基于多种群遗传算法的装配线平衡问题研究

产品在制造过程中,装配作业成本大约占制造成本的30%,装配线平衡问题是影响装配作业效率的关键因素。在装配线平衡研究中,提出在固定作业工位下求解装配线平衡的问题,建立了以生产节拍和工位负荷均衡为目标的装配线平衡优化模型,采用多种群遗传算法对固定工位下装配线的生产节拍、工序分配、工位负荷均衡、装配线平衡率进行求解,并基于MATLAB环境实现了多种群遗传算法的编码和求解。最后通过实例求解,验证了模型和算法的可行性。结果分析表明:装配线平衡问题得到了较明显的改善。     

基于组合赋权的装配线作业人员优化配置

文章以装配线多技能作业人员为研究对象,首先依据作业人员在装配工位完成相应生产任务的历史数据,通过计算质量、时间和数量3个方面的评价因子,使用组合赋权评价方法确定各因子的动态权重,计算人员胜任力指数;基于胜任力指数实时矩阵,构建了以整条装配线上人员胜任力指数总和最大为目标的人员优化配置模型,并采用启发式求解算法进行优化求解,通过实例验证了所述方法的可行性和实用性。     

基于有向网络理论的U型装配线平衡问题研究

针对制造企业的复杂装配线工作站优化设计和生产柔性化要求,提出基于有向网络理论的解决办法.首先结合装配线平衡问题简单算例,说明装配流水线作业流程图满足有向图特征,并用矩阵表示,将复杂网络图信息转换为可计算的数据信息,实现了流水装配线平衡的计算机计算与程序设计.其次以29个节点装配流程为例,在满足作业元素的时间、流水节拍以及作业元素优先关系的约束条件下,以装配线时间损失率最小为优化目标,建立装配线平衡问题的数学模型.最后利用有向图网络理论计算装配线平衡问题和U型装配线设计,平衡率达到93.81%,验证了有向网络图理论求解生产线平衡问题的合理性和有效性,并实现了计算机程序计算.本研究为制造企业大型流水线设备自动化设计提供了一种新方法.     

随机型混流双边装配线仿真分析

在现有的确定型混流双边装配线平衡问题的基础上,考虑装配作业时间不确定性的特点,通过e M-Plant仿真软件建立了随机型混流双边装配线的仿真模型。该仿真模型对装配作业过程中可能遇到的不确定因素(工人作业时间随机变动)进行了仿真运行分析,仿真结果说明了:作业时间不确定因素对双边装配线各工位的平衡状况有重要影响。     

船体装配线划线优化遗传算法研究

船体装配线划线作业是与船体零件数控切割作业同时进行的,是现代造船模式中的一个重要环节.分析归纳了装配线划线作业的特点,以划线顺序和划线方向为参数,划线空走路径最短为目标,采用多参数混合编码法,建立了划线优化的遗传算法优化数学模型.对划线顺序和划线方向采用不同的遗传策略进行进化.提出的随机变异算子维持了种群的多样性,精英子自进化策略加快了种群进化过程.运用"贪心策略"初始化种群,提高了种群的适应度.仿真证明该模型是可行的,实际应用表明可有效减少划线空走路径,提高船厂生产效率.     

应用柔性工位边界的装配线

为解决传统刚性工位边界装配线在作业时间具有较大不确定性时出现大量未完成作业的问题,提出一种在工位之间引入重叠工作区域(即边界重叠区)、采用柔性工位边界替代传统刚性工位边界的一个柔性装配线系统的生产组织方式。建立了基于离散Markov过程的柔性装配线数学模型,提出了一种基于二分法的关于最小节拍时间的求解算法,从理论上证明了在特定未完成率下关于最小节拍时间的求解函数为单调递减函数,并给出了最小节拍时间的求解范围。一个简单的六工位装配线的算例计算结果表明:当边界重叠区长度占各工位长度16%和30%时,最小节拍时间与传统刚性工位边界装配线相比,降低至88.45%和83.45%,验证了柔性工位边界装配线能够有效地降低未完成作业的数量、提高装配工人平均利用率、提高装配效率。     

基于遗传算法的混流装配线工作站平衡研究

现有的装配线平衡方法缺乏关联性、系统性和整体性,未考虑混流水装配线工作站分配、排序及实际应用中除工艺顺序以外的约束问题.文章以车桥装配生产线为例,引入惩罚函数优化装配工艺顺序以外的约束,利用遗传算法对该问题进行编码求解,将工作站数最小与平衡率最高同时进行优化.最后通过实例进行仿真运算,以加强混流产品装配生产线工作站分配及平衡策略的可行性、有效性和前瞻性,为装配线尤其是车桥类装配线工作站分配和平衡提供了一种有效途径.     

混流装配线平衡问题与规划方法研究

针对客户需求变化、产品设计不断升级演进、装配技术与设备更新等迫使装配线再次调整与演进平衡的问题,综述了现有装配平衡/演进平衡的主要内容及研究进展。首先从混流装配线平衡、混流装配线再平衡两方面总结了混流装配线研究进展与平衡规划方法;其次,对混流装配线平衡问题的分类和通用解决方法进行了归纳与总结;最后,在以上研究分析的基础上提出了产品演进驱动下装配线平衡的进一步研究方向。     

考虑能效的多机器人协同装配线平衡方法

为解决工位内多机器人的协同装配问题,以装配线的节拍、能源的总消耗以及机器人的总投入成本最小为优化目标,建立了工位内多机器人协同作业的装配线平衡问题的数学模型.在此基础上,提出了一种基于工位码、任务码、机器人码三层编码的多目标混合帝国竞争算法,该算法融合了非支配排序遗传算法的排序规则,并引入了延迟爬山算法,以提高算法的搜索性能.最后,对算法进行仿真实验,结果表明该算法是有效、可行的.      

