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PBS 缓冲区


由于总装工艺是四大工艺中的工艺过程最为复杂,所耗工时最多,自动化程度最 低,因而经 PBS 缓冲暂存并进行重新排序后进入总装车间的车身序列不仅应保证得各 工位生产负荷基本均衡,而且还应保证各种物料消耗平准化。因此在四大工艺之间的 缓冲区中,位于涂装工艺与总装工艺之间的 PBS 对整个汽车生产效率有到至关重要的 影响,PBS 的工作效率高低直接影响到总装车间的生产效率高低,进而影响到整车生 产的效率。PBS 控制投入到总装生产线的车辆顺序,尽可能保证总装车间生产线各工 位生产负荷平衡和物料消耗平准化。 另外,涂装车间每换一种颜色,就要进行喷头清洗,从而产生喷头清洗费用,因 此喷涂车间的优化目标主要是尽量一次喷涂尽可能多相同颜色的车身;而总装车间为 了保证总装混流装配线各工位生产负荷平稳和物料消耗平准化,其优化目标主要是尽 可能分散相同配置车身。因此涂装车间与总装车间两者的优化目标是冲突的,而 PBS 的主要目标就是消除涂装车间与总装车间的这种冲突。 PBS 运输机械一般包括若干条组成车身存储区的车身存储线,一条调度排序返回 车身线(主要用于车身重新排序与空吊具的返回),一条 PBS 上线车身线(用于连接 PBS 与涂装车间,涂装车间的车身下线后通过该线进入 PBS)和一条总装上线车身线 (用于连接 PBS 与总装车间,PBS 内的车身通过该线进入总装车间)以及一定数量的 吊具,车身置于吊具内,大链通过自身不断的运动带动线链上的吊具运动,从而实现 车身在 PBS 系统内的运动。

车身从涂装车间加工完成后进入 PBS 的缓冲区之后,PBS 现场操作人员给车身贴 上汽车配置清单,以指导总装车间的工人组装各类零部件。这些配置清单是 PBS 现场

操作人员根据从涂装进入 PBS 的顺序从 MES 或其它企业应用系统中导出并打印出来的。 总装上线序列表是根据总装的生产订单与 PBS 系统内车身的位置信息来决定的,PBS 操作员工在决定总装上线序列后,再以纸质文档的形式传给总装配料中心,待总装物 料配送中心确认后,PBS 操作员工再依次进行车身发放。

PBS 操作模块负责 PBS 内日常控制操作如车身的重新排序,车身发放等,从而使 PBS 现场操作人员从 PBS 现场各个 PLC 的独立操作面板中解脱出来。总装上线序列管 理模块负责自动将即上线的车身序列发送至总装物料配送中心和相应的总装生产管理 人员,以便让总装物料配送中心有充足的配料,备料时间以及让总装车间有充足的生 产准备时间。 线性缓冲区(Selectivity Bank):如图 1.6 所示,线性缓冲区有多条并列的通道,每一 通道为一个 FIFO 类缓冲区,工件从上游进入缓冲区时根据调度策略选择其中一条通道 进入;同样在工件流出缓冲区时,根据约束条件和调度策略,选择其中一条通道上最前面 的一个工件释放,进行车身队列的重排序功能。 链表式缓冲区:主要特征先进先出(First in First out,简称 FIFO),只能实现简单的存 取操作,不具备工件排序功能。

关联车间存在排序能力缓冲区的情况,根据缓冲区排序策略不同,又可分以下三类: (1) 基于已知生产序列的缓冲区排序:在上下游车间分别编制生产计划的条件下,找 到一种将已知上游车间生产序列转换为下游车间计划序列的最优缓冲区排序策略;可以 最大限度地满足各车间自身的生产需求,但由于对缓冲区排序能力要求较高,一般也仅用 于采用了自由存取缓冲区的多车间排序。 (2) 基于部分属性序列的多车间关联生产排 序:借助于工艺属性解耦与延迟加载技术,在上游车间生产序列不可变的情形下,求解可 排序缓冲区支持下的下游车间最优生产序列。 (3) 基于可排序缓冲区的多车间关联生 产排序:研究在有限排序能力的缓冲区的支持下,求解上下游车间各自序列的方法,目标 是通过缓冲区的有限排序功能,使各车间的生产计划共同优化。它具有更好的经济性和 可操作性。 在线性排序缓冲区方面,宋成等[27]考虑了满足总装车间的接近禁止和车型均匀化 的约束的条件下,对线性 PBS 缓冲区提出了 PBS 进出站调度优化方法,并采用了仿真的 方法验证了算法的优越性,并进行了灵敏度分析。 甘颖杰等开发了基于启发式规则进出 WBS 缓冲区调度算法,利用计算机模拟技术 开发模拟分色线软件,对设计方案进行技术、经济的分析和比较,制定了最佳的柔性分色 线调度系统的设计方案。 黄刚[30]研究了基于线性缓冲区的多车间关联排序排序问题,采用综合启发式方法 和遗传算法的嵌套组合优化算法,其主要思想是将进出缓冲区的分为两个阶段,分别采用 启发式算法和遗传算法,并采用嵌套循环的方式求解,可以减少涂装车间的属性切换次数。 流水线可通过输送带的长度和运转速度来调节生产节拍 各个车型在各个工位的加工时间不同,怎么使得不同车型的两种车在前后两个不 同的工位节拍平衡

PBS 决策点分别为:AVI320、AVI401、AVI402、AVI403、Storage Out 5 个主要决策点,如图 3.8 所示。各个决策的功能需求描述如下: (1) 在 320 为进入 PBS 的入口,在这个决策点,系统根据机运系统读取 车辆 RFTag 将车辆信息传递给本系统,系统分析条码信息生成车辆的各个属性, 并在监控界面上产生此车辆。 (2) 401 决策点为分流决策点,车辆在此决策点可以分流至 3 个方向: 进入存储区、直通进入总装车间、进入 TF 车道(为某一特定车型的车道)。 (3) 道。 402 决策点为分流进入存储道点,系统根据规则判断需要进入的存储

(4) Storage Out 点存储区出车决策点,根据调度规则判断 5 条车道需 要出车的车道。 (5) 403 决策点为分流决策点,车辆在此点可以通过返回道进入存储区, 或者进入排序道,经过物料拉动后进入到总装车间进行生产,所以在此决策点 进入排序道的车辆还需要将车辆信息上传至 MES 系统(制造执行系统)进行物 料拉动。


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