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多人共站装配线平衡问题的研究与优化

作　者: 钱雄文
导　师: 范启富
学　校: 上海交通大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 装配线平衡 人员分配 遗传算法 启发式规则
分类号: TG95
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 41次
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内容摘要


装配线是一种在工业界被广泛应用的生产组织方式。装配线平衡有利于提高装配线生产效率,节约企业成本,增强企业竞争力。随着我国经济环境的变化,企业的人力成本急剧上升,迫使众多劳动密集型企业开始关注人力成本的控制。企业对装配线优化的需求,逐渐从技术密集型行业向劳动密集型行业拓展,多人共站装配线平衡问题应运而生。本文首先对装配线平衡问题做了简单回顾。在分析现有装配线平衡理论的基础上,指出传统装配线平衡的研究无法满足劳动密集型企业求解以人力成本为导向的装配线平衡问题的需求,提出了研究多人共站装配线平衡问题的必要性。接着针对多人共站装配线平衡需要解决的两类问题,分别设计了混合启发式遗传算法,通过在遗传算法的译码过程中引入相应的启发式规则,实现了作业分配和人员分配的同步优化,对多人共站装配线平衡问题进行了求解。之后通过一系列计算实验,并与直接求解数学模型得到的结果相对比,验证了所提出的遗传算法的性能。针对人工生产环境下作业时间受不确定因素影响较大的特点,引出了非同步装配线的概念。基于排队论的有关结论对非同步装配线进行了数学建模,描述了其相关的性能特征。在此基础上,进一步提出了非同步装配线的设计步骤和多目标优化算法,并通过算例和仿真对所提出的设计方法予以了验证。最后,使用某企业对讲机装配线的实际数据,进行了两类装配线平衡问题的计算,结果表明本文设计的算法能够有效解决多人共站装配线平衡问题,同时获得较好的装配线作业分配和人员分配方案,验证了算法的可行性和有效性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 引言  7
  1.2 研究背景与意义  7-9
  1.3 装配线平衡的研究现状  9-11
  1.4 本文主要内容  11-14
第二章 多人共站装配线平衡问题求解概述  14-23
  2.1 多人共站装配线平衡问题概述  14-20
    2.1.1 装配线平衡的相关概念  14-16
    2.1.2 装配线平衡的评价指标  16-17
    2.1.3 多人共站装配线平衡问题  17-20
  2.2 基于遗传算法求解装配线平衡问题  20-22
    2.2.1 遗传算法概述  20-21
    2.2.2 遗传算法的优势  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章 多人共站条件下的第一类装配线平衡问题  23-38
  3.1 问题描述  23-24
  3.2 数学模型  24-25
  3.3 遗传算法设计  25-32
    3.3.1 编码  25-26
    3.3.2 启发式译码  26-29
    3.3.3 交叉算子  29-30
    3.3.4 变异算子  30
    3.3.5 选择操作  30-31
    3.3.6 适应度函数  31-32
  3.4 遗传算法改进  32-35
    3.4.1 模拟退火混合译码  32-33
    3.4.2 局部加速进化  33-34
    3.4.3 算法整体结构  34-35
  3.5 计算实验  35-37
  3.6 本章小结  37-38
第四章 多人共站条件下的第二类装配线平衡问题  38-48
  4.1 问题描述  38-39
  4.2 数学模型  39-40
  4.3 遗传算法设计  40-46
    4.3.1 编码策略  40-41
    4.3.2 二分译码  41-44
    4.3.3 遗传算子  44-45
    4.3.4 适应度函数  45
    4.3.5 算法整体结构  45-46
  4.4 计算实验  46-47
  4.5 本章小结  47-48
第五章 平衡基础上非同步装配线的建模与设计  48-60
  5.1 人工生产环境下的非同步装配线  48-49
  5.2 基于排队论的数学模型  49-53
  5.3 非同步装配线的设计  53-55
  5.4 非同步装配线的多目标优化  55-56
    5.4.1 算法设计  55-56
    5.4.2 算例分析  56
  5.5 仿真验证  56-59
  5.6 本章小结  59-60
第六章 实例求解  60-64
  6.1 对讲机装配实例  60-61
  6.2 计算结果  61-62
    6.2.1 第一类平衡问题  61-62
    6.2.2 第二类平衡问题  62
  6.3 结果分析  62-63
  6.4 本章小结  63-64
第七章 总结与展望  64-66
  7.1 工作总结  64
  7.2 研究展望  64-66
参考文献  66-70
附录  70-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  76-78

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 钳工工艺与装配工艺 > 机器装配、机器安装法
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