基于遗传算法的直线型和U型混流装配线平衡问题研究

针对混流装配线上不同产品作业时间差异导致的工作站瞬时负荷不均衡问题,提出了一种改进的直线型和U型混流装配线多目标平衡方法,并以装配线平衡率、平滑指数作为平衡效果的评价指标.综合考虑工序分配约束、工作站约束、优先关系约束和节拍约束等约束条件,同时兼顾工作站数最小和各工作站内不同品种产品负荷均衡2个目标函数,分别建立直线型...     

混流装配线负荷平衡方法研究及应用

发动机混流装配生产线是对不同型号发动机顺序装配的流水线工艺程.为了提高装配质量和生产效率,充分利用资源,对发动机混流装配生产线规划设计的平衡问题和投产顺序问题进行了研究,建立了工作站内部和工作站之间负荷均衡以及最小化工作站闲置时间的数学模型,并通过实例验证了该方法有效地提高了整个装配线的生产效率.     

迭代局部搜索求解双边混流装配线平衡问题

为有效解决双边混流装配线的平衡问题,建立了联合优先关系图,利用加权时间法简化问题,并提出一种简单高效的迭代局部搜索算法。该算法通过启发式初始化保证初始解的质量,将优先关系约束融入到局部搜索,避免了重复的插入操作,最后摄动方法对当前解多次重复插入算子并产生新解,并用产生的新解代替当前解。同时,结合装配线的特点,提出一种基于优先级的编码和解码方法,该方法通过工位选择策略保证工位负载均衡,通过操作选择策略减少工位的空闲时间。该算法与5种启发式算法进行对比,实验结果表明所提出的算法不仅能有效平衡双边混流装配线,并且参数较少便于实现。     

电子液压制动控制单元的混流装配线平衡优化研究

针对国内某汽车电子液压制动控制单元的混流装配线存在工作站数目过多、生产节拍不合理、作业负荷不均衡的问题,对该混流装配线进行了数学建模、自适应遗传算法求解和分析研究.首先,介绍了混流装配线平衡的基本概念,以及汽车电子液压制动控制单元的混流装配线;然后,在传统混流装配线平衡的基础上,综合考虑了工作站的数目最少、生产节拍最小...     

采用遗传算法的混流装配线平衡多目标优化

针对混流装配线操作人数已知、生产节拍待定情况下的平衡问题,研究了混流装配线第二类平衡问题的优化方法,以均衡各工作站的加权平均负荷、最小化生产节拍为优化目标,建立了求解加权平均负荷与生产节拍加权和的数学模型,并运用遗传算法对其进行求解.各优化目标数量级的统一,简化了算法求解过程,在保证解的有效性的同时提高了算法求解效率.算例分析验证了算法的有效性.     

需求波动的混流装配线平衡中资源配置研究

在需求波动的前提下,研究了混流装配线平衡中资源优化配置问题。建立了该问题的0-1线性规划模型,目标是最小化资源成本和工作站成本在内的总成本。基于分支定界最优化算法求解该模型,算例结果表明该模型能够优化任务与资源的组合方案,从而有效缩减生产总成本。进一步地,通过灵敏度分析,发现资源的影子价值,确定影响装配线平衡的关键资源、稀缺资源和可替代资源。分析并得出了资源约束对企业管理决策的启示,研究结果有助于改善装配线平衡效果。     

混流装配线平衡分析与算法设计

为了设计合理可靠的混流装配线并有效地提高装配线的平衡率,分析了混流装配线的特点并设计了一种以工序对调为核心思想的新算法,该算法的逻辑结构较为简易且兼容性高,能够与现有的大部分投产排序方法相结合,对装配线做进一步平衡优化处理.具体地描述了新算法的原理和执行过程,最后将该算法应用到某厂的汽车车灯线束装配线上,结果验证了该方法的有效性和可行性.     

混合遗传算法在汽车混流装配线平衡中的应用研究

为实现汽车流水装配线各工位任务均衡,分析了汽车总装工艺流程和作业特点。根据装配线平衡问题的不同求解参数和约束条件,建立了3类装配线平衡问题数学模型。以遗传算法为基础,融入模拟退火算法来提高局部搜索效率,提出了混合遗传模拟退火算法。按作业元素分配到工位的先后顺序,用序列编码方案将混合遗传模拟退火算法应用到混流装配线平衡实例中。计算结果表明,该算法求解装配线平衡问题优于传统启发式算法。     

面向大规模定制的混流装配线平衡研究

为解决面向大规模定制的混流装配线的平衡问题,分析了这一类装配线的特点,并综合考虑工作站的数量、工作站的负荷及装配线效率三个因素,提出了面向大规模定制的混流装配线的平衡模型和优化装配线平衡的混合遗传算法.该算法将模拟退火算法和遗传算法相结合,采用了交叉概率和变异概率的自适应重构策略,有效避免了算法的早熟,增强了算法全局寻优能力.实例仿真计算表明,该算法比标准的遗传算法和模拟退火算法具有更高的求解质量和求解效率.     

