2.3 激光拼焊生產線的生產規(guī)劃

　　生產規(guī)劃是對確定的生產任務，通過下達生產指令，安排設施和資源、加工時間及加工順序，獲得生產任務執(zhí)行時間或成本的最優(yōu)化。根據加工系統(tǒng)的復雜程度，生產調度可以分為單機規(guī)劃、Jop-shop規(guī)劃、Flow-shop規(guī)劃、Open-shop規(guī)劃、多機器并行加工(K.mach in einparalle1)規(guī)劃等基本類型。

　　激光拼焊生產線是基于性能的、動態(tài)的，其生產規(guī)劃問題是由Job-shop和Flow-shop型等基本規(guī)劃類型組合而成。根據交貨期、工藝路線、設施和資源等約束條件規(guī)劃，來確定生產組織與調度，得到時間或成本的最優(yōu)化。激光拼焊生產線由各相對獨立的加工島區(qū)通過耦合關系構成整個生產線，整個生產線的平衡是生產規(guī)劃的核心問題。其規(guī)劃原則為：

　　1)整個生產線的生產要保持一定的節(jié)拍；

　　2)在每個加工島區(qū)內部，采用自由節(jié)拍的方式，發(fā)揮加工島區(qū)的自治功能；

　　3)每個加工島區(qū)可以獨立定義子工作流，并相對獨立地執(zhí)行子工作流；

　　4)在遇到緊急任務的情況下，加工島區(qū)可進行局部調整或并行執(zhí)行工作流程；但必須保證單個加工島區(qū)的生產節(jié)拍與整個生產線的生產規(guī)劃相匹配。最終的實際生產線布局如圖4所示。

　　圖4 實際激光拼焊生產線的布局圖

　　2.4 激光拼焊質量控制規(guī)劃

　　激光拼焊是大批量、高速焊接的，主要用于汽車行業(yè)的車身焊接，因此就要求拼焊產品具有嚴格的質量保證。實際生產中采用基于SPC的規(guī)劃，SPC(統(tǒng)計過程控制，Statistics Process Contro1)是通過對過程的各個階段(前期的切割或者剪切，后期的激光焊接)進行監(jiān)控和診斷來提高與保證質量。當生產過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)時，通過過程能力指數(Process Capability Index)判斷產品是否滿足所規(guī)定的質量要求。過程能力指數是指過程能力滿足標準要求的程度，是衡量加工過程內在質量控制一致性的指標，通常用C表示。對于大批量生產的激光拼焊產品，當過程處于穩(wěn)態(tài)時，其整個生產過程能力指數CPK滿足1133[CPK]1.67，表明過程能力充分，并保證產品質量。

        一般來說，同一批量的激光拼焊產品，在原材料、焊接工藝和操作方法確定的情況下，焊接過程本身較為穩(wěn)定。引起激光拼焊生產在過程中的產品質量變異的主要因素包括：機械設備的正常磨耗及故障、工裝夾具的精度誤差、相關工序間質量累積誤差。產品的質量特征服從正態(tài)分布，設備故障的概率分布服從指數分布。#p#分頁標題#e#

　　激光拼焊生產線質量控制規(guī)劃，是對上述影響因素提出設計方案和控制策略。激光拼焊生產線由多道工序、多臺設備組成的復雜生產系統(tǒng)，應以離散事件動態(tài)系統(tǒng)的建模理論建立質量仿真系統(tǒng)，考慮生產系統(tǒng)的隨機因素和阻塞狀態(tài)時各工序、設備影響質量的不同概率分布，并考慮其相互疊加的綜合影響，以總過程能力指數CPK滿足規(guī)劃要求為目標函數，引入由設計人員經驗得到的最低工序成本加權，求得各工序的過程能力指數。

　　激光拼焊各專用設備及工裝的精確估算值T1的估算以各工序CPK為依據，T1=T1/K1，(1)式中：T1為該工序的質量設計目標值(工序的精確控制值)；K1為與CPK有關的經驗值，一般為2CPK。

　　總之，激光拼焊生產線規(guī)劃的研究目標就是要在保證激光拼焊產品質量的前提下，最大限度地發(fā)揮整條激光拼焊生產線最大效益的多目標規(guī)劃。激光拼焊生產線設計規(guī)劃的主要內容和關鍵問題包括：激光拼焊工藝、激光拼焊生產規(guī)劃、激光拼焊生產線布局及激光拼焊的多元質量控制規(guī)劃。

　　3 結語

　　激光拼焊生產線是自動化程度高、投資大、開發(fā)周期長的復雜制造系統(tǒng)。生產線的規(guī)劃與設計對保證擬建的生產線實現(xiàn)高質量、低成本、高效率的綜合技術系統(tǒng)起到至關重要的影響。指出了激光拼焊生產線規(guī)劃中的主要問題和相關規(guī)劃，實際工作表明對激光拼焊生產線規(guī)劃的研究對實際生產線的設計與開發(fā)具有重要的參考價值。