考虑工序刚性约束的自动化装配生产线多目标优化研究

发布时间：2021-08-21 09:45

　　为了对具有工序刚性约束的装配线进行优化配置,提出一种基于并行工位设计和装配序列规划的自动化装配生产线多目标优化方法,主要包括:①针对工序刚性约束的自动化装配线的特殊性,搭建了以成本和生产节拍为多目标的装配线优化数学模型;②针对数学模型中决策变量的离散性特点,提出基于随机键的两段式编/解码方法,综合考虑了装配工艺中的优先关系、直接优先关系、完全分配约束和最大并行度限制等,实现了对工序刚性约束的描述;③将基于拥挤度的Pareto评价方法嵌入回溯搜索优化算法,实现了工序刚性约束下的装配线多目标优化;④通过断路器自动化装配线进行案例验证。结果表明,在装配生产线上各作业元素时间和设备单元成本固定且均已知的条件下,所提出的方法能够为该类装配线计算出最优配置方案,且将计算出的优化配置方案（成本517.5万元,节拍3.2秒/级）与现有方案（成本636.0万元,节拍5.4秒/级）对比,发现生产效率提高了40.7%,装配线成本降低了18.6%。 

【文章来源】：机械工程学报. 2020,56(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

装配线工艺优先关系图例

以如图1所示的装配线范例，给出图2来说明本文装配线优化配置的基本原理。在图2中，整条装配线由各工序串联而成，且每个工序只针对一种作业元素进行作业操作，各工序中带数字的设备表示该设备只对该作业元素进行作业操作。在每个工序中，分别由若干个工位(即并行工位)进行作业元素的操作，且同一工序的各工位中均包含一个相同的设备。各设备由白色数字标识，代表了目标作业元素的序号，另外工位的编号分别代表了工位所在的工序号和工序内所在的工位号，例如工位2-1中的设备由数字4标识，表示作业元素4被作为第2个工序进行作业操作，且该工位为该工序中的第1个工位。为了提高瓶颈工序的作业效率，需要在作业时间较长的工序上添加并行设备，例如，工序5中的作业元素5有3个并行工位进行作业。

基于装配工艺分析的序列编/解码过程

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于有向网络的双U型装配线平衡实验与分析[J]. 焦玉玲,徐良成,王占中,张鹏.  吉林大学学报(工学版). 2018(02)
[2]多重资源约束下的多目标U型装配线平衡[J]. 张子凯,唐秋华,张利平.  计算机集成制造系统. 2017(11)
[3]基于殖民竞争算法的多约束双边装配线平衡[J]. 李大双,张超勇,邵新宇,袁彪,唐秋华.  机械工程学报. 2015(02)
[4]面向配做的柔性生产线调度[J]. 赵宁,吴超,宁汝新,唐承统.  机械工程学报. 2005(07)



本文编号：3355368