基于装配关系复杂性测度的多目标混流装配线平衡优化

在混流装配线中,各工作站装配关系复杂性会影响作业效率和工人负荷。基于信息熵对装配关系复杂性进行度量,以最小化生产节拍、装配线平滑指数和装配关系复杂性平滑指数为优化目标,建立多目标混流装配线平衡优化模型,运用第二代非支配排序遗传算法(NSGA 2)设计求解,并结合某企业混流装配线实例验证方法的有效性。研究结果表明该优化方法能有效降低混流装配线生产节拍与平滑指数,均衡各工作站装配关系复杂性,实现装配线平衡。     

基于数字孪生的混流装配线资源配置优化

针对混流装配线资源配置优化效率低、时效性差、动态响应能力不足等问题,提出基于数字孪生的混流装配线资源配置优化方法.构建了物理装配车间、虚拟装配车间和生产计划系统协同工作的资源配置优化数字孪生模型,阐述了基于分段式解耦和多目标优化相结合的资源配置优化实现过程.将该方法应用于某企业混流装配线,结果表明优化后的装配线平衡率由...     

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...     

最小资源浪费的并行混流装配线调度研究

带有资源约束的并行混流装配线目前很少有人研究。本文研究了一类在给定计划期内,带有资源约束的,最小资源浪费的并行混流装配线调度模型,它属于NP-hard问题。建立了整数规划模型,该模型创新之处是:将平衡与排序建立在同一个目标函数里。为提高求解速度,对基本的遗传算法进行了改进,提出了改进的种群构造方法,引进了禁忌算法。最后给出了实例验证,说明其有效性。     

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.     

随机型混流装配线的仿真研究

针对随机型混流装配线平衡和排序问题的复杂性,利用Arena仿真软件建立了随机型混流装配线模型.该模型在现有的确定型混流装配线模型基础之上加入了实际装配过程中会遇到的不确定因素,如:不确定的产品投产时间、不确定的装配时间、不确定的传输时间、不确定的故障时间和不确定的返工时间等,使仿真结果更加符合实际生产情况.仿真结果表明...     

基于混合粒子群算法的混流装配线投产顺序研究及仿真

针对混流装配线投产顺序的优化问题,提出两个目标函数.针于这种多目标优化问题,提出了一种混合粒子群算法.该算法结合最优解评估选取方法和遗传算法编码和交叉的思想,对粒子的全局极值和个体极值的选取做了改进.给出发动机混流装配线的一个实例,用该算法求投产顺序,按照求得的投产顺序在AutoMod仿真平台上建立仿真模型.通过仿真运行,证明了该算法求解混流装配线投产顺序的有效性以及AutoMod仿真混流装配线投产顺序的可行性.     

求解多目标混流装配线平衡问题的VPS-PSO算法

为了更有效地减少工作站数目、提高装配线效率,提出了一种基于多目标混流装配线平衡问题的方法。针对混流装配线平衡问题,采用工作站损失指数、装配线损失效率和平滑指数的评价指标作为混流装配线平衡优化问题的适应度函数,在给定节拍和装配优先顺序的前提下建立多目标优化模型。提出一种基于变种群策略的改进粒子群(VPS-PSO)算法能有效地维持种群的多样性,提高粒子群算法的全局搜索寻优能力。案例表明,该算法相对于PSO算法具有更好的寻优能力和求解效率,可以更高效地得到合理的装配线平衡方案。     

以成本优化为平台的混流装配线排序

随着客户需求的日益多样化,混流装配线在工业生产中得到越来越多的应用.为了降低混流装配线的闲置和超载现象带来的成本浪费,在分析混流装配线的闲置和超载成本的基础上,提出一种最小化闲置和超载成本的排序模型,并应用粒子群算法来进行优化.优化综合考虑了粒子群算法中惯性权值的关键作用,给出了一种模糊自适应的惯性权值调整方法.最后将优化模型及算法应用到具体的混流装配线,验证了该方法的有效性.这种排序方法可以降低企业的生产成本,从而提高企业的效益,在企业内具有实际的应用价值.     

