汽车涂装车间的重排序问题研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

为满足消费者对产品多样化的需求的增长，汽车生产商提供了许多选项以供消费者选择，如车身颜色、天窗、座椅等，即产品的多样性理论上可达数十亿种^[1]。因此传统的福特T型车的大规模流水制造生产模式已不适用，面对这样多品种、小批量（批量甚至可能为1）的订单需求，许多生产商采用“混合模型装配线”进行汽车制造，即同一生产线上有大量同一基类的不同汽车。不同订单所需的零部件可能不同，该变异将导致安装时间、换模时间、工人的操作时间和物料供应时间的不同，因此为了节约时间和成本，在生产前将对订单根据特定的要求进行排序。

Boysen等(2009)^[1]对两种排序目标（降低工作负荷过载和JIT）和三种排序方法（混合模型排序、汽车排序和平准化生产）进行了说明，对三种排序方法构建了数学模型并对变量、目标和特性予以详细解释。

为逐步深入到本研究课题，本综述将分为以下几个部分：（1）重排序；（2）物理重排序；（3）虚拟重排序；（4）蚁群算法及其应用。

（1）重排序

实际生产中主要有三大车间：车身车间、涂装车间和总装车间。其中车身车间完成车身的焊接，涂装车间完成对白车身的喷漆，总装车间完成剩余操作。然而由于可能的突发事件如机器故障、物料短缺以及不同车间倾向的排序目标不同^[2]，在两个车间之间通常需要进行重排序以满足下一车间的生产需要。 本课题研究的重排序是在涂装车间前，如前所述，其排序目标是最小化序列内颜色改变次数。

Boysen等(2012)^[2]对于重排序的综述给出两个需要重排序的例子；构建了重排序的框架，其内容主要包括重排序的原因（主动或被动）、缓冲区的类型、规划水平（短期或长期）和相关决策问题以及重排序的五种常见目标或原则；概括了自动存取系统、线性缓冲区和拖引台三种常见的物理重排序缓冲区类型和虚拟重排序方面现有的研究；并为该领域进一步研究的方向提出了建议。

（2）物理重排序

关于涂装和总装车间前的物理重排序应用研究已有很多。其中大部分是采用线性缓冲区（mixed banks, selectivity banks）进行重排序：

Spieckermann等(2004)^[3]研究的是在涂装车间前使用线性缓冲区的物理重排序，作者提出这是一个在线的NP完全问题，可以用旅行推销商问题的模型表示；描述了线性缓冲区的进入和挑选汽车进入后续生产两个决策问题的规则和问题的特征；采用分支定界法求解同颜色车序列的最大批量；根据计算结果分析解和每条线容量、颜色分布等因素的关系。