基于猫群算法的多目标混流装配线重排序问题研究

摘要

混流装配线排序是混流生产的关键问题之一,良好的排序性能能够有效缩短交货期、降低在制品库存、提高装配线的生产效率。然而在实际生产过程中,经常由于物料不齐套导致初始排序方案不能执行,严重影响着装配线的正常生产。本文研究物料不齐套引起的混流装配线重排序问题。
　　针对实例企业混流装配线排序问题,本文建立最小化超载/闲置总成本、最小化产品变化率和最小化产品总切换时间的多目标混流装配线初始排序数学模型,并设计改进的多目标猫群算法求解。首先将标准猫群算法进行离散化以适应调度问题求解,针对离散化后搜寻模式的搜寻效率低下的缺陷,提出基于多样化搜寻算子的改进搜寻模式,以提高搜索效率和解的分布性能。算法基于线性混合比率的猫行为模式选择方法调整进化过程中进行全局猫和局部猫的比率,以达到在算法前期猫群采取较大比重的全局搜索猫扩大算法的搜索范围;在算法后期猫群采取较大比重的局部搜索猫加速收敛。所提算法与其它算法采用基准问题集进行对比测试,结果表明该算法在Pareto解集的分布性、收敛性以及Pareto解的搜索能力上均优异于NSGA-Ⅱ、MOPSO和SPEA2。
　　针对现实车间随机和突发发生的物料不齐套导致初始排序方案不能执行,本文建立了响应物料不齐套扰动的最小化辅助工人工作时间、零部件消耗均衡化和最小化排序偏差的混流装配线重排序模型,提出了针对混流装配线重排序问题的两周期联合优化和基于装配车间生产能力的分解策略的方法。
　　本文将改进的多目标猫群算法应用于某实例企业总装线,初始排序为车间提供性能良好的方案,当物料不齐套发生时触发重排序,结果表明所提算法能够求解混流装配线初始排序和重排序问题。与车间启发式结果比较表明,所提重排序方法性能更好。
　　论文最后进行全文总结并对混流装配线重排序问题和多目标猫群算法进行了展望。

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1 绪论

1.1 课题来源、背景和研究目的、意义

1.2 混流装配线排序问题

1.3 混流装配线重排序问题研究现状

1.4 猫群算法及其研究现状

1.5 论文主要工作与结构

2 改进猫群算法求解混流装配线初始排序问题

2.1 装配线排序问题的描述

2.2 初始排序数学模型

2.3 改进猫群算法总体设计与多目标优化

2.4 多目标猫群算法改进的关键及细节

2.5 改进猫群算法的性能测试

2.6 本章小结

3 混流装配线重排序问题研究

3.1 混流装配线重排序问题描述

3.2 重排序数学模型

3.3重排序求解方法

3.4 本章小结

4 混流装配线实例问题求解

4.1 混流装配线初始排序实例计算

4.2 改进多目标猫群算法求解重排序问题

4.3 本章小结

5 全文总结和展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

附表1混流装配线模型参数

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士期间论文发表情况