基于遗传算法的焊接生产线工位平衡规划方法

在现代化大规模大批量的流水装配制造业中,数量众多的作用分配和多工位的合理安排使工位平衡问题显得更为突出。针对第一类工位平衡问题,即在给定的生产节拍下最小化工位数,首先分析了该问题并建立了数学模型,进而提出了一种基于改进遗传算法求解工位平衡问题的方法。该算法以焊接任务的操作顺序优先关系为约束前提,在初始种群的生产以及交叉和变异过程中保证了染色体解的可行性,同时在遗传算法的选择过程中考虑了具有相同工位数的最优作业方案的工时标准差,从而提高了算法的搜索效率和解的可靠性。最后通过实例求解验证了该算法的有效性。     

泡沫玻璃自动化生产线工位与控制系统设计

针对传统泡沫玻璃生产过程中存在的设备自动化程度不高,人工作业方式劳动强度大,生产效率低,人为因素对产品质量影响大等问题,根据泡沫玻璃生产工艺流程,运用创新的理念设计了自动化生产线,合理布局工位并对各工位实现的功能进行详细描述,设计了生产线的控制流程和控制系统。该系统具有生产节拍统一严格、操作简便、生产效率高的特点,可有效提高泡沫玻璃自动化生产的水平。     

焊装自动化生产线的工位布局优化对生产效率的提升

合理的工位布局是在进行工程项目规划时相当重要的一个环节,布局优化设计对于提高机器的利用率和降低作业人员劳动强度上起到了至关重要的作用。本文主要介绍的是为了解决某主机厂的焊接生产线首工位等待时间长、设备利用率偏低的问题而进行的设备布局优化。在减少硬件和人员的情况下,实现了工位设备的合理利用,从而达到了设备利用率提升的目的。     

基于改进烟花算法的随机装配线混流调度

针对随机装配线混流调度问题,分析作业时间随机波动对调度优化目标的影响,提出描述随机作业时间下工位闲置时间和超载时间有效数学期望的概念,并基于此构建以工位负荷均衡指数为优化目标的随机作业时间条件下的装配线混流调度优化模型.在标准烟花算法中引入精英策略、变邻域搜索等技术,设计一种改进烟花算法对模型进行求解,并结合测试算例和生产实例对随机装配线混流调度模型及求解算法进行验证,求解结果表明了模型和算法的有效性.     

化工溶剂配料及调度自动控制系统

介绍了采用高精度转子流量计、基于工控机和Windows 95平台的化工溶剂配料调度控制系统, 该系统实现了多工位自动投料的作业调度和控制.     

运用ActiveX技术开发炼钢物流可视化仿真平台

基于工位、作业和作业规则的炼钢物流细胞自动机仿真模型,运用ActiveX技术开发了具有计算机图形化建模、仿真和分析功能的炼钢物流仿真平台。该仿真平台使用了面向对象的软件设计方法和图形窗口环境,界面友好,使用简便。以攀钢提钒炼钢厂的实例仿真检验了仿真平台组态建模、捆绑仿真核心算法、仿真运行和仿真结果处理等功能的有效性。仿真平台具有优良的扩展性,通过扩展工位组件以及选择适当的仿真算法,可用于整个钢铁制造流程的仿真。     

基于改进粒子群算法的数据线生产线仿真与优化

针对数据线生产线工艺生产过程中所产生的工序不平衡、存在瓶颈工位、产线布局混乱等问题,提出一种基于改进粒子群算法的闭环优化方法。首先,使用仿真软件分析Type-C数据线的生产工艺流程,从而获得其各工序的生产效率;其次,根据生产需求和工作时间得出工位数以及生产节拍,同时基于改进粒子群算法进行工序分配并与传统粒子群算法的优化结果进行比较分析;最后,利用工业工程优化方法对存在的瓶颈工位进行一定的优化。实验结果表明,该算法在此工序分配问题中的平衡效率为95.7%,产量为1 588件;与传统粒子群算法相比,改进粒子群算法在平衡效率和生产产量方面分别提高了8.9%和20%。由此可见该方法有助于生产企业在工序分配问题上有效地提高生产效率。     

