基于并行策略的機動車檢測站工位布局優化

趙愛麗 陜西重型汽車有限公司 陜西西安 710000

1 引言

近年來，隨著機動車愈來愈大眾化【1】，機動車生成廠商進一步加大了生產力度。國家相關政策要求【2】【3】【4】【5】，在機動車出廠之前需要對其電子器件特性進行測試，只有檢測合格的機動車才能進入市場。待檢機動車數量的增加與檢測車間緩慢的檢測效率之間的矛盾越來越尖銳。因此，提升檢測設備利用率、優化檢測車間檢測效率、提升機動車檢測效率刻不容緩。本文從檢測車間布局出發，將當前的順序布局改進為并行布局，從硬件層面提升機動車檢測效率。

當前工業使用的機動車檢測策略是順序布局結合先來先服務（First In First Out， FIFO）策略的檢測模式【6】【7】。陳昌領等【8】對汽車綜合性能檢測線批次檢測車輛的建模與短期調度問題的研究，提出了一些關于汽車綜合性能檢測線批次車輛檢測排序和駕駛員人數安排的指導建議。黃文兵【9】通過研究汽車綜合性能檢測站的車間布局設計，基于批處理過程對給定數量的車輛上線檢測短期調度進行建模，實現了汽車檢測車間布局的優化。

本文結合并行策略，將檢測車間并行化優化，提出了一種基于并行策略的機動車檢測站工位布局優化模型。本文主要貢獻為：

⑴ 優化檢測車間布局，改順序布局為并行布局，使得各檢測設備可以并行檢測機動車，從硬件層面提升機動車的檢測效率。

⑵ 提升檢測設備的利用率。減低了檢測設備空轉時間。

本文后續部分的組織如下：第2節介紹了并行車間的設計思路；第3節給出了算法仿真過程以及對仿真結果進行了對比分析；最后是結論和對未來研究方向的展望。

2 并行車間設計

當前檢測車間布局為順序布局，各檢測工位順序排列。機動車在完成上一個檢測任務后，才能進入下一個檢測工位。這樣存在一個明顯的問題：當機動車在上一個工位完成檢測任務時，如果當前工位有機動車在檢測，那么只能在上一個工位等待。這樣必然導致完成檢測任務的機動車持續占用檢測工位，使得在該工位有檢測任務的機動車不能及時進入檢測。檢測車間順序布局，如圖1所示。

圖1 順序布局

當檢測車間為順序布局時，機動車按照箭頭方向，依次完成各工位的檢測任務。當下一個工位有車輛時，在本工位等待。為了解決機動車完成檢測任務仍在工位等待的問題，提出檢測車間并行布局，如圖2所示。

圖2 并行布局

當檢測車間為并行布局時，機動車按照箭頭方向，依次完成各工位的檢測任務。即當機動車完成檢測任務時，立即駛離檢測工位，檢測工位等待下一輛機動車檢測。并行布局可以完美的解決順序布局帶來的機動車完成檢測任務仍在該工位等待的問題。

3 驗證實驗

3.1 性能評價標準

⑴調度時間

完成一批機動車的檢測任務時，最后一輛機動車的完成檢測時間。

⑵總等待時間

機動車完成檢測項目申請到完成所有檢測任務之間的等待時間稱為該機動車等待時間。總等待時間表示為所有機動車的等待時間之和。機動車等待時間也可轉換為：機動車結束檢測時刻、開始檢測時刻、檢測任務總耗時，三者之差。平均等待時間，指總等待時間與檢測機動車總數之間的比值。

⑶資源利用率

完成一批機動車的檢測任務后，檢測工位檢測機動車的時間與檢測工位總運行之間的比值。

3.2 實例分析

將機動車的檢測項目和各項目的檢測耗時進行抽象，如表1所示。

表1 工位和檢測項目對應關系(分鐘)

5輛機動車{A, B, C, D, E}， 均申請表1中的檢測項目。分別將該5輛機動車在順序布局和并行布局上進行調度，機動車的調度過程，如圖3和圖4所示。

圖3 并行布局檢測Gantt圖

圖4 順序布局檢測Gantt圖

結合圖4可知，采用順序布局，5輛機動車在3個檢測工位上的調度耗時為39，機動車總等待時間為60，資源利用率為72.82%；結合圖4可知，采用并行布局，5輛機動車在3個檢測工位上的調度耗時為30，機動車總等待時間為33，資源利用率為100%；。通過實例對比，本文提出的并行布局在完成相同檢測任務的前提下，具有總調度時間短、等待時間短、資源利用率高的特點。

4 結論

本文提出了一種基于并行策略的機動車檢測站工位布局優化模型。該模型將順序檢測車間優化為并行檢測車間。通過實例分析可知，相比于順序布局，待檢機動車的平均調度時間減少23.07%、平均等待時間減少45%；檢測機構的資源利用率提高27.18%。

本文提出的檢測車間并行布局模型，在硬件層面提升了檢測車間的檢測效率。在下一步準備結合實際情況，對機動車檢測調度算法進行研究。