基于改进遗传算法的多目标装配线平衡优化研究

针对离散制造企业装配线再平衡问题,文章提出基于改进遗传算法的多目标装配线平衡优化方法。以最小化生产节拍、最大化产线平衡率和最小化平滑指数为优化目标建立装配线再平衡优化模型,并采用改进的遗传算法对平衡模型进行求解,算法基于任务排序的种群初始化方法,采用两点交叉方法,提高了算法寻优能力。文章最后以青贮机装配线实际案例验证了算法的有效性。结果表明,该改进遗传算法优化装配线平衡的同时提高了整体的生产效率。     

基于随机机会约束规划的U型装配线平衡优化

为减少因操作工时波动引起的生产效率损失或生产秩序中断,针对随机工时下第二类U型装配线平衡问题,提出基于物流运输特性的U型装配优先关系约束条件,以保证入口和出口线上的物流顺行;以线效率高和稳定性强为目标,建立了双目标随机机会约束规划模型。由于该模型具有随机、多目标、非线性等属性,通过对随机机会约束的确定型等价处理、对双目标的归一化处理、对非线性约束的线性化处理,将原模型转换为混合整数线性规划模型,并用GAMS/Cplex进行求解。实验结果表明,在操作工时包含随机性时,所提出的随机机会约束规划模型及确定型线性化处理方法,可以较小的效率损失换取生产稳定性的显著提升。     

露天矿卡车SA-GA算法实时调度的实现

应用模拟退火算法优化遗传算法实现了露天矿卡车的实时优化调度。首先，针对所建卡车调度模型的单目标、多约束、非线性优化的特点，应用求解此类问题表现优越的遗传算法进行求解。其次，针对遗传算法局部搜索能力不足的特点，应用局部搜素能力强的模拟退火算法对其进行优化并详细阐述了模拟退火算法优化遗传算法的基本思想和算法流程。接着，应用典型的TSP问题对模拟退火优化遗传算法进行了验证。最终，应用Mtlab编程软件编制了基于SA-GA算法的露天矿卡车调度程序，并以实际生产数据进行了实验验证。     

基于可重生PSO的双层产品组合决策问题

针对实际生产中有中间品生产的产品组合所遇到的机器超载严重、原材料限制等问题,建立了一个集成的双层的产品组合决策模型并进行优化.模型的目标是企业所获利润最大化,综合考虑了订单需求、机器能力及产品与中间品组合关系等约束,运用双层嵌套粒子群算法求解模型,并通过改进的可重生粒子群算法提高解的质量.以企业实际生产数据为例,通过与遗传算法、基本粒子群算法的对比,证明了算法的可行性和优越性.     

基于并行协同的多车间协同调度问题研究

传统企业在实际生产中,其多个关联车间之间的生产计划与调度存在难以协作的问题。为此,针对多车间协同调度问题建立了调度模型,提出了一种多车间协同调度的并行协同进化遗传算法(PCE-GA),并且采用该算法对上述模型进行了求解。首先,以最小化订单完工时间为目标,建立了单目标调度模型;然后,采用了并行协同进化遗传算法,对上述单目标调度模型进行了求解,基于工件、机器、装配关系的三层整数编码的染色体编码方案,提出了一种协同适应度值计算的方法;最后,以某液压缸生产企业为例,针对单目标调度问题,采用该算法与单车间遗传算法(JSP-GA)、并行协同模拟退火算法(PCE-SA)分别进行了求解,并对其结果进行了比较,以验证PCE-GA算法的优越性。研究结果表明：采用PCE-GA算法得到的优化率为13.3%,比单车间作业调度遗传算法求解的数据优化11.5%,该结果证明了PCE-GA算法在解决多车间协同优化问题时的优越性。     

