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。     

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。     

简单直线和U型装配线平衡中的改进阶位法

针对简单直线和U型装配线平衡问题,提出了改进阶位法.依据产品加工的作业元素时间和优先关系,综合考虑作业元素的时间阶位值和位置阶位值,求得综合阶位值.运用改进阶位法对装配线平衡问题求解,得到简单直线、单U型和双U型装配线的生产线平衡结果.结合算例1,对简单直线和U型装配线平衡效果与分枝定界法的结果进行了比较,改进阶位法的结果优于分枝定界法;结合实验算例2,验证了改进阶位法平衡效果好于时间阶位法,因此,改进阶位法是求解装配线平衡问题的有效方法.     

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。     

基于订单生产的多品种装配流水线的平衡

就订单生产条件下的多品种装配流水生产线的平衡问题展开讨论 ,进而建立以优化人力成本为目标多品种装配流水线的人力成本模型 ,最后通过运用混合遗传算法进行流水线的平衡 ,并根据实验数据进行验证     

工作要素在装配线中分配与其平衡率的研究

随着信息与时代的飞速发展,我国电子产品的大量需求订单导致企业装配线超负荷运行,装配线"瓶颈"现象凸显。为了解决装配平衡问题,部分企业采用之前的启发式工位分配方法,但是未能达到最优状态。借助最大化候选原则和Kilbridge&Wester法安排工作要素,使用Lingo11.0求解构建数学模型的平衡率、平滑指数以及节拍做对比,以此发现三者之间工作要素的不同安排影响整个装配线平衡率,且构建数学模型求解的平衡率较高。通过电子仪器装配线实例分析,证明数学模型的有效性,能够满足各项工艺要求,求解结果能有效解决其装配线平衡问题。     

操作时间不确定时第一类多产品混合装配的鲁棒平衡

在人工作业装配线上,操作时间长度在一定范围内波动,导致确定条件下的装配线平衡模型不再具有较优性,甚至失效.文中针对在生产节拍给定的条件下求最小工位数的第一类装配线平衡问题,分析多产品混合装配线的平衡特点,基于整数规划建立其确定型平衡模型;通过线性规划模型及其在有界不确定条件下的鲁棒对等表达式,建立了在操作时间为给定变动范围内的不确定变量时多产品混合装配的鲁棒平衡模型.实例分析表明,基于该模型所求的解在给定的操作时间变动范围内是鲁棒最优解.     

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.     

随机型装配线平衡与缓冲区配置集成优化

线平衡问题和缓冲区配置问题在装配线设计中常被分开独立研究,二者之间存在复杂的交互影响关系.随机型装配线由于操作时间波动加剧了二者之间的相互作用与影响,先平衡再缓冲区配置的串行优化模式难以得到全局最优结果,因此需要在线平衡的同时协同解决缓冲区配置问题.针对随机型装配线规划问题,在基于操作时间状态熵的工位复杂度定义基础上,以生产率最大,整线工位复杂度均衡指数、标准操作时间均衡指数和缓冲区总量最小为优化目标,构建线平衡和缓冲区配置集成优化模型.采用参数化建模仿真获取整线生产率,通过改进的遗传算法获取集成优化方案.最后对变速箱装配线实例进行计算验证,证明了该方法的有效性.     

完全网络图的出边-平衡指数集

针对网络图标号问题,在无向图边-友好标号的基础上,提出了有向图出边-友好标号的概念.利用标号矩阵来研究网络图标号问题,并通过引入子矩阵设计、矩阵变换等方法技巧,确定了完全网络图的出边-平衡指数集.同时利用标号矩阵可以得到相应的标号网络图.     

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。     

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.     

笔记本外壳装配线平衡分析与改善

在生产线平衡改善原则的基础上,以某企业笔记本外壳装配线为例,以各工位作业测定的作业时间为依据,并结合该装配线的实际问题进行分析。通过运用工业工程各种手法,采用5W 1H提问技术和ECRS分析原则对瓶颈工位进行作业改善,使得改善后的生产线生产效率提升,生产线运行更加顺畅。     

基于边收缩的最优装配序列求解方法

为确保最优装配序列的求解,本文提出一种新的最优装配序列求解方法.首先扩展装配有向图结点的信息为一个边被收缩图,在此基础上给出扩展的装配有向图的概念,接着通过连续的边收缩生成扩展的装配有向图.为了便于装配序列评价,又给出了装配任务有向图的概念,并将扩展的装配有向图转换成装配任务有向图,最后采用动态规划算法在装配任务有向图中搜索从初始任务到终止任务的最短路径以求解最优装配序列.     

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。     

一种分布式制造信息系统控制性能的研究方法

提出一种解决Ramadge-W onham监控理论在研究分布式制造信息系统控制性能时存在的形式语言的物理意义不直观、运算复杂且计算量大等问题的方法.该方法将信息单元的自然语言描述形式化,写出形式语言的文法,引入布尔矩阵约束,由该文法产生的信息单元自动机模型满足必要的控制性能要求.最后以某企业自动生产线中的装配机器人为例,应用该方法研究其自动机模型的控制性能.结果显示,该方法计算简单,形式语言的物理意义直观,值得在制造领域中推广.     

汽车空调出风口设计与装配流水线工作研究

我国汽车产业面临激烈的竞争态势,内饰零件制造的利润空间也在逐步缩减,企业必须加强对汽车生产过程的成本控制,以增强自身汽车产品的市场竞争力。本文以汽车空调出风口装配流水线为研究对象,探讨汽车空调出风口装配的优化、平衡工序,以较低的成本提高汽车空调出风口装配效率,从而降低企业运营成本,提升汽车空调出风口的制造质量。     

基于射频识别的装配过程监控体系研究

文章针对离散制造业企业中,管理层与车间现场过程控制层间信息和管理的断层而引起的生产管理问题,在离散制造企业内部引入射频识别电子标签跟踪在制品。在分析以工序为中心的装配过程信息流的基础上,提出了工位和区域控制器通过系统集成接口协调配合完成装配过程数据的实时采集,并结合多智能元技术实现了装配过程监控体系的逻辑集成以及装配过程的可视化和数字化管理,详细介绍了具有良好开放性和可扩展性的监控体系结构和其主要功能模块间的信息交互。该监控体系在汽车发动机装配线现场应用结果表明,生产效率和质量得到明显改善。     

单车型单边装配线平衡调度模型研究

平衡汽车装配线能够提高企业生产效率、稳定产品质量、降低生产延迟.根据单车型单边装配工艺要求,分别以工位间实际操作时间差最小和最大工位持续时间最小为目标,利用0-1变量,建立了混合整数规划装配线调度模型,利用此模型可求得平衡率很高的调度方案.实验证明该模型所得方案是可信的,将其用在装配线设计阶段具有可行性.     

基于有向图的运载火箭综合电子系统设计方法

为解决运载火箭综合电子系统各功能模块之间信息交互复杂、传输路径长的问题,提出一种基于有向图的运载火箭综合电子系统设计方法.将运载火箭综合电子系统的功能模块抽象为有向图的节点,利用有向边表示功能模块之间的信息流向,构造运载火箭综合电子系统的功能结构有向图.通过有向图建立运载火箭综合电子系统的邻接矩阵,计算传递次数和可达矩阵,并利用可达矩阵对运载火箭综合电子系统功能结构开展分析与优化.实现运载火箭综合电子系统功能结构的最优层次划分,有效简化信息传输关系,缩短信息传输路径,提升运载火箭综合电子系统信息传输效率37.5%.