小生境遗传算法在混流装配线排序中的应用

在总结混流装配线排序问题的基础上,根据汽车制造业的实际情况建立一种新的汽车装配线排序模型.根据装配车型的关键件不同,引入车型相似度的概念,并将小生境遗传算法用于以最大化相似度总和为目标的混流装配线优化排序问题,同时将简单遗传算法和小生境遗传算法性能进行比较.最后通过在某汽车制造厂中的应用,验证小生境遗传算法在解决混流装配线生产排序问题中的有效性.     

基于广义产品结构的配置和集成研究

为对普通零部件和广义部件的自定义属性进行分级管理,定义了一个特有属性模型。针对配置知识表示难的问题,采用约束表达式和判定表对广义部件的属性约束和关联进行描述。在此基础上,构建了面向配置的广义产品知识模型。为有效压缩配置约束的求解空间,加速在线配置,提出一种采用约束推理机制对产品配置过程进行求解的策略,定义了依据配置约束集构造推理有向图的规则及推理有向图的执行算法。实现了该配置模型及其与产品数据管理系统的集成,并给出了从广义物料清单自动生成物料清单的算法。实际应用效果证明了配置模型和求解策略的有效性。     

基于角色的工作流授权约束规格说明

在工作流管理系统中,数据在工作流任务中流动,执行任务的用户在变化,用户的权限也在变化,现有的授权方法不能很好地描述上述这种职责分离的状态。为此,提出了一个工作流授权约束模型。该模型在工作流应用语境中定义了角色层次函数、任务偏序关系和互斥任务,在此基础上给出了一个基于角色的工作流授权约束语言,它可以准确描述工作流系统的职责分离要求,表达静态、动态授权约束和授权的历史信息,同时,所得到的约束规则集规模相对较小,保证了一致性验证在时间和空间上的可行性。     

Customer-driven product configuration optimization for assemble-to-order manufacturing enterprises

Configuration design has been recognized as an effective means to implement mass customization. Traditional configuration technologies mostly focus on practices from an engineering perspective on the basis of constraint and experience, yet leave the customer’s viewpoints intact. In this paper, a new optimization approach for customer-driven product configuration is proposed. Configuration space is firstly established as the foundation for targeting diversity of customer needs and utility function is then employed to model and measure customer preference. Subsequently, a mathematic model that maximizes the ratio between overall utility and cost from both perspectives of customers and manufacturers is formulated, and a genetic algorithm is adopted to solve the combinatory optimization problem wherein the nested encoding scheme and multiple constraints handling are incorporated to improve the performance of configuration solving. A case study of a notebook computer is reported to demonstrate that the proposed approach provides an effective means for ATO manufacturing enterprises to deliver the optimal configuration solution.     

支持在线定制的商品和服务混合配置过程模型

为了更好地满足消费者的个性化需求,快速准确地完成在线产品和服务的混合配置,提出一种基于产品和服务多维混合约束的产品配置过程模型。该模型通过设置消费者对产品和服务的价格敏感系数,在产品零部件配置约束、服务配置约束以及产品与服务关联配置约束的共同作用下,以消费者效用和厂商利润最大化为目标,构建产品和服务的混合配置过程模型,并利用算法对该模型进行求解,从而得到在不同的价格敏感程度影响下的产品配置方案。以某汽车厂商的在线客户化定制过程为案例对模型进行应用和求解,得出针对不同敏感程度的消费者的产品配置方案,验证了该配置方法的实用性与可行性。     

空间机械臂多目标综合轨迹规划研究

以七自由度冗余空间机械臂为研究对象,对其进行多目标综合轨迹规划研究。为了得到速度和加速度都连续的关节轨迹,首先采用三次均匀B样条曲线构造机械臂的关节空间轨迹。然后分别以机械臂运动时间最短、能量消耗最少和轨迹冲击性最小作为优化目标,以机械臂的关节位移、速度、加速度和关节力矩的限制作为约束条件,建立空间机械臂多目标轨迹规划问题的数学模型。最后使用NSGA-II算法进行数学模型求解,获得空间机械臂多目标轨迹规划问题的Pareto最优解集。仿真结果表明,在满足各项约束条件的前提下,所获得的机械臂关节空间轨迹能够达到使机械臂的多个性能指标综合最优的效果。     