基于数字制造环境的可重构装配线仿真分析平台

以某汽车变速箱装配生产线制造系统为背景,应用多Agent制造及Holon制造模式改造传统装配生产线以提升其柔性与重构能力·针对基于agent与holon混合思想的可重构装配生产线的基础框架与实现等理论提供分析验证环境,提出应用数字制造技术构建面向可重构装配线的数字仿真验证平台·在分析面向重构装配线的仿真平台功能特征的基础上,构建了数字仿真验证平台的框架·研究了仿真平台开发中的系统集成、可视化仿真、可重构装配线性能分析等关键技术,最后给出了仿真平台的实例系统·     

Hierarchical planning for a surface mounting machine placement

For a surface mounting machine (SMM) in printed circuit board (PCB) assembly line, there are four problems, e.g. CAD data conversion, nozzle selection, feeder assignment and placement sequence determination. A hierarchical planning for them to maximize the throughput rate of an SMM is presented here. To minimize set-up time, a CAD data conversion system was first applied that could automatically generate the data for machine placement from CAD design data files. Then an effective nozzle selection approach implemented to minimize the time of nozzle changing. And then, to minimize picking time, an algorithm for feeder assignment was used to make picking multiple components simultaneously as much as possible. Finally, in order to shorten pick-and-place time, a heuristic algorithm was used to determine optimal component placement sequence according to the decided feeder positions. Experiments were conducted on a four head SMM. The experimental results were used to analyse the assembly line performance.     

基于遗传算法的自动装配顺序规划

笔者对自动装配顺序规划问题建立一种改进的遗传算法（Genetic Algorithms)。建立了装配体各零件间的可行装配方向元组,用于判断无干涉装配序列;提出5种合适的遗传算子,并以装配方向的改变次数作为装配顺序的适应值;采用一种适应值修改方案来避免算法过早收敛。算例表明,本文建立的装配顺序规划的遗传算法,能快速自动产生出满意的装配顺序方案。     

面向虚拟装配操作的交与辅助技术

针对虚拟装配系统中装配操作精度和效率低的问题,本文提出了基于约束元素包围盒的装配意图捕捉方法,根据约束元素的特征参数和配合类型,将位姿变换分解为点到线上、点到面上和直线平行三种位姿变换情况,提出基于位姿变换元素分解的约束精确定位求解算法,并通过对零件自由度的求解和目标约束方向上的运动分量映射,实现了零件的装配运动引导。最后通过一个典型装配结构的实例给出了装配操作的交互辅助流程,验证了算法的有效性。该算法已应用到面向航天产品的桌面虚拟装配系统中。     

面向虚拟装配操作的交互辅助技术研究

针对虚拟装配系统中装配操作精度和效率低的问题,本文提出了基于约束元素包围盒的装配意图捕捉方法,根据约束元素的特征参数和配合类型,将位姿变换分解为点到线上、点到面上和直线平行三种位姿变换情况,提出基于位姿变换元素分解的约束精确定位求解算法,并通过对零件自由度的求解和目标约束方向上的运动分量映射,实现了零件的装配运动引导。最后通过一个典型装配结构的实例给出了装配操作的交互辅助流程,验证了算法的有效性。该算法已应用到面向航天产品的桌面虚拟装配系统中。     

基于演化多目标算法的混合流水作业调度优化

针对供应链网络优化领域中的混合流水作业调度问题提出了一种新的多目标演化优化算法。给出了这类问题的通用优化模型，在此基础上，提出了基于流程的矩阵基因编码方案，动态适应度分配机制，并引入小生境保优策略构造了算法过程，利用收敛进程参数分析了算法的收敛性能。性能分析和算例实验表明算法对于高维多目标优化问题是有效的，且能够以较快的速度收敛。     

机器人化柔性自动装配线的总体性能分析

通过实验确定了机器人化柔性自动装配线中,底板零件到达时间间隔的概率密度函数服从ｆ（ｔ）＝ａｅｘｐ（－ｂｔ）所决定的分布规律。运用随机服务系统理对该装配线进行了仿真研究,分析了底板到达时间间隔的均值、各装配工位自动装配机服务时间的分布参数和缓冲区大小对装配线性能的影响,提出了若干改进建议,使装配线运行状态更良好。     

双边装配线平衡的启发式算法

针对目前研究较少的双边装配线平衡问题,分析、研究了双边装配线平衡的特点,建立了问题的数学模型,并提出一种有效的启发式算法.在该算法中,采用基于位置的任务分配策略,运用多个启发式规则,如具有操作方位约束的任务将被优先分配,来进行任务的选择与分配;通过综合考虑E型任务在装配线双边的状况,确定其分配的具体方位,最大化E型任务的调节作用.大量实例运算结果表明,该算法具有较好的性能.     

装配线生产的计算机管理(一)——单一型装配线系统的平衡问题

本文除了介绍国外有关装配线生产系统的一般概念外,着重阐述单一型无约束装配线系统平衡问题的Thomopoulos搜寻方法,并给出一种适合于计算机解的格式及相应的例题计算结果。本文还附带介绍了专为装备线系统的辅助管理而开发的ALB程序系统,以供参考。     

流水线调度的Petri网分析

给出了一种基于时延Petri网的流水线建模方法,并对单功能流水线给出求最佳调度方案的算法,对多功能流水线以实例说明了其最仁佳调度方案求法。     

高职应用日语专业课程体系的构建

我国经济的不断发展以及国际化步伐的加快,对高职应用日语专业人才的培养提出了更高的要求。为此,我们要及时调整不适应市场需求的课程体系,深化教学改革,以“平台＋岗位”人才培养模式,培养适应行业一线需要的高素质技能性专门人才。