实时负荷条件下混流装配线平衡方法研究

针对一般静态平衡方法未考虑工作站实时负荷差异对混流装配线平衡的影响问题,通过建立相应数学模型研究在混流装配线动态运作下各工作站的实际负荷情况,提出优化产品投产排序以及合理配置有限缓存区的方法平衡实时负荷差异,实现混流装配线的动态平衡;最后利用Promodel软件根据实例仿真验证理论分析的结果,设计了较优的产品投产顺序,确定了有限缓存区位置与容量,仿真结果证明了实验方案的有效性。     

Branch-and-bound algorithms for simple assembly line balancing problem

In this paper, exact algorithms for solving the simple assembly line balancing type I problem are presented. The proposed algorithms consist of a constructive and two destructive algorithms. Several well-known lower-bound computational methods are also applied in these algorithms. Computational experiments were carried out to test the performance of the proposed algorithms based on a set of benchmark problem instances. The computational results show that the algorithms proposed in this paper are efficient in solving the simple assembly line balancing benchmark problem instances. Moreover, a problem instance whose optimal solution had previously been unknown is solved by one of the proposed algorithms.     

发动机装配生产线平衡问题研究

装配线平衡问题是装配线规划中的重要组成部分,在工作站数量确定的前提下采用人工平衡法进行装配线的规划,得到多个方案,从中选择接近最佳的方案.以某发动机装配线为案例进行了分析,并使用eM-Plant软件对规划的装配线进行了仿真.     

求解装配线平衡问题的一种改进蚁群算法

为求解给定节拍最小化工作站数的第Ⅰ类装配线平衡问题,提出了一种改进的蚁群算法.在该算法中,针对装配线平衡问题的具体特点,给出了蚂蚁分配方案的生成策略.通过在任务和任务分配序列的位置之间释放信息素,并采用信息素总合规则进行更有效的信息素累积.为提高搜索效率,以综合考虑装配任务作业时间和后续任务数的分级位置权重为蚁群算法的启发式信息.最后,通过对大量测试问题集的验证,说明了算法的有效性.     

基于装配关系复杂性的装配线动态平衡问题

在制造系统复杂性分类研究的基础上,将装配系统的结构复杂性区分为装配关系复杂性、装配工艺复杂性和系统配置复杂性,并基于信息熵给出了装配关系复杂性的度量方法.通过分析各类结构复杂性与影响系统的动态性因素之间的关系,将装配关系复杂性应用于装配线动态平衡问题的研究中,给出了最小装配关系复杂性差异度这一动态优化目标,并结合静态目标装配线平衡损失进行求解.优化结果表明,该指标能降低动态性因素对装配线平衡的影响,为系统所必须具备的柔性程度提供具体的量化指标.同时,通过对装配错误发生率的仿真验证研究表明,该方法能有效降低各工位的错误发生率和总完工时间,实现装配线的动态平衡.     

A bidirectional heuristic for stochastic assembly line balancing Type II problem

In this paper, a heuristic algorithm is proposed to solve the single-model stochastic assembly line balancing Type II problem. For a given number of workstations and a pre-specified assembly line reliability, which is the probability of the workload not exceeding the cycle time for the whole assembly line, the proposed algorithm tries to obtain a solution with the smallest cycle time. In the first stage, the tasks are assigned to workstations from the forward and backward directions alternatively. In the second stage, the workload is smoothed by swapping tasks among workstations. At last, the upper bound of the cycle time obtained in the second stage is reduced step by step until the smallest cycle time satisfies the pre-specified assembly line reliability. The performance of the proposed algorithm is compared with a modified version of Moodie and Youngs algorithm by applying them to some literature problems. The computational results show that the proposed algorithm is efficient in minimizing the cycle time for the single-model stochastic assembly line balancing problem.     

第2类装配线平衡问题的改进规则组合算法

针对大规模第2类单边装配线平衡问题,提出一种改进的规则组合算法。算法利用操作选择规则选择操作,根据操作分配规则择优分配操作,通过操作交换规则,将当前工位中的操作和未分配操作进行互换,使得当前工位的工位时间满足定界条件。对操作交换规则,提出其能够实施的充分条件。对两个大规模算例Arcus-111和Scholl-297进行求解,将求解结果与已有规则组合算法进行比较,验证了算法的有效性和高效性。     

基于遗传算法和仿真分析的混合装配线平衡问题研究

为兼顾混合装配线平均负荷平衡和瞬时负荷平衡,提出了一种综合运用遗传算法和仿真分析的混合装配线平衡问题的求解方法.首先,基于综合作业顺序图和多品种产品在每个作业任务上的平均作业时间,采用遗传算法求解混合装配线平衡问题,其优化目标是均衡各工作站平均作业时间;然后,对遗传算法求解的一组较优解,从瞬时负荷平衡方面进行仿真分析,其优化目标是最大化各工作站利用率;最后,综合两个优化目标确定混合装配线平衡问题的最优解.通过算例分析,验证了求解方法的有效性.     

双边装配线第二类平衡问题研究

与传统的单边装配线平衡问题不同,双边装配线平衡不仅要考虑任务优先顺序关系,而且要考虑任务操作方位以及双边并行作业的要求.为有效地解决双边装配线第二类平衡问题,建立了数学模型,并提出一种基于归组策略的启发式平衡算法.该算法利用图深度优先搜索方法,将任务进行归组,然后运用一系列启发式规则对组进行选择分配.最后,通过在某装载机总装生产线上的应用,验证了算法的有效性.