考虑多专业协同的装配线平衡问题研究

为改善飞机总装线平衡效果,提出考虑多专业协同分配的第一类装配线平衡方法。首先,分析各专业间的关联性,建立基于动态模糊聚类的专业划分方法,获取"资源-功能"的多专业集合;然后,根据飞机总装环境及所涉及专业的特点,建立了多专业协同分配的平衡模型;再根据专业划分结果及作业分配规则,提出了混合模拟退火-遗传算法(HSAGA),将专业间关联度高的作业分配到工作面(指专业关联度高的作业的集合,也指能完成一项装配任务的作业执行操作空间),实现工作面数的最小化;最后,以某型飞机总装作业为例,验证了平衡方法的有效性。     

化工溶剂槽糕及调度自动控制系统

介绍了采用高精度转子流量计、基本工控机和Ｗｉｎｄｏｗｓ９５平台的化工溶剂槽糕调度控制系统，该系统实现了多工位自动投料的作业调度和控制。     

准时制下炼钢生产计划时间并行顺推编制方法

为提高炼钢连铸生产计划编制质量,实现“连浇”生产,提出一种基于准时制思想的炼钢生产作业计划时间并行顺推编制方法。该方法将由连浇约束计算出各炉次的开始浇注时间视为交货期,以逆生产流程时间倒推各炉次在各工序上的开始作业时间作为计划编制的参考目标时间点;时间并行顺推算法将当前工序上所有炉次的开始作业时间沿生产工艺路径顺推到紧后工序后,再将后道工序上炉次以先到先加工原则分配到合适的工位加工,最后通过时间调整策略来缩小炉次的开始作业时间与参考目标时间点的偏差。利用钢厂实际生产作业计划数据进行算法验证,结果表明模型及算法能快速生成没有作业时间冲突且实现连浇的可执行炼钢生产作业计划。     

航空制造业分布式协同生产计划模式研究*

分析了现有生产计划管理模式的不足,提出了一个基于协同的系统理念能够整合航空制造企业内各分布资源的优化模型。该模型能够描述企业内生产过程中复杂的供需关系,进行详细的物流与负荷平衡,可在任务组合分配、分布式生产计划与作业调度计划进行优化的过程中协调各优化模块间的冲突,平衡各模块局部利益的同时实现企业整体利益最大化。对本模型中的面向负荷均衡的协同任务规划、一体化的分布式协同生产计划与作业调度优化、协商协调机制关键技术进行了讨论。     

工位数固定的U型拆卸线部分拆卸平衡问题

为提高工位数固定的U型拆卸线拆卸效率, 减少有害部件对操作人员的潜在威胁, 针对高价值零部件和有害零部件的拆卸需求, 本文提出了工位数固定的U型拆卸线部分拆卸平衡问题, 建立了以最小化节拍时间、高危工位数目和负载均衡为目标的优化模型, 并设计了改进的变邻域搜索算法进行求解. 在编码过程中提出一种基于零部件释放位置的选择策略, 以减少前继零部件拆卸顺序对编码的影响; 提出最小偏差二分法, 有效减少解码的迭代次数; 提出瓶颈挤压局部搜索策略, 用以优化节拍时间和均衡负载指标. 通过与其他算法对比, 结果表明改进的变邻域搜索算法求解具有优越性, 并且可实现对工位数固定的U型拆卸线部分拆卸平衡问题的高效求解.     

基于数值模拟的钣金件级进冲压成形探析

利用数值模拟技术对级进成形工序进行分析和优化是非常重要的。本文以飞机机身某钣金零件为例,分析确定零件的成形工艺方案及参数。综合运用UG、Autoform软件建立了该零件级进冲压全工序数值模拟排样料带模型,采用多工位单工序有限元建模及模拟方法,对整个料带不同工位的成形过程进行了数值模拟,重点分析了压型和折弯两个工位,准确预测了各工位成形过程中可能出现的缺陷,验证了成形工艺方案的合理性。     

