基于遗传算法的飞机脉动式装配线平衡问题研究

摘要

中国制造业正在以信息化和工业化深度融合为主线实施向智能制造的转型，飞机制造作为高端装备制造业的重点领域，应牵引制造业的创新和发展。其中，飞机装配是实施飞机智能制造的重要组成部分，尤其是飞机大型部件装配和飞机总体装配，多采用脉动式装配线的形式。本文以飞机脉动式装配线为研究背景，以项目组承接工信部2015智能专项为依托，对飞机脉动式装配线平衡问题进行深入研究，通过对国外脉动式装配线研究的基础上，总结出符合我国飞机装配的脉动式装配线建设流程，并建立起基于可行序列编码方式的遗传算法求解脉动式装配线平衡问题仿真模型。通过应用实例，运用仿真模型对某民机机翼装配线进行仿真求解，验证了所提出的方法的有效性和可行性。
　　本文在结合国内外飞机脉动式装配线的特点，分析了脉动式装配线平衡问题所要面对的难点及其研究意义，并从流程角度阐述飞机脉动式装配线设计方法，再针对其中脉动式装配线平衡问题，建立其数学模型，并对其求解方法进行了深入研究。
　　在此基础上针对脉动式装配线平衡问题，建立其基于改进遗传算法的飞机脉动式装配线平衡问题求解框架：以遗传算法为基础，考虑到工序装配先后顺序关系、班组技能约束等约束条件，以最小化班组数量和最佳的班组任务均衡为目标，采用基于可行序列编码方式的遗传算法，建立起脉动式装配线平衡数学模型，并利用Matlab编程实现数学模型。
　　最后以某民用飞机机翼脉动式装配线为研究实例，根据其本身装配特点结合改进的遗传算法，建立相应的求解模型，给出相应的工序安装方案。实例验证结果表明提出的飞机脉动式装配线平衡问题求解框架是合理有效的。并通过现场分配与算法分配比较，证明本文的改进遗传算法在求解飞机脉动式装配线平衡问题的优化结果良好。
　　通过对实例的验证比较，证明了本文提出的改进遗传算法的确为飞机脉动式装配线站内平衡问题的工位分配和作业任务优化，提供了一种高效的求解方式，为进一步求解其他类型的装配线平衡问题提供了算法基础，也为飞机装配现场管理与控制提供了理论指导。

目录

第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3研究目的及课题来源

1.4研究内容及组织结构

1.5研究方法及技术路线

第二章 装配线平衡基本概念与遗传算法基础

2.1装配线平衡基本概念

2.2遗传算法基础

2.3本章小结

第三章 飞机脉动式装配线设计方法

3.1飞机脉动式装配线概述

3.2飞机脉动式装配线实施条件

3.3飞机脉动式装配线建设步骤

3.4本章小结

第四章 飞机脉动式装配线平衡建模

4.1问题描述与建模

4.2遗传算法求解

4.3案例分析

4.4本章小结

第五章 某民用飞机机翼脉动式装配线站位平衡实例研究

5.1概述

5.2机翼装配线问题描述

5.3基于MATLAB仿真的机翼装配线平衡求解

5.4仿真结果分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

致谢

参考文献

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录

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