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。     

基于混合优化算法的飞机总装脉动生产线平衡问题

为提高飞机装配效率和人员利用率,根据飞机总装脉动生产线的特点和平衡优化需求,构建多目标多约束的E类飞机总装脉动生产线平衡问题模型,并设计一种结合非支配排序遗传算法、布谷鸟搜索算法和动态搜索算法的混合优化算法进行求解。其中动态搜索算法解决E类装配线平衡问题求解效率低下以及质量不佳的问题;非支配排序遗传算法通过改进个体距离计算方法提高装配序列的优化效果;布谷鸟搜索算法则借助改进莱维飞行距离计算式提高最优站位数量的搜索能力。最后通过基准问题测试证明算法的性能优于相关问题算法,并借助应用实例验证了模型的有效性。     

[工艺规划与装配线平衡]基于果蝇算法的第二类装配线平衡问题

根据第二类装配线平衡问题的特点,兼顾生产节拍最小和工作负荷均衡,建立了多目标研究模型,运用果蝇算法对标杆案例进行求解,并通过MATLAB进行了仿真研究。将果蝇算法优化结果与标杆案例中自适应遗传算法求解的结果进行对比可知,生产节拍缩短,装配线平衡率进一步提升,且各工作站的负荷更加均衡,从而验证了果蝇算法求解第二类装配线平衡问题的有效性,果蝇算法在获取全局最优解的能力上比自适应遗传算法更强。     

柔性自动化车间的最优随机生产计划

研究了由多个柔性制造系统组成的柔性自动化车间的最优随机生产计划问题,首先根据实际需要建立车间生产计划的随机非线性规划模型,为求解方便,将其近似转化成确定非线性规划模型,并通过引进约束进一步转化成线性规划模型。由于这种模型规模较大,很难在微机上用单纯形法在可接受的时间内获得其最优解。为此,分别用卡马卡算法和基于卡马卡算法的关联预测法,求解柔性自动化车间最优生产计划问题,并编制了相应软件。最后通过算例研究,比较了卡马卡算法、基于卡马卡算法的关联预测法和Matlab中的线性规划法,结果表明,所提方法非常适合将不确定性环境中的随机产品需求计划,最优分解成由柔性自动化车间中各柔性制造系统执行的短期随机计划。     

成批生产计划调度的集成建模与优化

针对多品种批量生产类型,建立了调度约束的生产计划与调度集成优化模型。模型的目标函数是使总调整费用、库存费用及生产费用之和最小,约束函数包括库存平衡约束和生产能力约束,同时考虑了调度约束,即工序顺序约束和工件在单机上的加工能力约束,保证了计划可行性。该模型为两层混合整数规划模型,对其求解综合运用了遗传算法和启发式规则,提出了混合启发式求解算法。最后,针对某机床厂多品种批量生产类型车间进行了实例应用,对车间零件月份作业计划进行分解,得到各工段单元零件周作业计划,确定了零件各周生产批量与投产顺序。     

基于工作流的工艺准备过程管理信息系统研究

为了实现生产工艺准备过程的并行与信息集成,结合军工企业研制生产的特点,研究了基于工作流理念组织生产工艺准备过程的理论与建模方法,建立了生产工艺准备过程的过程模型、组织模型和任务模型;建立了支持工作流过程模型定制和过程模型自动执行的数据模型,实现了生产工艺准备过程的自动运行控制。设计了系统的功能结构、体系结构和实现流程。利用Delphi 6开发了生产工艺准备过程的管理系统,提高了工艺准备过程的监控能力,缩短了生产技术准备的周期。     

基于情景演算的企业生产管理过程建模

为了对企业的管理过程进行本体建模，把情景演算理论作为企业建模过程中动态活动描述的基础。使用情景演算中解决框架问题的方法论对企业生产管理的动态过程进行表示，并对企业生产管理过程中的物料需求计划管理过程进行了形式化描述。此方法有助于基于本体的企业模型的建立。     

基于情景演算的企业生产管理过程建模

为了对企业的管理过程进行本体建模,把情景演算理论作为企业建模过程中动态活动描述的基础。使用情景演算中解决框架问题的方法论对企业生产管理的动态过程进行表示,并对企业生产管理过程中的物料需求计划管理过程进行了形式化描述。此方法有助于基于本体的企业模型的建立。     

基于MAS的制造信息系统自组织过程仿真模型的构建

为了实现制造信息系统自组织决策过程从逻辑模型到仿真模型的转换,对生产过程进行了基于软件工程方法的多Agent 系统框架搭建,通过Java、MySQL开发出一个基于多Agent理论的生产过程仿真软件原型系统.并选取某企业作为仿真实例,仿真运行的过程和结果为研究制造信息系统的静态结构特征和动态运行特性提供了方法和途径.     

