工業(yè)工程外文翻譯--裝配線平衡問題的求解方法淺析

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)英文翻譯</p><p>　　學(xué)生姓名： 蔣偉偉 學(xué) 號： 2203080128 </p><p>　　所在學(xué)院： 經(jīng)濟與管理學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 工業(yè)工程 <

2、/p><p>　　設(shè)計(論文)題目：好孩子推車事業(yè)部總裝線生產(chǎn)線優(yōu)化設(shè)計</p><p>　　指導(dǎo)教師： 蔣南云 </p><p>　　2012年4月25號</p><p>　　The Methods for Solving the Problem of Balancing an

3、 Assembly Line</p><p>　　Currently, along with the market changing, some forerunners production mode got an extensive application in the manufacturing industry. How raise a whole efficiency of assembling the

4、production line, reduce a work preface in the ware, and pursue to synchronize production is valued by more and more people. The production of manufacturing industry is most likely after carrying on subdividing to turn of

5、 have another a work preface flowing water to turn a continuous homework production line, at this</p><p>　　The assemble is the last link of production, assembling process mainly with the gearing of parts, ti

6、ghtly solid in lord; secondly allied connect, press to pack and add to note various work to lie quality and quality examination of work preface, sometimes still want to choose to pack according to the customer intention.

7、 The whole assemble homework is complicated, belonging to a labor an intensive type engineering. Therefore, the balance of exaltation assembly line has important realistic meaning </p><p>　　The assembly line

8、 equilibrium problem is a typical NP-hard to crack, currently, the method which solves this kind of problem can return to knot to 3: Inspire type method, superior turn method (mathematics model method) with industrial en

9、gineering method.　　Superior turn method is the superior solution that passes establishment mathematics model to look for a problem. Though the mathematics model method can find out the superior solution, the physically

10、applied hour is very tedious; Usually a pim</p><p>　　The linear programming (Linear Programming, brief name LP) problem is a target function peace treaty's tying conditions are the all lines and superior

11、 to turn a problem. The line programming is the superior to turn one of the important categories in the problem realm, making use of the line programming method to solve an ALB problem is in 60s in 20 centuries waited fo

12、r someone by Bowman EH to put forward, its stipulation condition and target function establishment easy, but the operation measure</p><p>　　The dynamic plan (dynamic programming) the algorithm is one commonl

13、y used method that solves the multi- stages decision-making process optimization question; it is very difficult and skillful. The dynamic plan realization is not certainly complex, is suitable for many questions, when so

14、lution general question is one of we first choice algorithms. But, the dynamic plan mathematical model establishment is not an easy matter, most difficult also most importantly condition expression. The dynamic pl</p&

15、gt;<p>　　The heuristic method by its simple, easy to understand, was fast and has satisfied won the multitudinous administrative personnel's trust and the welcome, and is widely applied to each domain. Its pro

16、duction mainly is for overcome the realistic modeling the difficulty, provides one kind of more effective policy-making tool Compares with the optimized method, the heuristic method merit mainly has: The logical model ap

17、proaches to the reality, the flow chart establishment in the foundation which th</p><p>　　The heredity algorithm (genetic algorithms, was called GA) is J. Holland was proposed in 1975 the biological theory o

18、f evolution inspiration. GA is based on the survival of the fittest one kind highly parallel, stochastic and the auto-adapted optimized algorithm, he expressed the question solution chromosome survival of the fittest pro

19、cess, through the group generation of unceasingly evolves, including duplication, overlapping and operation and so on variation, finally restrains to the individua</p><p>　　The industrial engineering (Indust

20、rial Engineering, is called IE) the thought most early is proposes father of Taylor by scientific management in the beginning of 20th century, it is the integrated system which by the person, the material, the equipment

21、or the facility, the energy and the information composes for the main research object, synthesis application project technology, management science and social sciences knowledge and so on theory method, enable sit to ach

22、ieve reduces the cost, imp</p><p>　　The assembly line balance question has experienced from the optimize algorithm to the heuristic algorithm, until modern artificial intelligence method and industrial engin

23、eering method process. This article in view of the linear programming law, the dynamic plan algorithm, the heredity algorithm and the industrial engineering method these four solutions assembly line balance question typi

24、cal method has separately made the brief analysis, has pointed out each algorithm good and bad points and the</p><p>　　裝配線平衡問題的求解方法淺析</p><p>　　目前，隨著快速多變的市場需求，一些先進的生產(chǎn)模式在制造業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。如何提高裝配生產(chǎn)線的整體效率

25、，減少工序間的在制品，以及追求同步化生產(chǎn)越來越受到人們的重視。制造業(yè)的生產(chǎn)多半是在進行細分化之后的多工序、流水化、連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線，此時由于分工作業(yè)，各工序的作業(yè)時間在理論上、實際操作上都不能完全相同，這就勢必存在工序間作業(yè)負荷不均的現(xiàn)象。除了造成無謂的工時損失外，還造成大量的工序堆積，嚴重時會造成生產(chǎn)線的中止。裝配線平衡(Assembly Line Balancing，簡稱ALB)就是為了解決上述問題而提出的一種手段與方法，它對各工序的

