基于混合遗传算法的强约束混装平衡问题研究

摘要

商品的标准化致使价格竞争越来越激烈,而多样化产品需求也给制造业生产组织带来了前所未有的挑战。在标准化和多样化两极之间,制造企业为了满足客户提供定制的个性化产品和服务,越来越广泛的使用混流装配线,不改变或较少改变现有生产设备,通过对装配线的优化,实现多品种装配,用大批量生产的制造成本和响应速度。汽车产品需求多样化促使越来越多的汽车制造商将多品种混合装配作为增强其竞争能力的有效手段。因此混合装配线的平衡成为制造业发展中最需要解决的问题。
　　 本文对强约束混合装配线平衡问题进行了调度研究。文章根据强约束关系的特点,结合了传统的遗传算法和启发式因子对该问题进行了深入的研究。
　　 分析了混合装配线平衡问题和强约束关系的特性以及强约束关系对混合装配线平衡的影响,将实际生产中的常见强约束问题与普通的混合装配线平衡问题集成一体,为实际生产制造提供理论依据。
　　 针对强约束混合装配线平衡这一复杂问题构建数学模型,并从三个方面对传统的遗传算法进行了改进:1、在传统的实验数据的基础上加入强约束关系,建立了新的联合优先关系图,将混合装配线平衡问题转化为简单问题。这些混合装配线平衡问题的建模为实际生产制造业提供了理论指导、方法和工具。2、种群初始化过程中新引进了三个启发式因子:最长操作时间,最多直接后续操作个数及最多可更新操作个数。3、考虑了强约束关系,本文在交叉和变异的过程中采用了逻辑串,以提高解的可行性,为实际工作提供参考价值。
　　 本文运用了混合遗传算法对所提出的强约束混合装配线平衡问题进行分析,并用九大典型案例对所提出的数学模型进行求解,改进的初始化方法提高了初始解的可行性,并且均能在较短时间内取得最优解/较优解,结果证明混合遗传算法对解决强约束混合装配线平衡问题的有效性。