基于遗传算法的汽车零部件生产线平衡优化技术研究
发布时间：2021-10-25 12:04
生产线重组优化和企业生产设施规划都需要用到生产线平衡这一重要理念,生产线平衡就是将生产的全部工序进行平均化,调整各个工作站的负荷以确保各个工作站的作业时间尽可能的相近。其次是消除瓶颈工位以及生产效率的浪费,提高生产线整体的生产效率,为企业带来更大的效益。生产线不平衡会导致工作人员出现等待的现象,也会降低整体的生产效率和在制品的堆积,造成大量的生产浪费。为了解决生产线不平衡带来的问题,本文主要从以下几个方面进行研究:首先,针对两类典型的生产线平衡问题进行求解,一类是单一品种的生产线平衡问题,另一类是混合品种的生产线平衡问题。在总结了生产线平衡关于仿真以及解决方法的研究现状后,将改进的遗传算法与仿真分析方法相结合,在生产节拍确定的前提下,对生产线进行优化并求解最少工作站数量。将此方法应用到实际生产线模型进行分析,取得了较好的效果。其次,传统的遗传算法早期特别容易出现“早熟”的问题,种群中出现适应值很高的超级个体,在遗传进化中占有较大比例,从而使种群多样性迅速降低,算法收敛于局部最优解。至此,对传统的遗传算法进行改进设计,包括编码设计、适应度函数设计、选择和变异操作设计等,通过Matlab对...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 生产线平衡的研究背景
1.1.2 生产线平衡的研究意义
1.2 生产线平衡的研究现状
1.2.1 基于仿真分析的生产线平衡研究现状
1.2.2 基于精确算法的生产线平衡研究现状
1.2.3 基于启发式算法的生产线平衡研究现状
1.2.4 基于人工智能算法的生产线平衡研究现状
1.2.5 混流生产线平衡的研究现状
1.3 待解决的问题
1.4 主要研究内容
1.5 本章小节
第2章 生产线平衡问题的分析
2.1 生产线平衡问题的概述
2.1.1 生产线的常规分类
2.1.2 生产线平衡问题的基础理论
2.2 生产线平衡的数学描述
2.2.1 生产线平衡问题的数学表达
2.2.2 生产线平衡优化问题的分类
2.2.3 生产线平衡的评价指标
2.3 遗传算法的简介
2.3.1 遗传算法的介绍
2.3.2 遗传算法应用的关键问题
2.4 本章小结
第3章 基于改进遗传算法的单一生产线平衡分析
3.1 汽车零部件生产线平衡存在的问题
3.2 遗传算法的优化设计
3.2.1 遗传编码
3.2.2 译码
3.2.3 种群初始化
3.2.4 交叉算子
3.2.5 变异算子
3.2.6 避免早熟问题的组合选择策略--轮盘选择
3.2.7 适应度函数
3.3 实例验证程序的有效性
3.4 某公司生产线平衡改进遗传算法优化
3.5 程序结果对比分析
3.6 本章小结
第4章 基于改进遗传算法的混合生产线平衡分析
4.1 混合生产线模型的问题描述
4.2 混合生产线平衡问题的数学建模
4.3 遗传算法的改进设计
4.3.1 改进遗传算法的基本框架
4.3.2 改进算法的详细步骤
4.4 混合生产线的仿真方法
4.5 本章小结
第5章 基于Plant Simulation的混合生产线平衡问题仿真研究
5.1 关于Plant Simulation仿真软件的概述
5.1.1 Plant Simulation软件介绍
5.1.2 Plant Simulation软件的特点
5.2 初始方案的确定
5.3 基于Plant Simulation仿真模型的初步建立
5.3.1 建立模型所需要遵循的原则
5.3.2 主要模块介绍
5.3.3 模型的建立
5.4 算例分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 不足和展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Plant Simulation的路灯杆件生产线产能优化方案研究[J]. 刘镇海,周友行,徐长锋. 现代制造工程. 2020(01)
[2]基于启发式算法的家具装配线平衡与优化[J]. 葛晓梅,王晓媛,张国辉,辛雪珂,王万锁. 组合机床与自动化加工技术. 2019(02)
[3]多品种小批量环境下的家具混流生产线平衡分析与改善[J]. 赵晏林. 林产工业. 2019(01)
[4]未来汽车工厂与智能物流[J]. 郑鑫,曾巍巍. 物流技术与应用. 2018(11)
[5]多目标模拟退火算法求解混装线平衡与排序[J]. 姜东,唐秋华,李梓响,吴玲. 机械设计与制造. 2018(09)
[6]回溯搜索优化算法研究进展[J]. 王海龙,苏清华,胡中波. 湖北工程学院学报. 2018(03)
[7]基于Plant Simulation的件杂货码头作业仿真研究[J]. 刘志雄,熊杨,邓兴旭,陈玉婷. 系统仿真学报. 2018(05)
[8]农机装配生产线布局研究[J]. 马念杰,冯欢欢,程俊男,邵书山,张波,张学敏. 中国农机化学报. 2018(04)
[9]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)
[10]航空紧固件生产车间流水线平衡量化分析及改善[J]. 冯硕,陈闯. 航空制造技术. 2017(22)
博士论文
[1]装配线平衡的最优化模型与算法研究[D]. 周亮.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]面向JIT的柔性U型生产线任务分配方法与系统研究[D]. 江强强.合肥工业大学 2018
[2]基于WITNESS的串行生产线仿真与优化[D]. 朱吉利.天津工业大学 2018
[3]基于混合算法的车间布局多目标优化及仿真研究[D]. 杨梅.湖南大学 2016
[4]混合流水线多目标调度优化研究[D]. 刘胜军.山东理工大学 2016
