一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法技术

本发明专利技术提供了一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法，针对混合产品的装配线，基于装配工艺装配操作、工装设备以及零部件间的相似关系和混合产品装配工艺相似性，建立装配工艺相似矩阵；对装配工艺相似矩阵进行模糊聚类，生成装配线模块划分方案集；对该装配线模块划分方案集进行评价，得到最优装配线模块划分方案。本发明专利技术将不同产品的整条装配线划分成若干个装配模块，合理构建和调整装配系统，提高系统柔性和装配效率。

【技术实现步骤摘要】
一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法
本专利技术涉及装配系统规划
，具体涉及一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的发展和社会水平的提高，市场竞争日趋激烈，现代企业面临着严峻的挑战。动态多变的市场以及客户产品需求的多元化和个性化迫使制造业生产模式发生根本性变革。单一的量产产品已经逐步被个性化的产品所取代，传统的大规模生产方式也已经难以满足市场个性化的需求。为了应对动态多变的市场的挑战，现代企业在考虑生产成本和质量的同时，必须提供多元化的产品选择以满足客户的个性化需求。大规模个性化定制生产方式应运而生。大规模个性化定制，根据不同客户的个性化需求，以低成本、高效率、高质量来提供定制化产品的生产方式。大规模定制为制造企业提高市场竞争力提供了新的途径，也不可避免地对传统的生产组织形式带来了严峻的挑战。大规模定制要求生产系统具有高柔性、低成本、高效率和变批量等特点，而现代企业的流水线、机群式制造和单元制造等组织形式都无法满足上述要求。同时，目前产品模块化设计方法已广泛应用于产品设计过程中，并取得了显著的成果，但是现有的生产模式难以满足模块化产品的生产与装配。为了保障装配过程能快速响应客户需求，必须对传统的装配线进行模块划分，并根据定制产品和划分的装配线模块，合理组织装配任务，提高系统柔性和装配效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法，将不同产品的整条装配线划分成若干个装配模块，合理构建和调整装配系统，提高系统柔性和装配效率。本专利技术的具体实施方式如下：一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法，，针对混合产品的装配线，基于装配工艺装配操作、工装设备以及零部件间的相似关系和混合产品装配工艺相似性，建立装配工艺相似矩阵；对装配工艺相似矩阵进行模糊聚类，生成装配线模块划分方案集；对所述装配线模块划分方案集进行评价，得到最优装配线模块划分方案。进一步地，所述装配工艺相似矩阵的建立方法为：根据产品装配工艺之间装配操作、装配设备的相似性，建立装配工艺操作相似矩阵，装配工艺操作矩阵为一个n行n列的矩阵，n表示装配工艺的数目，矩阵第i行或第i列均表示装配工艺i，矩阵元素Pij∈[0,1]表示工艺i和工艺j的装配操作和工装设备的相似性，nij表示工艺i和工艺j相似操作的数量，Nij表示工艺i和工艺j所有操作的数量；根据装配工艺之间的装配零部件间的相似性，建立装配工艺零部件相似矩阵，装配工艺零部件矩阵为一个n行n列的矩阵，矩阵元素Cij∈[0,1]表示工艺i和工艺j所装配零部件的相似性，mij表示工艺i和工艺j相似零部件的数量，Mij表示工艺i和工艺j所有零部件的数量；根据不同产品工艺相似性，建立产品装配工艺相似矩阵，产品装配工艺相似矩阵为一个n行n列的矩阵，矩阵元素Sij∈[0,1]表示不同产品装配工艺的相似性，lij表示包含工艺i和工艺j的产品种类的数量，Lij表示所有产品种类的数量；确定装配工艺操作相似矩阵、装配工艺零部件相似矩阵和产品装配工艺相似矩阵的权重，构建装配工艺相似矩阵。进一步地，所述权重根据专家评价方法确定。进一步地，评价装配线模块划分方案集的方法为：确定装配线划分方案评价指标：模块内相似性、模块间独立性、装配复杂程度、模块冗余度，并利用专家评价方法确定各评价指标权重；根据评价指标对各装配线模块划分方案进行比较和评价，确定所述各装配线模块划分方案的得分；针对评价指标权重，比较各装配线模块划分方案，确定最优方案。有益效果：本专利技术通过对混合产品装配工艺的相似性关系进行分析，采用将工程问题转化为矩阵问题求解的思想，使用模糊矩阵方法对装配模块进行划分，并生成装配模块划分方案集。采用综合评价方法对划分方案进行比较和分析，确定装配线模块划分最优方案。通过此方法进行装配线模块划分，将不同产品的整条装配线根据相似性划分成若干个装配模块。划分的装配模块可以独立完成相应的装配操作及功能，模块内部具有较高的相似性，而模块之间具有较高的独立性。企业可以针对不同的产品种类及批量，选择合适的装配模块的种类和数量，合理构建和调整装配系统，完成不同配置产品的装配，从而提高装配系统的柔性和对客户需求的响应速度，减少装配系统的复杂程度，提高装配系统的装配效率。附图说明图1是混合产品的相似性矩阵；图2是混合产品的模块划分方案集；图3是最终的装配系统模块划分方案。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。某类产品不同配置的变速箱和后桥的装配系统，共装配四种不同配置的产品，产品及其装配工位如表1所示。表1产品装配工位配置表由于不同产品装配工艺存在差异，无法通过简单的相关性分析进行装配系统的模块划分。而传统的划分方案更多地针对于产品模块，缺少科学有效的方法和工具对装配系统及装配工艺进行模块划分。本专利技术提供了一种面向个性化定制产品的装配系统模块划分方法，首先，针对混合产品装配过程，根据装配工艺装配操作、工装设备以及零部件间的相似关系和不同产品的工艺相似性，建立装配工艺相似矩阵SMAP(Similaritymatrixofassemblyprocesses)；运用模糊聚类方法，对装配工艺相似矩阵进行模糊聚类，生成装配系统模块划分方案集；最后，运用综合评价方法，结合装配系统模块特点和柔性制造需求，实现面向个性化定制产品的装配线模块划分。具体步骤如下：步骤1：建立装配工艺相似矩阵SMAP：步骤1.1：根据产品装配工艺之间装配操作、装配设备的相似性，建立装配工艺操作相似矩阵SMAPP(Similaritymatrixofassemblyprocessesprocedure)。SMAPP矩阵为一个20行20列的矩阵，矩阵第i行或第i列均表示装配工艺i，矩阵元素Pij∈[0,1]表示工艺i和工艺j的工艺操作和工装设备的相似性，nij表示工艺i和工艺j相似操作的数量，Nij表示工艺i和工艺j所有操作的数量；若装配操作和工装设备完全相同，则矩阵元素Pij＝1。如图1(1)所示为混合产品的装配工艺操作相似矩阵，以工艺1(变速箱轴类分装)和工艺2(后桥轴类分装)为例，均完成齿轮和卡簧的连接操作以及轴承的压装，基本装配操作以及所用的装配设备均相同，故而矩阵元素P12＝1；而对于工艺1(变速箱轴类分装)和工艺3(变速箱中间轴、输出轴装配)，工艺1执行齿轮和卡簧的安装操作以及轴承的压装，主要包括齿轮安装操作两次、卡簧安装操作两次、轴承压装操作两次，运用的设备主要为压装机。而工艺3执行齿轮安装操作两次、轴类安装两次以及轴承压装操作两次，运用的设备主要为压装机和吊装设备，工艺1和工艺3操作的数目共12次，而相似的操作只有齿轮安装2次与轴承压装2次，故而矩阵元素P13＝4/12≈0.3。步骤1.2：根据装配工艺之间的装配零部件间的相似性，建立装配工艺零部件相似性矩阵SMAPC(Similaritymatrixofassemblyprocessescomponents)。SMAPC矩阵为一个20行20列的矩阵，矩阵第i行或第i列表示装配工艺i，矩阵元素Cij∈[0,1]表示工艺i和工艺j所装配零部件的相似性，mij表示工艺i和工艺j相似零部件的数量，Mij表示工艺i和工艺j所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法，其特征在于，针对混合产品的装配线，基于装配工艺装配操作、工装设备以及零部件间的相似关系和混合产品装配工艺相似性，建立装配工艺相似矩阵；对装配工艺相似矩阵进行模糊聚类，生成装配线模块划分方案集；对所述装配线模块划分方案集进行评价，得到最优装配线模块划分方案。

