基于蚁群算法的装配线平衡问题的研究

来源 :同济大学电子与信息工程学院 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wx418854188
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装配线是当今装备制造业广泛采取的一种制造系统。装配线的设计与管理中的一个很重要的问题就是装配线的平衡,因为装配线的平衡与否直接影响到制造系统的生产效率。装配线平衡的目标就是尽量使各工位的作业时间相等,以避免由于工时相差太大而造成某些工位工时不足、某些工位工时流失的现象,以减少总的闲置时间,提高整条装配线的效率。 装配线有单边和双边之分。在实际生产中,大型产品(如汽车、卡车等)的装配很多时候往往采用双边装配,因为一些作业必须在某一特定的边进行。与单边装配线相比,由于任务有操作方位的约束,双边装配线的平衡过程更加复杂。 装配线平衡问题(Assembly Line Balancing Problem,即ALBP)属于典型的NP-hard问题,一般采用启发式算法来解决。针对混合型双边装配线平衡问题的具体特点,本文运用一种改进的智能蚁群优化算法来平衡装配线。首先,建立数学模型,描述这个问题。然后,利用智能蚁群优化算法来解决这个问题。在算法中,一个蚂蚁对的两只蚂蚁在装配线两边同时工作,对任务进行分配,构造一个满足优先约束、同步约束、分区约束、容量约束等约束条件的平衡解。当所有的蚂蚁对都产生了平衡解后,最优解得到更新。平衡的目的就是要最小化装配线的工位数。为了验证算法的有效性,本文对三个数例进行了计算,结果表明此算法能有效地解决混合型双边装配线平衡问题。 最后,结合某企业一条具体的发动机装配线,运用此算法对其进行了平衡,降低了生产节拍,减少了工位和工人的数量,提高了生产效率,从而减少了企业的劳务费用和装配线的投资成本,增加了企业的利润。这也进一步验证了该算法的有效性。
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