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。     

求解随机型双边装配线平衡问题的混合回溯搜索优化算法

针对现实生产中普遍存在的操作时间为随机的双边装配线平衡问题,提出一种混合回溯搜索优化算法。该算法将变邻域搜索算法的局部搜索能力融入到回溯搜索优化算法的全局搜索中,从而实现广度搜索和深度搜索的平衡。运用基于随机键的编码将用于求解连续问题的回溯搜索优化算法应用于离散组合优化问题,同时提出一种基于均衡双边负载的边选择策略和减少工位空闲时间的任务选择策略的解码方法,并将该方法同另外4种解码方法进行对比,以验证其优越性。标杆算例测试表明,所提出的算法具有可行性和有效性。     

改进智能水滴算法求解多目标混流装配线平衡问题

针对第Ⅰ类混流装配线平衡问题，为了更大限度地提高装配线效率，设计一种基于改进智能水滴算法的多目标混流装配线模型.该模型通过在选择工位的同时考虑启发式因素与土壤值来提高装配效率，在处理产品切换引起的负荷变化的同时，能够很好地优化装配线的工位数、平滑指数和操作关联度.通过使用帕累托分层对传统的智能水滴算法进行修改，从而达到一个帕累托集以实现目标的优化.利用若干个装配线问题的标杆算例对提出的算法进行测试并进行指标分析，实验结果显示与其他算法相比，本研究算法计算出的结果更优，非支配解比例、解集分布性等指标更好.     

拖拉机前机罩装配线平衡优化

为了优化生产,提高装配线效率,在对约束理论及装配线平衡研究的基础上,运用eM-Plant软件建立了拖拉机前机罩总成装配线的仿真模型。通过运行仿真,识别出了瓶颈工序,并提出了改进方案,消除了装配线上的堵塞现象,降低了工位闲置时间,提高了装配线平衡率。仿真分析的结果为装配线的规划与布局提供了科学依据。     

考虑作业人员疲劳度均衡的第一类装配线平衡

基于快速全身评估法对所有的作业姿势进行风险评估,考虑不同作业元素优先关系、不相容和同工位等约束,提出融合作业时间和作业姿势相互影响的工位累计疲劳度,构建最少工位数和最小工位累计疲劳度标准差的多目标优化模型,保证装配线工位少且疲劳度均衡.采用基于优先权重的编码,设计多目标粒子群算法,最后通过实例证明本方法的合理性与有效性.     

预防维护下装配线平衡的集成优化

在装配线生产过程中,当某个工位的设备突发故障时会导致全线停工,带来重大的经济损失,为此本文提出预防维护下的装配线平衡问题,对正常生产和设备维护两种情形下的生产负载进行集成优化。以给定工位数量下正常生产节拍、预防维护时的生产节拍以及两种模式切换时的工序调整数量的最小化为目标建立数学模型,采用遗传算法进行求解。案例分析表明,预防维护下的装配线平衡可有效实现正常生产与设备维护之间的快速切换,保证生产的高效性和稳定性。     

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。     

装配线多技能作业人员优化配置模型

人员配置是影响装配生产效率的重要因素。针对装配人员岗位能力描述问题,提出了岗位适应度的概念,以技能等级和给定时间段内人员执行装配作业的累计时间为参数对岗位适应度进行描述,建立了以人员岗位适应度最大和装配线各工位之间作业人员岗位适应度差异最小为目标的装配线人员优化配置模型,设计了一种基于岗位适应度矩阵的启发式求解算法,通过举例分析验证了方法的可行性。     

发动机装配线平衡问题的分析与改进

利用系统分析技术对洛阳北方易初摩托车有限公司发动机装配线的平衡问题进行了分析，分析认为调试工位是装配线的瓶颈工位，在瓶颈工位的调整中，用Delphi编制程序对装配线和调试线的节拍吻合进行了仿真，找出了二者最佳配合状态，并依此对发动机装配线进行了调整。对调整前后的综合分析表明：调整后的方案提高发动机的生产效率，降低成本，提升企业市场竞争力，从而提高企业经济效益。     

考虑切换时间的机器人装配线平衡优化方法

考虑装配过程中的切换时间,以装配线的工位节拍最小为优化目标,建立了机器人装配线平衡问题的数学模型.在此基础上,将自适应策略引入模拟退火遗传算法框架中,构建了自适应模拟退火遗传算法.以轿车制造车身车间左前门内板总成的焊接装配为例,分别对比了标准遗传算法、模拟退火遗传算法及自适应模拟退火遗传算法在解决该问题方面的性能,结果表明自适应模拟退火遗传算法在解的性能和算法收敛性两个方面表现出了较大的优势.     

