基于蟻群算法的混合裝配序列規(guī)劃和裝配線平衡方法研究.pdf

1、裝配序列規(guī)劃(Assembly sequence planning,簡稱ASP)和裝配生產(chǎn)線平衡(Assembly line balancing,簡稱ALB)在現(xiàn)代化制造系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計中扮演著重要的角色,裝配是生產(chǎn)制造中的一個重要的環(huán)節(jié),是指將零部件按技術(shù)上的規(guī)定與要求組裝起來的過程,而裝配線則是裝配制造系統(tǒng)中廣泛所采取的一種生產(chǎn)制造模式。裝配序列規(guī)劃是指裝配過程中,對裝配體上各個零部件的進(jìn)行先后裝配的順序的設(shè)計,并對設(shè)計出來的裝配序列

2、進(jìn)行可行性檢驗與裝配效率的評價。裝配生產(chǎn)線平衡則是實現(xiàn)裝配作業(yè)時間、工作站負(fù)荷率和工作站間作業(yè)時間均衡的多目標(biāo)問題的優(yōu)化平衡的過程。一個好的裝配序列和一個合理的裝配線布局,將直接影響到裝配制造系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。裝配序列規(guī)劃問題和裝配線平衡問題都是典型的 NP-hard問題,由于問題的復(fù)雜性,近年來,學(xué)者們不斷嘗試通過人工智能算法來求解這兩個問題。其中,模擬生態(tài)界中螞蟻種群的覓食行為過程的蟻群算法( Ant Colony Opti

3、mization,簡稱 ACO)逐漸為研究者們所重視,蟻群所表現(xiàn)出的一種群體智能特點,為解決并行的考慮這兩個NP問題的混合優(yōu)化問題的提供了新的求解思路。
　　本文利用蟻群算法對混合裝配序列規(guī)劃和裝配生產(chǎn)線平衡問題進(jìn)行優(yōu)化求解。針對裝配序列問題的裝配工具變換次數(shù)問題和裝配方向變化次數(shù)問題,變換成為裝配線上的作業(yè)時間問題,同時對裝配平衡問題中重型零件的搬運問題進(jìn)行了考慮。然后,通過提取零件的連接關(guān)系和信息,使用拆卸法反向求得裝配聯(lián)絡(luò)圖

4、,進(jìn)而用聯(lián)絡(luò)圖來獲得表示裝配線上作業(yè)任務(wù)先后順序約束的裝配作業(yè)任務(wù)優(yōu)先關(guān)系圖。針對混合問題的新的優(yōu)化目標(biāo)和約束條件,建立了一個混合優(yōu)化問題數(shù)學(xué)模型,并利用自適應(yīng)改進(jìn)后的蟻群算法對數(shù)學(xué)問題進(jìn)行求解。
　　本文將該模型和求解方法應(yīng)用到實例中,對裝配線上的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行分配,實現(xiàn)裝配作業(yè)的可行布局,并求解各個工作站的作業(yè)任務(wù)和順序。最后,將蟻群算法的求解結(jié)果與其他論文的得到的研究結(jié)果進(jìn)行比較,將不同結(jié)果中的總裝配時間,作業(yè)時間均衡,工作站