖區(qū)以及焊-涂緩沖區(qū)的濾波作用后會有所減弱，但在波動比較大的情況下，還是會影響焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)；另外，不可抗拒的因素可能造成總裝生產(chǎn)線，涂裝生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線故障，這同樣可能引起焊裝生產(chǎn)線生產(chǎn)計劃的波動。因此，必須考慮生產(chǎn)計劃波動情況下的排產(chǎn)。同樣，在這里將波動分為四級，即一級波動、二級波動、三級波動和四級波動。下面將定義這四種不同的波動并分別給出在不同波動條件下的焊裝生產(chǎn)線的排產(chǎn)。
1.一級波動下焊裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于一級波動，為小幅波動，該波動不影響生產(chǎn)線的正常運行，生產(chǎn)計劃只需要在當天做出相應(yīng)的調(diào)整即增加或減少一定產(chǎn)能即可，不需要動用緩沖區(qū)庫存進行濾波。
排產(chǎn)結(jié)果 2.二級波動下焊裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 時，該波動屬于于二級波動。這時，第P的波動量已經(jīng)超過當日焊裝生線線的最大生產(chǎn)能力，但是前但前P天焊裝生產(chǎn)線總產(chǎn)量的平均值仍處焊裝生產(chǎn)線的最大產(chǎn)能范圍之內(nèi)。在這種情況下，可以將第P天的波動量可以提前P-1天執(zhí)行波動防御，將第P天的超出最大產(chǎn)能范圍內(nèi)的波動轉(zhuǎn)移到前P-1天，使得前P天焊裝生產(chǎn)線總體處于最大產(chǎn)能范圍之內(nèi)，焊裝生產(chǎn)線每天均能正常運行且能完成生產(chǎn)計劃。
排產(chǎn)結(jié)果前P天中第p天車型Xi的修訂計劃產(chǎn)量為

預警庫存為

滿足 3.三級波動下焊裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當前P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且滿足 和 時，該波動屬于于三級波動。這時，即使在前P天焊裝生產(chǎn)線每天都滿負荷工作，均不能滿足需要即完成生產(chǎn)計劃。那么，在這種情況下，就必須動用安全庫存來進行應(yīng)對。
排產(chǎn)結(jié)果前P天中第p天車型Xi的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 4.四級波動下焊裝生產(chǎn)線排產(chǎn) 當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 且前P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足 和 時，該波動屬于于四級波動。這時，即使焊接每天生產(chǎn)線滿負荷運作且動用安全庫存依然不能滿足需求，需要將部分計劃延遲生產(chǎn)。
排產(chǎn)結(jié)果前P天中第p天車型Xi的修訂計劃產(chǎn)量為

滿足 車型Xi的延遲數(shù)量為
權(quán)利要求
1.一種汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)，包括總裝作業(yè)模塊、涂裝作業(yè)模塊和焊裝作業(yè)模塊，三大模塊分別完成總裝生產(chǎn)線、涂裝生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)，其中，
所述總裝作業(yè)模塊包含總裝上線采集器(1)、總裝下線采集器(2)、總裝作業(yè)電子看板(3)、滾動生產(chǎn)計劃管理器(4)和總裝作業(yè)排程器(5)，所述總裝上線采集器(1)安裝在總裝生產(chǎn)線上線處，用于采集總裝上線車輛的信息，并將所采集到的信息傳送到總裝作業(yè)排程器(5)中；所述總裝下線采集器(2)安裝在總裝生產(chǎn)線下線處，用于采集總裝下線車輛的信息，并將所采集到的信息傳送到總裝作業(yè)排程器(5)和滾動生產(chǎn)計劃管理器(4)中；所述總裝作業(yè)電子看板(3)安裝在總裝生產(chǎn)線上，用于顯示從總裝作業(yè)排程器(5)中傳送來的總裝作業(yè)信息；所述滾動生產(chǎn)計劃管理器(4)用來實時管理滾動生產(chǎn)計劃，并將滾動生產(chǎn)計劃傳送到總裝作業(yè)排程器(5)中；所述總裝作業(yè)排程器(5)與總裝上線采集器(1)和總裝下線采集器(2)連接，接收總裝生產(chǎn)線的上線車輛和下線車輛信息，并根據(jù)滾動生產(chǎn)計劃，安排總裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，同時結(jié)合涂裝作業(yè)模塊的空車身庫存數(shù)據(jù)庫(6)，將滾動生產(chǎn)計劃所需的空車身信息傳送到所述涂裝作業(yè)模塊；