[5]白车身混流焊装线物流仿真和投产序列研究[D]. 武文杰.合肥工业大学 2016
[6]基于遗传算法的汽车焊装线平衡研究及仿真验证[D]. 蔡磊.合肥工业大学 2016
[7]装配线平衡问题不同算法性能比较研究[D]. 张晓玲.南华大学 2016
[8]基于遗传算法的汽车零部件集配中心选址问题的研究[D]. 张楠.吉林大学 2015
[9]汽车仪表台混流装配线设计研究[D]. 龚轲.南京理工大学 2015
[10]体外诊断试剂盒装配生产线设计及装备开发[D]. 胡立红.天津大学 2014
本文编号：3457363
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 生产线平衡的研究背景
1.1.2 生产线平衡的研究意义
1.2 生产线平衡的研究现状
1.2.1 基于仿真分析的生产线平衡研究现状
1.2.2 基于精确算法的生产线平衡研究现状
1.2.3 基于启发式算法的生产线平衡研究现状
1.2.4 基于人工智能算法的生产线平衡研究现状
1.2.5 混流生产线平衡的研究现状
1.3 待解决的问题
1.4 主要研究内容
1.5 本章小节
第2章 生产线平衡问题的分析
2.1 生产线平衡问题的概述
2.1.1 生产线的常规分类
2.1.2 生产线平衡问题的基础理论
2.2 生产线平衡的数学描述
2.2.1 生产线平衡问题的数学表达
2.2.2 生产线平衡优化问题的分类
2.2.3 生产线平衡的评价指标
2.3 遗传算法的简介
2.3.1 遗传算法的介绍
2.3.2 遗传算法应用的关键问题
2.4 本章小结
第3章 基于改进遗传算法的单一生产线平衡分析
3.1 汽车零部件生产线平衡存在的问题
3.2 遗传算法的优化设计
3.2.1 遗传编码
3.2.2 译码
3.2.3 种群初始化
3.2.4 交叉算子
3.2.5 变异算子
3.2.6 避免早熟问题的组合选择策略--轮盘选择
3.2.7 适应度函数
3.3 实例验证程序的有效性
3.4 某公司生产线平衡改进遗传算法优化
3.5 程序结果对比分析
3.6 本章小结
第4章 基于改进遗传算法的混合生产线平衡分析
4.1 混合生产线模型的问题描述
4.2 混合生产线平衡问题的数学建模
4.3 遗传算法的改进设计
4.3.1 改进遗传算法的基本框架
4.3.2 改进算法的详细步骤
4.4 混合生产线的仿真方法
4.5 本章小结
第5章 基于Plant Simulation的混合生产线平衡问题仿真研究
5.1 关于Plant Simulation仿真软件的概述
5.1.1 Plant Simulation软件介绍
5.1.2 Plant Simulation软件的特点
5.2 初始方案的确定
5.3 基于Plant Simulation仿真模型的初步建立
5.3.1 建立模型所需要遵循的原则
5.3.2 主要模块介绍
5.3.3 模型的建立
5.4 算例分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 不足和展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Plant Simulation的路灯杆件生产线产能优化方案研究[J]. 刘镇海,周友行,徐长锋. 现代制造工程. 2020(01)
[2]基于启发式算法的家具装配线平衡与优化[J]. 葛晓梅,王晓媛,张国辉,辛雪珂,王万锁. 组合机床与自动化加工技术. 2019(02)
[3]多品种小批量环境下的家具混流生产线平衡分析与改善[J]. 赵晏林. 林产工业. 2019(01)
[4]未来汽车工厂与智能物流[J]. 郑鑫,曾巍巍. 物流技术与应用. 2018(11)
[5]多目标模拟退火算法求解混装线平衡与排序[J]. 姜东,唐秋华,李梓响,吴玲. 机械设计与制造. 2018(09)
[6]回溯搜索优化算法研究进展[J]. 王海龙,苏清华,胡中波. 湖北工程学院学报. 2018(03)
[7]基于Plant Simulation的件杂货码头作业仿真研究[J]. 刘志雄,熊杨,邓兴旭,陈玉婷. 系统仿真学报. 2018(05)
[8]农机装配生产线布局研究[J]. 马念杰,冯欢欢,程俊男,邵书山,张波,张学敏. 中国农机化学报. 2018(04)
[9]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)
[10]航空紧固件生产车间流水线平衡量化分析及改善[J]. 冯硕,陈闯. 航空制造技术. 2017(22)
博士论文
[1]装配线平衡的最优化模型与算法研究[D]. 周亮.南京理工大学 2005
硕士论文
[1]面向JIT的柔性U型生产线任务分配方法与系统研究[D]. 江强强.合肥工业大学 2018
[2]基于WITNESS的串行生产线仿真与优化[D]. 朱吉利.天津工业大学 2018
[3]基于混合算法的车间布局多目标优化及仿真研究[D]. 杨梅.湖南大学 2016
[4]混合流水线多目标调度优化研究[D]. 刘胜军.山东理工大学 2016
[5]白车身混流焊装线物流仿真和投产序列研究[D]. 武文杰.合肥工业大学 2016
[6]基于遗传算法的汽车焊装线平衡研究及仿真验证[D]. 蔡磊.合肥工业大学 2016
[7]装配线平衡问题不同算法性能比较研究[D]. 张晓玲.南华大学 2016
[8]基于遗传算法的汽车零部件集配中心选址问题的研究[D]. 张楠.吉林大学 2015
[9]汽车仪表台混流装配线设计研究[D]. 龚轲.南京理工大学 2015
[10]体外诊断试剂盒装配生产线设计及装备开发[D]. 胡立红.天津大学 2014
本文编号：3457363
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