船體平面分段建造裝配序列規(guī)劃與裝配線平衡方法研究.pdf

1、船舶制造中的裝配工作一般耗時最久、需要的關(guān)鍵資源最多。其中，分段裝配工時大概占船體裝配總工時的45％左右，分段裝配成本在船體裝配總成本中所占的比例更是高達(dá)50％以上。因此，研究船體分段裝配過程中的最優(yōu)化問題，對縮短船體建造周期、減少裝配成本以及提高裝配質(zhì)量具有重大意義。
　　本文以船體平面分段裝配為對象，研究了分段裝配序列規(guī)劃與裝配線平衡方法，為解決復(fù)雜產(chǎn)品的裝配最優(yōu)化問題提供決策依據(jù)。研究工作主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)

2、基于實例推理(CBR)與基于幾何約束推理相結(jié)合的平面分段裝配序列規(guī)劃方法。船體分段結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所包含的零部件眾多，給可行裝配序列推理造成很大的困難。另外，在結(jié)構(gòu)組成上，組成分段的零部件之間沒有嚴(yán)格的幾何約束關(guān)系，滿足幾何約束的可行序列數(shù)量較大，不利于序列的評價及優(yōu)選。本文利用基于實例推理的方法，參照與裝配問題最相似實例的裝配順序，生成裝配問題的初始優(yōu)先約束關(guān)系，然后結(jié)合基于約束的推理，生成裝配體完整的裝配序列，并利用遺傳算法進(jìn)行裝配序列選

3、優(yōu)。論文用具體加工算例驗證了該方法的有效性。
　　(2)批量型裝配線平衡問題建模及求解方法研究。在分段部件裝配過程中，各部件不僅要滿足加工時間、平臺占用面積等的約束，還需符合一定的完工優(yōu)先關(guān)系。以裝配線勞動生產(chǎn)率最大化及工作站負(fù)荷均衡為優(yōu)化目標(biāo)，在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立批量型裝配線平衡問題的數(shù)學(xué)模型。本文利用文化基因算法對問題進(jìn)行求解，尋找最優(yōu)的分段部件裝配計劃。通過染色體的解碼過程實現(xiàn)任務(wù)的智能分批，設(shè)計了序列自動調(diào)整算子，保證

4、生成的最優(yōu)解符合優(yōu)先關(guān)系約束。另外，在算法框架中加入局部搜索算子，加快了算法的求解過程。最后通過分段部件裝配的實際算例驗證算法的有效性。該問題的解決，對于具有優(yōu)先關(guān)系約束的任務(wù)割分或排序問題的求解具有參考價值。
　　(3)混合型裝配線平衡問題建模及求解方法研究。船體平面分段裝配流水線平衡的目的是尋找最優(yōu)的加工任務(wù)排序，實現(xiàn)總?cè)蝿?wù)的生產(chǎn)周期最短、任務(wù)拖期數(shù)量最少以及工作站負(fù)荷均衡等目標(biāo)。為了獲取該多目標(biāo)優(yōu)化問題的Pareto最優(yōu)解，

5、本文在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了混合型裝配線平衡問題的數(shù)學(xué)模型。提出了一種改進(jìn)的多目標(biāo)遺傳算法，設(shè)計了個體適應(yīng)值的分配策略及Pareto解集更新機(jī)制，使得算法能夠快速地獲取滿足優(yōu)化目標(biāo)的多組非劣解。最后通過船體平面分段裝配實例驗證了算法的有效性。混合裝配線平衡問題的解決，可以為多目標(biāo)組合優(yōu)化問題非劣解的求取提供一定的參照。
　　(4)產(chǎn)品裝配序列規(guī)劃及裝配線平衡系統(tǒng)集成方法研究。研究了序列規(guī)劃及裝配線平衡的關(guān)系，構(gòu)建了船體平面分段裝