产品族谱系的配置方法研究

由于单一拓扑空间内的产品配置建模和求解均较复杂,提出了一种通过配置空间规划构筑产品族谱系,实现优化配置的方法。在剖析客户群需求共性和产品模块的分类聚合特性的基础上,给出了产品族谱系的概念表示和建模方法,以及基于产品族谱系模型对客户需求和约束进行分类求解的方法。阐述了通过谱系定位、关键配置、功能配置和个性配置4个阶段分步实现产品配置生成的过程。最后,以台式电脑为例,说明了该配置方法的有效性。     

An efficient method to reduce relative capacity shortage using annualised hours planning

Annualised hours (AH) is a method for meeting seasonal demand which involves irregular distribution of working hours. This paper considers an AH scenario where different category of workers are contracted to work for a certain number of hours per year and each category has different efficiencies for different types of task. The number of workers required is estimated based on the forecasted hours considering the same efficiency for all types of task by a worker. In a number of cases, tasks are too difficult to be performed by temporary workers. In situations where overtime or hiring temporary workers are not considered, capacity shortage is possible during certain weeks as a result of the relative efficiency. The relative capacity shortage, which is defined as the capacity shortage related to the required capacity, has to be minimised. This paper proposes an AH planning problem using linear programming model to minimise relative capacity shortage in which workers are considered to be cross trained. The computational demonstration shows the effectiveness of the model.     

面向设备维护联盟的知识安全管理研究

为使维护联盟中的知识资源能够在权限的约束下共享,结合基于上下文的安全管理和知识管理技术,提出了基于维护业务上下文的访问控制(MBCBAC)模型。与传统的基于角色的访问控制(RBAC)模型相比,MBCBAC模型以维护业务上下文作为访问控制的授权中介来实现业务驱动的知识安全管理,通过维护知识空间来实现知识对象粒度上的访问控制。基于MBCBAC模型构建的知识安全管理组件已成功应用于某e-维护联盟的知识管理系统中。     

惯性圆锥破碎机多体动力学分析及试验验证

惯性圆锥破碎机存在整机振幅大且能耗高等问题,制约了其在工业领域的进一步发展,其多体动力学求解可以为明确各主要动力学参数与整机振幅和能耗的关系提供理论计算方法。采用绝对坐标法建模,将动锥的纯滚动约束等效为完整和线性非完整约束,得到了含一阶线性非完整约束的微分-代数方程组,提出了基于隐式Runge-Kutta积分变步长的LU状态空间法。在稳定工况下,对定锥各测量点动态响应的仿真结果和工业现场试验结果进行对比分析,验证了模型和数值算法的有效性。计算结果表明:驱动转速、定锥质量、阻尼系数和动锥质量对振幅的影响较大,刚度系数对振幅几乎没有影响;增加定锥的质量可以有效降低单位能耗;在一定范围内,增加阻尼系数会造成阻尼耗散增大,使单位能耗升高。     

Motion/posture modeling and simulation verification of physically handicapped in manufacturing system design

Non-obstacle design is critical to tailor physically handicapped workers in manufacturing system. Simultaneous consideration of variability in physically disabled users, machines and environment of the manufacturing system is extremely complex and generally requires modeling of physically handicapped interaction with the system. Most current modeling either concentrates on the task results or functional disability. The integration of physical constraints with task constraints is far more complex because of functional disability and its extended influence on adjacent body parts. A framework is proposed to integrate the two constraints and thus model the specific behavior of the physical handicapped in virtual environment generated by product specifications. Within the framework a simplified model of physical disabled body is constructed, and body motion is generated based on 3 levels of constraints(effecter constraints, kinematics constraints and physical constraints). The kinematics and dynamic calculations are made and optimized based on the weighting manipulated by the kinematics constraints and dynamic constraints. With object transferring task as example, the model is validated in Jack 6.0. Modelled task motion elements except for squatting and overreaching well matched with captured motion elements. The proposed modeling method can model the complex behavior of the physically handicapped by integrating both task and physical disability constraints.