26、作業(yè)時間進行平均化，同時對作業(yè)進行研究，對時間進行測定，使裝配生產(chǎn)線順暢連動。</p><p>　　裝配是生產(chǎn)的最后一個環(huán)節(jié)，裝配過程主要是以零部件的安裝、緊固為主；其次是聯(lián)接、壓裝和加注各種工作介質(zhì)以及質(zhì)量檢測的工序，有時還要根據(jù)用戶意向選裝。整個裝配作業(yè)繁雜，屬勞動密集型工程。因此，提高裝配線的平衡對于提高汽車裝配線的生產(chǎn)效率有著重要的現(xiàn)實意義。裝配線平衡問題是一類典型的離散型組合優(yōu)化問題，尤其是對于隨機的、

27、多目標的裝配線平衡問題，在某種程度上較難得到滿意解。目前，對于裝配線平衡問題的研究主要分為以下3個方面：給定裝配線的節(jié)拍，求最小工作站數(shù)，通常在裝配線的設(shè)計與安裝階段進行；給定裝配線的最小工作站數(shù)，使裝配線的節(jié)拍最小，對已存在的生產(chǎn)線進行調(diào)整優(yōu)化；在裝配線的工作站數(shù)和節(jié)拍得到優(yōu)化確定的條件下，均稀裝配線上工作站的負荷，給工作人員一種公平感。由于裝配線的平衡總是離散型組合優(yōu)化問題，尋求最優(yōu)解比較困難，故采取合適的方法解決裝配線平衡問題引起

28、了各企業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。本文旨對流水線平衡問題的幾種典型求解方法進行比較分析，提出解決該問題可行方法。</p><p>　　裝配線平衡問題是典型的NP-hard難題，目前，求解此類問題的方法可歸結(jié)為3種類型：啟發(fā)式方法、最優(yōu)化方法(數(shù)學(xué)模型法)和工業(yè)工程方法。</p><p>　　最優(yōu)化方法就是通過建立數(shù)學(xué)模型來尋找問題的最優(yōu)解。盡管數(shù)學(xué)模型法能找到最優(yōu)解，但實際應(yīng)用時十分繁瑣；往往

29、一個很小的問題需要構(gòu)造的模型非常大，計算機耗時也較多。下面分別就線性規(guī)劃法和動態(tài)規(guī)劃法作一簡述與分析。</p><p>　　線性規(guī)劃(Linear Programming，簡稱LP)問題是目標函數(shù)和約束條件都是線性的最優(yōu)化問題。線性規(guī)劃是最優(yōu)化問題領(lǐng)域中重要的范疇之一，利用線性規(guī)劃方法求解ALB問題是在20世紀60年代由Bowman EH等人提出，其約束條件和目標函數(shù)建立容易，但運算量很大，與實際情況相差比較遠。

30、之后一些學(xué)者將此算法加以改進，但運算量也比較大。由于運用線性規(guī)劃模型方法求解運算量很大，只能求解作業(yè)元素個數(shù)較少的線平衡問題，與實際情況相差甚大，故此法在實際應(yīng)用中所取得的效果不是很理想。</p><p>　　動態(tài)規(guī)劃(dynamic programming)算法是解決多階段決策過程最優(yōu)化問題的一種常用方法，難度比較大，技巧性也很強。動態(tài)規(guī)劃實現(xiàn)并不復(fù)雜，適用于許多問題，在解決一般問題時是我們首選的算法之一。但是

31、，動態(tài)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型的建立不是件容易的事，其中最困難也最重要的是狀態(tài)表示。動態(tài)規(guī)劃的狀態(tài)表示描述的子問題必須滿足最優(yōu)子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，否則無法建立正確的動態(tài)規(guī)劃模型。在應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃方法解決問題時，應(yīng)先估計問題的時間、空間，如果問題存在維數(shù)障礙，那么動態(tài)規(guī)劃的狀態(tài)表示很難滿足較大規(guī)模問題的空間要求。我們必須另尋其他方法。動態(tài)規(guī)劃法運用于解決ALB問題時，其狀態(tài)的表示與各工作站作業(yè)元素的加工時間有關(guān)，往往在確定動態(tài)上界時需對系統(tǒng)影響較小的狀態(tài)進行

32、刪除，從而達到降低運算量的目的。</p><p>　　啟發(fā)式方法以其簡便、易懂、快速和滿意贏得了眾多管理人員的信賴和歡迎,并被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。它的產(chǎn)生主要是為了克服現(xiàn)實建模的困難，提供一種更有效的決策工具。與最優(yōu)化方法相比較，啟發(fā)式方法的優(yōu)點主要有：邏輯模型接近于現(xiàn)實，流程圖建立在決策者經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，因此啟發(fā)式方法隱含著多目標方案；它的主要局限是它的靜態(tài)性，即在平衡過程中，固定的準則是預(yù)先確定的優(yōu)先準則，而從

