基于蚁群算法的混合品种装配线平衡问题研究

摘要

可以生产不同品种产品、具有一定柔性的混合品种装配线在现代企业中应用较为广泛。它能满足不同客户复杂多样和个性化的需要,对市场的适应性较强。装配线平衡通过对生产的全部工序进行平均化、均衡化,调整各工序或工位的作业负荷,以使各工作站的作业时间尽可能相近或相等,最终消除各种等待浪费现象,达到生产效率的最大化。装配线平衡后,在保持生产线柔性的同时,提高了设备和人员的利用率。
　　 混合品种装配线平衡问题的求解较为复杂,是典型的NP-Hard组合优化问题,本文在总结和分析了该问题研究现状的基础上,采用智能优化算法对此问题展开研究。首先,在工作节拍给定的条件下,以工作站数最少、装配线平衡率最高为优化目标,建立数学模型。其次,设计了求解问题的蚁群算法,采用启发式方法构造分配方案的搜索机制,并且结合局部更新的信息素更新规则,达到提高装配线平衡率的目的。通过组合优先顺序图,将混合品种装配线平衡问题转变成单一品种装配线平衡问题进行求解,并建立了基于VB的求解系统。最后,通过具体的若干个实例验证了此算法的有效性。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 课题研究背景

1.3 课题研究意义

1.4 装配线平衡问题的研究现状

1.4.1 数学分析法

1.4.2 启发式方法

1.4.3 工业工程方法

1.4.4 仿真技术的运用

1.5 课题的研究内容及方法

1.6 本章小结

第二章 混合品种装配线及其平衡问题概述

2.1 混合品种装配线概述

2.1.1 合品种装配线的概念

2.1.2 混合品种装配线的特点

2.1.3 混合品种装配线的分类

2.2 混合品种装配线平衡问题概述

2.2.1 混合品种装配线平衡问题的简介

2.2.2 混合品种装配线平衡的相关术语

2.2.3 装配线平衡的评价指标

2.2.4 装配线不平衡现象产生原因的分析

2.3 装配线平衡问题的一般数学描述

2.3.1 问题假设

2.3.2 约束条件

2.3.3 一般数学描述

2.4 混合品种装配线平衡问题的求解和实施步骤

2.5 本章小结

第三章 混合品种装配线平衡问题数学建模

3.1 概述

3.2 组合优先关系图

3.2.1 优先关系模型

3.2.2 优先关系模型的表达

3.3 混合品种装配线平衡问题优化建模

3.4 本章小结

第四章 混合品种装配线平衡问题算法设计及实例验证

4.1 蚁群算法概述

4.1.1 蚁群算法的基本原理

4.1.2 蚁群算法的主要特点

4.1.3 蚁群算法的影响因素

4.2 基本蚁群算法的实现

4.2.1 蚁群算法的模型描述

4.2.2 蚁群算法的实现步骤

4.3 蚁群算法用于求解混合品种装配线问题

4.3.1 算法的关键内容设计说明

4.3.2 求解混合品种装配线平衡问题的蚁群算法

4.4 实例验证

4.4.1 算例一

4.4.2 算例二

4.4.3 算例三

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文