1.1目的及意义

在进入21世纪之后，伴随着中国加入WTO，汽车制造业成为我国国民经济增长的主要来源之一，为适应市场需求的多样化，汽车生产线面临着柔性化的挑战。从全球汽车制造业的发展来看，汽车制造业经历着从单位作坊式生产到福特公司提出的刚性生产线大规模制造直至今日以丰田公司为代表的大规模定制化生产，汽车制造业正在经历着从绝对数量的充分个性化生产的过程的转变^[1]。汽车制造业面临着一个矛盾：消费者的需求越来越多样化，单一品种大规模生产的模式已经不再能满足消费者愈来愈强的个性化需求；而生产的经济性却要求更多的标准化，这是目前生产型企业所面临的两难境地，它要求以大批量生产的成本和速度，向客户提供个性化的产品。

由于对于装配生产线平衡（尤其是混流模式之下生产线平衡）控制不好，往往导致生产线旁缺件而面临停线；本文通过对于装配线平衡过程的数学建模和算法构建，详细分析装配工艺的装配操作的分类和排序，实现生产线装配工艺过程的物流过程最优化。通过生产线平衡过程的分析，实现最佳的装配操作的组合和分配，最大化实现装配工艺的节拍同步，最终实现装配精益生产。

论文通过对生产线工位工序进行改进排布研究，调整节拍时间，最终使生产线平衡优化，具有以下三方面意义：

（1）从生产线的整体工艺着手进行研究和改善，能够消除和改进工序之间不合理的地方，从而提高设备的利用率和工作人员的工作效率，可以达到减少设备停工的目的，同时也会降低工作人员的疲劳度；

（2）分析生产线的流程，找出其中的瓶颈工位，明确其原因，对其生产节拍或生产顺序进行改善，减少在制品的堆积，使流水线的生产装配过程更加通畅；

（3）在对生产线平衡问题改善研究时，要考虑生产节拍占生产作业总工时的比例，只有当生产节拍和作业总工时平衡，才能将时间和生产线资源进行合理利用，获得高产出，提高生产平衡率，降低生产平滑指数，从而提高生产效率，降低生产成本。

1.2国内研究现状

国内对生产线平衡问题的研究拓展到了很多方面。李险峰提出了一种包含模拟退火思路和自适应遗传算子的改进遗传算法的思路，为＂装配生产线平衡＂问题研究领域分析提供新思路和实现手段 ^[1] ；周亮运用最优化模型和人工智能算法来研究装配线平衡并运用遗传算法来优化装配线平衡^[2]；林金提出装配线平衡的实际应用，求解了中气轿车总装试制线平衡问题，可以指导汽车厂商对汽车装配线的平衡优化^[3]；林秀木学者从工艺、设备、人员方面分析生产线，找出问题点，根据遗传算法针对其问题点进行生产线平衡改善^[4]；陈维余根据工位任务量、瓶颈工序、操作是否规范、工具摆放是否合理等指标对生产线进行调整，最终提高生产线平衡率^[5]；李晓磊学者提出了一种新型的智能算法——人工鱼群算法^[6]； 陈揆能通过对生产线特定工序的分析，对生产线进行了改善，针对改进后的生产环节进行PLC控制设计，完成对整个生产环节的自动化设计^[7]； 于哲舟，钟一文等学者运用粒子群算法解决一些二次分配问题，相较于遗传算法而言更具有灵活性和有效性，处理离散问题更方便^{[8] [9]}。