33、產(chǎn)品加工過程、市場需求和公司戰(zhàn)略來看，環(huán)境是動態(tài)變化的。</p><p>　　遺傳算法(genetic algorithms，簡稱GA)是J. Holland于1975年受生物進化論的啟發(fā)而提出的。GA是基于適者生存的一種高度并行、隨機和自適應(yīng)的優(yōu)化算法，他將問題的求解表示成染色體的適者生存過程，通過染色體群的一代代不斷進化，包括復(fù)制、交叉和變異等操作，最終收斂到最適應(yīng)環(huán)境的個體，從而求得問題的最優(yōu)解或滿意解。與

34、傳統(tǒng)優(yōu)化方法相比，遺傳算法的優(yōu)點是：群體搜索；不需要目標函數(shù)的導(dǎo)數(shù)；概率轉(zhuǎn)移準則。近年來，由于遺傳算法求解復(fù)雜優(yōu)化問題的巨大潛力及其在工業(yè)工程領(lǐng)域的成功應(yīng)用，這種算法得到了廣泛的關(guān)注。遺傳算法在實際的應(yīng)用中往往出現(xiàn)早熟收斂和收斂性能差等缺點，現(xiàn)今的一些改進方法大都是針對基因操作、種群的宏觀操作、基于知識的操作和并行化GA進行。王云鳳等人運用混合遺傳算法求解裝配線平衡問題，該算法將啟發(fā)式規(guī)則、遺傳算法、模擬退火算法綜合在一起，既利用了啟發(fā)

35、式規(guī)則基于經(jīng)驗的優(yōu)勢，可以提高算法的速度，又可使遺傳算法和模擬退火算法優(yōu)勢互補，有效地解決了裝配線平衡問題。</p><p>　　工業(yè)工程(Industrial Engineering，簡稱IE)思想最早是由科學(xué)管理之父泰勒在20世紀初提出的，它是以人、物料、設(shè)備或設(shè)施、能源和信息組成的集成系統(tǒng)為主要研究對象，綜合應(yīng)用工程技術(shù)、管理科學(xué)和社會科學(xué)的理論方法等知識，使其達到降低成本、提高質(zhì)量和效益的目的，同時為科學(xué)

36、管理提供決策依據(jù)。以工業(yè)工程為主的生產(chǎn)線平衡相關(guān)技術(shù)主要是方法研究和作業(yè)測定兩大技術(shù)，運用該技術(shù)的優(yōu)點就是使企業(yè)在不投資或少投資情況下，不增加工人勞動強度甚至是降低勞動強度，通過實施一系列適合自身特點改善方法，對生產(chǎn)過程的作業(yè)程序、作業(yè)法、MOD法、物料配置、空間布局及作業(yè)環(huán)境等各方面進行改善，達到企業(yè)平衡生產(chǎn)線進而提高生產(chǎn)能力、取得經(jīng)濟效益的目標。改善是企業(yè)永恒的主題，而工業(yè)工程所追求的目標就是永無止境的改善，運用相關(guān)技術(shù)對生產(chǎn)線平衡

37、，為企業(yè)降低消耗，提高生產(chǎn)率。最近一、二十年，工業(yè)的內(nèi)外環(huán)境發(fā)生了很大的變化，知識經(jīng)濟時代正在到來，生產(chǎn)線平衡方法體系也將具有新的特點和研究方向，以適應(yīng)新環(huán)境下經(jīng)濟增長的需要。此外還有設(shè)備布置等相關(guān)方法也可以適當(dāng)提高生產(chǎn)線平衡率，為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟效益，有待我們繼續(xù)做進一</p><p>　　裝配線平衡問題經(jīng)歷了一個由最優(yōu)化算法到啟發(fā)式算法，直到現(xiàn)代人工智能方法和工業(yè)工程方法的過程。本文針對線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃

38、算法、遺傳算法和工業(yè)工程方法這四種求解裝配線平衡問題的典型方法分別作了簡要分析，指出了各種算法的優(yōu)缺點及應(yīng)用情況。裝配線平衡問題是一類典型的離散型組合優(yōu)化問題，尤其是對于隨機的、多目標的裝配線平衡問題，在某種程度上采用合適的方法都能得到滿意解。在應(yīng)用優(yōu)化方法求解的同時,幾乎都用到了仿真技術(shù)，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，在目前現(xiàn)有軟件包的基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)，建立可視化的虛擬仿真裝配系統(tǒng)，以實現(xiàn)裝配線的動態(tài)平衡效果，將值得進一步研究和探討。目前，