基于随机作业时间的双边装配线平衡优化研究

摘要

双边装配线由于具有长度较短、夹具使用效率高、产品下线快等优势，近年来越来越多大型机械产品的生产环节都开始采用这种装配模式。相较于传统的单边装配形式，因为存在更多的约束条件，双边装配线平衡问题显得更加复杂。而平衡问题在装配线建设过程中的作用举足轻重，任务的分配是否合理直接关系到装配线建成后运行情况的好坏。
　　本文在对双边装配线平衡问题进行研究时，首先对人工鱼群算法作出改进，提出可用于求解离散问题的离散型鱼群算法，并根据双边装配线的约束特点设计了相应的解码方法。通过对标准算例的求解来验证离散型鱼群算法在单目标优化和多目标优化时的有效性。
　　在实际生产中，尤其是在以手工作业为主的装配线中，受机器故障、工人经验、任务复杂性等的影响，任务的作业时间不可能为定值，而是呈某种概率分布形式。本文在研究这种作业时间不确定的装配线平衡问题时，首先使用平衡算法得到平衡解，然后通过动态仿真分析对平衡解进行进一步的评价。
　　对于多产品混流装配线而言，当订单中的产品比例发生变化时，装配线的效率可能会受到影响。在进行混流装配线平衡时，本文设计新的目标函数来衡量装配线在应对产品比例发生变化时的稳定性，并且在所得平衡解的基础上进行产品的投产排序问题求解。另外，本文还引入双边装配线特有的附加约束，并提出正确的解码方式来使任务分配满足这些约束。
　　最后，在全文研究内容的基础上，本文将借助计算机编程语言开发设计具有相关功能的软件，并详细介绍软件的界面、使用方法、运行结果等。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景与意义

1．2国内外研究现状及发展趋势

1．2．1装配线平衡问题分类

1．2．2双边装配线平衡问题研究现状

1．3课题主要研究内容

第2章双边装配线平衡算法研究

2．1双边装配线平衡问题描述

2．1．1任务先序关系表示

2．1．2任务分配

2．2双边装配线平衡问题的数学模型

2．2．1问题假设

2．2．2约束表达式

2．2．3目标函数

2．3基本人工鱼群算法

2．4离散型鱼群算法

2．4．1编码与解码

2．4．2人工鱼行为方式

2．4．3多目标鱼群算法

2．5算例验证与分析

2．5．1单目标优化问题测试

2．5．2多目标优化问题测试

2．6本章小结

第3章随机型双边装配线平衡问题的求解与分析

3．1随机型双边装配线问题描述

3．1．1约束条件

3．1．2目标函数

3．2装载机装配线平衡

3．2．1任务作业时间的确定

3．2．2任务装配次序与操作方位的确定

3．2．3平衡问题描述

3．3装载机装配线仿真分析

3．3．1仿真分析在装配线设计中的作用

3．3．2面向对象的仿真建模方法

3．3．3异步双边装配线仿真建模

3．3．4仿真结果分析及改进措施

3．4本章小结

第4章面向订单不确定性的混流双边装配线平衡研究

4．1双边混流装配线平衡问题描述

4．4．1混流装配线简述

4．1．2目标函数

4．2带有附加约束的双边装配线平衡问题

4．2．1附加约束简述

4．2．2编码与解码

4．3混流装配线产品排序研究

4．3．1问题假设

4．3．2数学表达式

4．3．3离散型鱼群算法

4．4算例测试与分析

4．4．1算例相关信息简述及算法参数设置

4．4．2计算结果与分析

4．5本章小结

第5章双边装配线平衡系统编程开发与应用

5．2系统模块介绍

5．2．1一般装配线平衡模块

5．2．2随机型装配线平衡模块

5．2．3混流装配线平衡与排序模块

5．3本章小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