基于Plant Simulation的装配车间仿真优化研究与应用

针对纺机装配车间装配线不平衡的问题，通过使用Plant Simulation仿真软件建立符合纺机装配车间实际情况的仿真模型，以车间实际生产数据为输入验证仿真模型的可信性，建立方便交互的可视化交互界面，方便模型复用和生产参数的调整。通过仿真模型结合启发式算法优化各工位的装配工序，装配线生产节拍缩短10.7%，提供了一种使用仿真软件进行装配线优化的可行方案。     

多任务电镀线预测调度模型及应用

计算机控制的行车调度系统广泛地应用于先进制造系统中的材料搬运,电镀行车的调度方式,已经成为提高生产率的瓶颈问题。行车调度问题不同于古典的排序问题,已被证明为NP难题,迄今尚无法用数学模型直接求解。为了解决实际应用问题,本文提出了基于预测模型,采用在线滚动优化的调度方法。该方法提前计算出行车到达各个工位的具体时刻,并和行车实际到达各工位的时刻相比较,通过预测值和实际值的偏差,在允许范围内动态调整各工位的加工时间,以期兼顾产品质量和企业生产效率。通过生产线运用证明,在多批次小批量的生产过程中,采用该调度方法能提高生产效率近20%。实例表明,该调度方法是有效的。     

装配线生产节拍优化系统的研究与开发

为了探讨装配线生产节拍的调整与工作站分配的关系,寻求最优生产节拍,使装配线达到最大的平衡率,以韩格逊-伯尼法、最大设定准则法、优先分配后续作业最多作业法和优先分配操作时间最长作业法为依据,运用PHP开发语言,开发了装配线平衡计算机辅助系统。该系统可遍历某一范围的生产节拍,得出平衡率最高的工作站分配方案。通过对某电冰箱厂装配线的优化分析,使其平衡率提高了10%以上,验证了该系统的可行性。该装配线平衡计算机辅助系统是有效的,可为教学和工厂装配线优化提供指导。     

基于Hadoop的三队列作业调度算法

Hadoop集群单队列作业调度会产生短作业等待、资源利用率低的问题;采用多队列调度可兼顾公平、提高执行效率,但会带来手工配置参数、资源互占、算法复杂等问题。针对上述问题,提出三队列作业调度算法,利用区分作业类型、动态调整作业优先级、配置共享资源池、作业抢占等设计,达到平衡作业需求、简化一般作业调度流程、提升并行执行能力的目的。对短作业占比高,各作业占比均衡以及一般作业为主,偶尔出现长、短作业三种情况与先进先出(FIFO)算法进行了对比实验,结果三队列算法的运行时间均比FIFO算法要少。实验结果表明,在短作业聚集时,三队列算法的执行效率提升并不显著;但当各种作业并存且分布均衡时,效果很明显,这符合了算法设计时短作业优先、一般作业简化流程、兼顾长作业的初衷,提高了作业整体执行效率。     

并行分区拣货系统储位优化设计

主要讨论配送中心并行分区拣货系统的特性,在各分区拣货员拣货速度不同的情况下,提出储位指派算法,通过对品项在各分区间储位的安排以平衡各分区拣货员的作业量;根据拣货作业规则和优化目标,对相关模型及算法进行模拟测试以证明其有效性,为方法的选择与应用提供了依据。     

机器人焊装工位的可视化仿真研究

由于机器人焊装工位仿真对象复杂以及传统仿真方法难以建立其准确的仿真模型,本文提出了基于EM-Engineer仿真平台的机器人焊装工位可视化仿真系统.研究了仿真建模、焊接工序规划和机器人运动轨迹规划等关键技术.最后利用该系统实现了某车型总成线机器人工位的可视化仿真.通过可视化仿真实现了该工位的内容规划和生产过程仿真,并依据仿真结果得到了优化方案.     

蚁群算法在装配线平衡问题中的应用

在双边装配线中,工人在装配线的两边进行作业装配。在一些大型产品(如汽车、卡车等)的装配过程中,一些作业必须在某一特定的边进行。为解决混合型双边装配线的第一类平衡问题,文章提出了一种改进的蚁群算法。在该算法中,针对混合型双边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,计算出了作业的分配方案。最后,通过实例的计算,验证了算法的有效性。