DNA遗传算法在表面贴装生产线负荷均衡中的应用研究

摘要

随着市场需求以及客户需求不断向多样化、个性化发展，产品的生命周期越来越短，企业不得不选择小批量、多品种的生产方式，为此，付出的生产成本将会越来越高。所以，提高效率、降低生产成本，迅速地响应客户需求和市场需求，成为生产制造企业必须重视的问题。而对于表面贴装生产线的制造型企业来说，研究SMT生产线的负荷均衡问题，不但可以提高企业的生产效率，还有利于生产设备和资源的合理配置，对企业发展具有非常重要的意义。
　　本文应用DNA遗传算法，构建了表面贴装生产线负荷均衡模型，拓展了DNA遗传算法的应用领域。在生产节拍给定的前提下，力图使得所研究的不同贴片机负荷均衡，使整个线体的平衡得以优化，为提高生产现场的生产效率、合理配置设备设施提供理论支持和应用帮助。其研究成果主要有如下几点:
　　(1)通过对国内外关于表面贴装生产线的负荷均衡和DNA遗传算法的有关文献研究，为我们理论建模，运用DNA遗传算法的优化思想来解决SMT生产线的负荷均衡问题提供了思路。再结合本人从企业实习、实践收集到的数据和资料，为论文找到了解决问题的思路及技术方法。
　　(2)应用DNA遗传算法、负荷均衡等理论方法，建立表面贴装生产线的负荷均衡模型。通过在SMT生产线的现场实习，在对DNA遗传算法改进和优化的基础上，构建了基于实践约束条件下的SMT生产线的负荷均衡模型。
　　(3)对A企业进行实证研究，验证了算法及研究思路的可行性。数值实验证明了模型与算法的有效性，经适当处理可以作为生产现场调度的应用，用于日常生产安排。通过研究表明:对于表面贴装生产线的负荷均衡问题来说，DNA遗传算法是解决该类问题比较适合的优化算法。首先，因为贴片元件总类繁多，如若用传统遗传算法来优化，编码长度过长，不便于灵活编码表达。其次，对于这类调度问题来说，DNA遗传算法可以提高解的局部搜索能力，不容易过早收敛。
　　(4)提出一套关于生产线负荷均衡的改善措施。在基于DNA遗传算法的基础上，通过仿真求解得到了负荷均衡模型的最优解，并从人(Man)机(Machine)料(Material)环(Environment)四大管理生产要素入手，分别提出了设备综合效率改进、物料配送质量改善等具有针对性的改善措施和建议。
　　本文从实际生产现场出发，应用DNA遗传算法等理论方法，较好地解决了实际SMT生产线中的负荷均衡问题，具有一定的应用价值和创新性，可以用于SMT生产车间日常生产活动，为提高生产效率、设备合理配置，以及生产现场管理，提供帮助。但由于本人知识能力有限，在对DNA遗传算法以及负荷均衡建模及应用过程中，可能研究不够深入，甚至可能存在问题，我将在以后的学习和工作中，对这些问题更加深入地研究下去。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外的相关研究现状综述

1．2．1 表面贴装生产线的负荷均衡问题在国内外的研究情况

1．2．2 DNA遗传算法和其他优化算法在生产线负荷均衡应用中的研究情况

1．3 主要研究内容及思路

第2章 表面贴装生产线及效率相关概述

2．1 表面贴装生产线相关概述

2．1．1 表面贴装技术的定义与特点

2．1．2 表面贴装技术历史与发展前景

2．1．3 表面贴装生产线主体设备及贴片工艺

2．2 效率相关理论

2．2．1 效率的概念

2．2．2 生产效率与生产率的再认识

2．2．3 提高生产线效率

2．3 生产线负荷均衡作用

2．3．1 设备综合效率

2．3．2 人员综合效率

2．3．3 物料配送质量

2．3．4 生产现场环境

第3章 基于DNA遗传算法的SMT生产线负荷均衡建模

3．1 DNA遗传算法理论基础

3．1．1 DNA遗传算法的发展状况

3．1．2 DNA遗传算法的优化步骤

3．1．3 DNA遗传算法在负荷均衡改善上的优势

3．2 表面贴装生产线生产工作流程再认识

3．3 SMT生产线负荷均衡模型的建立

第4章 DNA遗传算法在生产线负荷均衡中的改善实例分析

4．1 企业概况

4．1．1 企业现状分析

4．1．2 A企业表面贴装生产线现状

4．2 模型仿真假设及数据选取

4．2．1 模型仿真假设

4．2．2 负荷均衡模型数据选取

4．3 系统模型仿真设计和计算求解

4．3．1 系统模型仿真设计

4．3．2 仿真软件计算求解

4．4 系统模型仿真结果评价分析

第5章 基于表面贴装生产线负荷均衡的改善分析与建议

5．1 设备综合效率改善分析与建议

5．2 人员综合效率改善策略

5．3 物料配送质量改善分析

5．4 生产现场环境改善建议

结论

致谢

参考文献