所述涂裝作業(yè)模塊包含空車身庫存數(shù)據(jù)庫(6)、涂裝上線采集器(7)、涂裝下線采集器(8)、涂裝作業(yè)電子看板(9)和涂裝作業(yè)排程器(10)，所述空車身庫存數(shù)據(jù)庫(6)用來存儲空車身庫存信息，包括各種型號空車身的入庫時間、數(shù)量和位置信息；所述涂裝上線采集器(7)安裝在涂裝生產(chǎn)線上線處，用于采集涂裝上線車身信息，并將所采集到的信息傳送到涂裝作業(yè)排程器(10)；所述涂裝下線采集器(8)安裝在涂裝生產(chǎn)線下線處，用于采集涂裝下線車身信息，并將所采集到信息傳送到涂裝作業(yè)排程器(10)與空車身庫存數(shù)據(jù)庫(6)；所述涂裝作業(yè)電子看板(9)安裝在涂裝生產(chǎn)線上，用來顯示從涂裝作業(yè)生產(chǎn)線上傳送來的涂裝作業(yè)信息；所述涂裝作業(yè)排程器(10)與涂裝上線采集器(7)和涂裝下線采集器(8)連接，接收涂裝生產(chǎn)線的上線車身與下線車身信息，并根據(jù)總裝作業(yè)排程器(5)傳送來的所需的空車身信息以及空車身庫存數(shù)據(jù)庫(6)中的空車身信息，安排涂裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，并將生產(chǎn)任務(wù)傳送到涂裝作業(yè)電子看板(9)，同時，其結(jié)合所述焊裝作業(yè)模塊中的白車身庫存數(shù)據(jù)庫(11)的白車身信息，將所需白車身信息傳送給焊裝作業(yè)模塊；
所述焊裝作業(yè)模塊包含白車身庫存數(shù)據(jù)庫(11)、焊裝上線采集器(12)、焊裝下線采集器(13)、焊裝作業(yè)電子看板(14)和焊裝作業(yè)排程器(15)，所述白車身庫存數(shù)據(jù)庫(11)用于存儲白車身庫存信息，包括白車身入庫時間、數(shù)量和位置信息；所述焊裝上線采集器(12)安裝在焊裝生產(chǎn)線上線處，用于采集焊裝生產(chǎn)線上線車型信息，并將采集到的信息傳送到焊裝作業(yè)排程器(15)中；所述焊裝下線采集器(13)安裝在焊裝生產(chǎn)線下線處，用于采集焊裝生產(chǎn)線下線車型信息，并將所采集到的信息傳送到焊裝作業(yè)排程器(15)及白車身庫存數(shù)據(jù)庫(11)中；所述焊裝作業(yè)電子看板(14)安裝在焊裝生產(chǎn)線上，用于顯示從焊接作業(yè)排程器(15)中傳送來的焊接作業(yè)信息；所述焊裝作業(yè)排程器(15)與焊裝上線采集器(12)和焊裝下線采集器(13)連接，接收焊裝生產(chǎn)線的上線車型和下線車型信息，并根據(jù)涂裝作業(yè)排程器(10)傳送來的所需白車身信息和白車身庫存信息安排焊裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)，并將生產(chǎn)任務(wù)傳送到焊裝作業(yè)電子看板(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，對于所述總裝生產(chǎn)線滾動生產(chǎn)計劃中在周期T內(nèi)的任意第P天的車款XiCj，所述總裝作業(yè)排程器(5)安排該車款的總裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)的具體過程為
(1)當該第P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，則車款XiCj在該第P天的總裝修訂計劃產(chǎn)量
其中，
為該車款XiCj的總裝原始計劃產(chǎn)量；
(2)當該第P天總裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天總裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，則該前P天中任意第p天的車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量
滿足
(3)當該第P天總裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天總裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，前P天中該第p天的車款XiCj的總裝修訂計劃產(chǎn)量
滿足
其中，ψZp為隨機變量，ψZp∈{0，1}，當ψZp取1時，表示總裝生產(chǎn)線在第p天處于平穩(wěn)運行狀態(tài)，ψZp取0時，表示總裝生產(chǎn)線在該第p天處于滿荷運行狀態(tài)；
(4)當前P天總裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，前P天中該第p天車款XiCj的總裝修訂計劃產(chǎn)量
滿足
且車款XiCj的延遲數(shù)量為
其中，X1，X2，...，Xi，..，XM分別表示M種車型，C1，C2，...Cj...，CK分別表示每種車型包括的K種顏色；XiCj為車款，表示車型為Xi、顏色為Cj的車，
為正常情況下車款XiCj在總裝生產(chǎn)線上生產(chǎn)時間，
為車款XiCj的最小生產(chǎn)時間，
為總裝生產(chǎn)線處于滿負荷進行狀態(tài)時的車款XiCj的生產(chǎn)時間，