【技术特征摘要】
1.一种面向个性化定制产品的装配线模块划分方法，其特征在于，针对混合产品的装配线，基于装配工艺装配操作、工装设备以及零部件间的相似关系和混合产品装配工艺相似性，建立装配工艺相似矩阵；对装配工艺相似矩阵进行模糊聚类，生成装配线模块划分方案集；对所述装配线模块划分方案集进行评价，得到最优装配线模块划分方案。2.如权利要求1所述的面向个性化定制产品的装配线模块划分方法，其特征在于，所述装配工艺相似矩阵的建立方法为：根据产品装配工艺之间装配操作、装配设备的相似性，建立装配工艺操作相似矩阵，装配工艺操作矩阵为一个n行n列的矩阵，n表示装配工艺的数目，矩阵第i行或第i列均表示装配工艺i，矩阵元素Pij∈[0,1]表示工艺i和工艺j的装配操作和工装设备的相似性，nij表示工艺i和工艺j相似操作的数量，Nij表示工艺i和工艺j所有操作的数量；根据装配工艺之间的装配零部件间的相似性，建立装配工艺零部件相似矩阵，装配工艺零部件矩阵为一个n行n列的矩阵，矩阵元素Cij∈[0,1]表示工艺i和工艺j所装配零...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡耀光，任维波，闻敬谦，关宇，高晗，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11