多目标双边装配线再平衡方法的研究与应用

摘要

当前，国内的装备生产制造业正处于飞速发展阶段，产品更新换代、技术革新的速度日益加快。但是，在原有装配线上导入新产品，应用新技术或新工艺，将会破坏原有装配线的平衡，使得装配线难以高效、稳定地运行，进而导致产品制造成本急剧上升。双边装配线通常应用于大型产品的装配生产，如发动机、装载机、卡车和公共汽车等，因为它具有一些单边装配线不具备的优点，但对于双边装配线的再平衡问题至今并未有公开发表的研究成果。因此，分析和研究双边装配线再平衡问题十分具有理论意义和现实意义。
　　本文将双边装配线再平衡问题分为任务再分配问题、人员再分配问题和稳定性分析与改进问题。
　　首先，针对多目标双边装配线的任务再分配问题，本文以最小化节拍时间和再平衡成本为目标，建立了双边装配线再平衡问题模型，并设计基于禁忌搜索-Hoffman算法的引导式邻域搜索算法对该问题进行了求解，通过对经典问题的求解，并与再平衡前进行对比，验证了该方法的有效性。
　　在装配线的再平衡过程中，任务分配发生变化，人员可以胜任再平衡前某一工位所分配的操作作业，可能不足以应对新分配到该工位上的操作作业，将会导致装配线产能下降，甚至停产。因此，进行多目标双边装配线的人员再分配问题的研究，本文在充分考虑人力资源和空间等约束的前提下，建立了以最大化装配线产能和最小化人员成本为目标的装配线人员再分配模型，设计了一种装配线人员再分配的启发式算法进行求解，并通过算法对比和实际案例，验证了该方法的有效性。
　　最后，本文依据准时制生产的思想对装配线的稳定性进行了定义，并建立了双边装配线 Plant Simulation仿真模型以分析装配线的稳定性。对装配线不同理想产能的情况，在节拍时间的邻域内进行调整，以改善装配线的稳定性，并通过任务再分配和人员再分配后的双边装配线实际案例，验证了该方法的有效性。

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状与分析

1.3研究目标和内容

1.4论文结构

第二章 针对任务再分配的双边装配线再平衡问题研究

2.1引言

2.2双边装配线再平衡问题描述

2.3基于禁忌搜索-Hoffman算法的引导式邻域搜索算法

2.4案例分析

2.5本章小结

第三章 考虑多技能人员的双边装配线再平衡问题研究

3.1引言

3.2考虑多技能人员的双边装配线再平衡问题描述

3.3基于岗位适应度进行人员分配问题的不足

3.4多目标装配线人员再分配的启发式算法

3.5案例分析

3.6本章小结

第四章 基于仿真的随机双边装配线再平衡问题研究

4.1引言

4.2双边装配线的建模仿真方法

4.3装配线的稳定性

4.4工程案例分析

4.5本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录 装配线仿真核心代码

致谢

攻读硕士学位期间的学术成果