基于J2EE的成套电器企业集成平台框架与应用系统的研究

将成套电器企业模型与J2EE构架相结合,提出了基于J2EE的成套电器企业集成平台的体系结构和层次模型。平台提供统一的全局共享主题数据模型和以项目管理为中心的企业运营工作流程,实现了营销、生产计划、设计、工艺、物流采购、质量检验、仓库、制造和财务等企业职能部门信息和过程的有效集成。在集成平台的基础上,构建了基于Web和组件技术的成套电器企业产品数据管理和企业资源计划业务系统域,并着重研究了这两个业务系统域的应用组件实现的关键技术。作为应用示范,完成了一家成套电器工厂企业信息化系统的实施,使企业的设计能力、交货期、质量、成本和服务水平等综合指标大为提高。     

基于Witness的齿轮生产装配线的仿真设计与改善

为研究齿轮的生产装配工艺及其过程,利用源于离散事件来进行动态仿真的Witness软件,建立基于齿轮装配过程的仿真模型.通过对整个装配过程中各元素的改善设计及仿真数据的分析,优化生产装配过程,对比得到更加适合企业生产装配的齿轮生产装配线.     

钢板弹簧下料工序优化及经济性分析

论文结合某板簧有限公司实际生产情况,运用线性规划对钢板弹簧的下料工序进行分析,以节省材料为目标,建立数学优化模型,利用软件win QSB求解,得出最优下料方案。同时对采用优化后的下料方案进行经济性分析,明显降低了企业生产成本。该方法的使用对企业降低生产成本和提高市场竞争力具有广泛的实用价值。     

生产绩效的流动资金评价法探讨

为了客观地判断生产绩效的优劣,提出了一种运用流动资金指标衡量生产绩效的模式.在该模式中,分别将流动资金流动率和流动资金净产出分解成若干因子,通过论述传统绩效指标对流动资金因子的影响,证明过程绩效指标可以统一在流动资金流动率中,结果绩效指标可以统一在流动资金净产出中;建立一个时间、质量和成本的权衡模型,以流动资金净产出最大化作为目标,总成本一定作为约束,求出满足流动资金净产出最大化的条件,即在时间和质量上投入的流动资金边际产出相等;以经济增加值作为企业和生产系统的目标函数,将生产资金分为流动资金和固定资金,通过对经济增加值模型进行变换,得出流动资金净产出与企业的目标函数存在一致性的结论.     

航天紧固件企业柔性制造单元重组研究

针对航天紧固件企业的生产特点,提出了适应航天紧固件企业的生产模式——柔性单元。以数控车床为集合,根据具体产品工艺和工时分配车床,形成加工单元,单元并随着任务的结束而解散。本文首先描述了航天紧固件企业柔性单元重组的流程。然后,描述了如何根据工艺、工时分配车床,形成加工单元,并建立数学模型。最后,采用某航天紧固件的实际案例运用到模型中,并用Lingo软件进行求解,得到零件排产的甘特图。该生产模式在某航天紧固件企业运用成功,并可以复制到其他生产特点类似的企业中。     

船舶生产设计数据管理模型及其实施路线

结合造船企业生产设计实际需求,建立了满足现代造船模式的船舶生产设计项目、数据和过程管理需求的中小型船舶生产设计数据管理业务模型。该模型是基于项目管理的产品数据管理（PDM）与业务过程的集成模型。构建了满足中小型船舶企业管理所需的产品数据管理（PDM）体系结构和功能配置,提出了数据管理平台实施的技术路线。