為前P天中第p天的車款XiCj的原始計劃產(chǎn)量；T1為總裝生產(chǎn)線每天可用工作時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，對于所述涂裝生產(chǎn)線滾動生產(chǎn)計劃中在周期T內(nèi)的任意第P天的車款XiCj，所述涂裝作業(yè)排程器(10)安排該車款的涂裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)的具體過程為
(1)當該第P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，車款XiCj在該第P天的涂裝修訂計劃產(chǎn)量
其中，
為該車款XiCj的涂裝原始計劃產(chǎn)量；
(2)當該第P天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，前P天中的第p天車款XiCj的涂裝修訂計劃產(chǎn)量
和預警庫存
滿足
(3)當?shù)赑天的涂裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天的涂裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
和
時，前P天中第p天車款XiCj的修訂計劃產(chǎn)量為
滿足
(4)當?shù)赑天的涂裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天的涂裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
和
時，前P天中第p天車款XiCj的涂裝修訂計劃產(chǎn)量
滿足
且車款XiCj的延遲數(shù)量為
其中，
為涂裝-總裝緩沖區(qū)中該第P天車款XiCj的實際庫存，
為安全庫存，
為預警庫存，BTZmax為最大庫存；
為車款XiCj在涂裝生產(chǎn)線上生產(chǎn)時間，其保持不變；
為前P天中第p天的車款XiCj的原始涂裝計劃產(chǎn)量，T2為涂裝生產(chǎn)線每天可用工作時間，TTh為每次換色的準備時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，對于所述焊裝生產(chǎn)線滾動生產(chǎn)計劃中在周期T內(nèi)的任意第P天的車型Xi，所述焊裝作業(yè)排程器(15)安排該車款的焊裝生產(chǎn)線生產(chǎn)任務(wù)的具體過程為
(1)當?shù)赑天的原始計劃產(chǎn)量波動滿足
時，車型Xi在第P天的焊裝修訂計劃產(chǎn)量
其中
為車款XiCj在第P天的焊裝原始計劃產(chǎn)量；
(2)當?shù)赑天的焊裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天焊裝原始計劃的產(chǎn)量波動滿足
時，前P天中第p天車型Xi的修訂計劃產(chǎn)量
和每天的預警庫存
滿足
(3)當前P天的焊裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且滿足
和
時，前P天中的第p天的車型Xi的焊裝修訂計劃產(chǎn)量滿足
(4)當該第P天的焊裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
且前P天的焊裝原始計劃產(chǎn)量波動滿足
和
時，前P天中的第p天的車型Xi的焊裝修訂計劃產(chǎn)量滿足
且車型Xi的延遲數(shù)量為
其中，
為焊裝-涂裝緩沖區(qū)第P天車型Xi的實際庫存，
為安全庫存，
為預警庫存，BHTmax為最大庫；
為前P天中的第p天的車型Xi的焊裝原始計劃產(chǎn)量，T3為焊裝生產(chǎn)線每天可用工作時間，THh為調(diào)整準備時間，
為車款Xi的焊裝工序正常的生產(chǎn)時間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽車整車生產(chǎn)計劃動態(tài)自動排產(chǎn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含大三模塊，即總裝作業(yè)模塊、涂裝作業(yè)模塊和焊裝作業(yè)模塊。三大模塊分分別完成總裝生產(chǎn)線、涂裝生產(chǎn)線和焊裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)計劃排產(chǎn)。通過將車身焊裝、涂裝和總裝車間的關(guān)聯(lián)生產(chǎn)計劃進行集成管理，將上游車間的生產(chǎn)計劃與下游車間的生產(chǎn)計劃統(tǒng)一起來，能夠?qū)崿F(xiàn)不同車間制造資源的優(yōu)化配置，降低車身庫存，同時，保證每個車間所需要的車身能及時供應(yīng)。
文檔編號B62D65/00GK101823519SQ20101016589
公開日2010年9月8日 申請日期2010年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月10日
發(fā)明者喻道遠, 邵新宇, 安進, 李蘇珂, 舒彪, 馮武堂, 劉盛強, 聶衛(wèi)東, 李崢峰, 張三強, 黃剛, 張國軍, 何林春 申請人:華中科技大學