任务分区及工位约束下装配线第二类平衡研究

装配线平衡直接影响产品产量,也是在装配线布局初始或重构时所必须面临的问题.针对第二类装配线平衡问题(ALBP-2),构建了一种考虑优先关系约束、任务分区约束和工位约束的多目标优化模型.为提高模型求解效率,采用逐步缩小节拍搜索范围的动态步长方法,提出基于自动机回溯算法的改进粒子群算法,提高了任务分配合理性,快速搜索出具有最小节拍和负载平滑系数的任务分配方案.引入任务分配矩阵表示每个工位上的任务分配情况,使结果描述更加明确.通过案例分析验证了所提模型和方法的有效性.     

基于改进型遗传算法的混流U型装配线第二类平衡问题

针对最小化生产节拍的第二类混流U型装配线平衡问题,构建了混合整数规划模型,并设计了改进型遗传算法求解.在遗传算法的解码过程中,采用3种搜索方式将工序分配到工作站,比较了3种搜索方式下的工作站时间,并参照期望生产节拍值筛选出最优的工作站分配方式,再根据分配方式的寻优情况判断是否自动更新期望生产节拍值.通过大量的标准算例,...     

需求波动情况下千斤顶装配线的设计及应用

制造业企业管理人员凭经验估算装配线产量,对合理产量缺乏量化分析,导致需求季节性波动情况下,企业不知如何设计装配线和调配劳动力,针对这类问题提出相应设计方案和合理化建议。首先,分析千斤顶装配线的生产流程,测定各工位的标准作业时间。在此基础上,对装配线进行平衡,计算出不同节拍装配线合理产量。最后,针对装配线柔性生产的要求,提出两种新方案,并计算新方案的日产量和平均劳动力利用率。研究结果不仅帮助管理人员解决了产量计算的问题,而且解决了需求季节性波动下装配线设计的难题。     

自动生产线非实时性远程监控模型研究

针对自动生产线非实时性远程监控提出了一个三层结构模型,探讨了自动生产线与企业局域网之间的接口模式,通过企业局域网对自动生产线实施管理和监控方案,以及INTERNET对企业局域网实施远程监控的二种方式,并给出了配置方案实例,根据该模型结合具体的软硬件产品可实现多种方案.     

基于工位约束快速启发式算法的混合装配线分段优化

基于目前许多混合装配线多为人工装配的特点,对混合装配线改造问题进行了研究.在现有搭积木模型快速启发式算法的基础上进行改进,建立了带盒子约束可重叠搭建的积木塔模型,制定了新的搭建规则,在此基础上提出了一种适用于对原有混合装配线进行改造的带有工位约束的启发式算法;并针对混合装配线提出了分段优化的策略,将大规模问题分解为小规模问题进行研究,提高了算法的求解速度.算例验证了带工位约束启发式算法的可行性及有效性.     

基于信息熵和Lempel-Ziv的生产线复杂性测度与线平衡

生产过程中的不确定因素常常造成生产线各工作站工作负荷不均,整线生产节拍紊乱甚至出现瓶颈工位等问题,最终导致平衡失效.针对此问题提出作业元素复杂度、工作站复杂度和整线复杂度测度方法,建立以平衡率最高、复杂度均衡指数最小和整线复杂度最小为目标的多目标优化模型,设计生产线平衡算法求解作业元素最优划分,并应用实例对方法进行验证.研究结果表明,该方法能够在保证生产线平衡率最高的同时,均衡工作站间复杂度差异和降低整线复杂度,避免不确定因素累积而导致生产线平衡失效,提高生产系统鲁棒性.     

基于蚁群算法求解混流装配线传送带中断问题

将可扩展工作域概念引入混流装配线中的传送带中断问题,研究了该问题的相关性质：装配线中断发生的充分必要条件,目标函数的边界等．在此基础上,设计了约束集-蚁群算法求解环型油漆车身缓冲区约束下,以传送带中断时间最短为目标的汽车制造排程问题、算例验证了文中解决策略的优越性,同时显示了物料流平准化对传送带中断的影响．