[发明专利]一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法

权利要求书

1.一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法，其特征在于，主要包括：

步骤1:获取多工位平衡规划模型信息；

步骤2:将焊接的前后顺序用前趋图表示，并且用邻接表进行存储；

步骤3：用粒子群优化算法对多工位平衡规划问题进行求解，得到给定节拍下的最小工位数；

步骤4：根据步骤3的寻优过程与结果，得到分配的可行方案，然后再根据工时标准差得出最终方案。

2.根据权利要求1所述一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法，其特征在于，在步骤1中，仿真过程中，共有26道工序，工序节点上的数字表示各作业需要的操作时间，生产节拍设定为300s。

3.根据权利要求1所述一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法，其特征在于，在步骤1中，在考虑SALBP-1问题约束条件情况下，多工位平衡的数学模型表示为：

min n

s.t.

式中，m表示焊接任务数量，即焊点的数量；n表示焊装线工位数；t_i为焊接任务i所需要的加工时间；P_i表示焊接作业i的直接前趋任务集；t_c表示生产节拍；x_ij表示决策变量，若任务i在工位j上加工，则x_ij＝1，否则x_ij＝0。式中的目标函数为最优化工位数量，并没有考虑工位工时标准差，不考虑同一台机器上完成各任务的准备时间或假设准备时间与工件排序无关，约束指标仅取决于任务数量和加工时间。

4.根据权利要求1所述一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法，其特征在于，在步骤2中，焊接的操作顺序可以用前趋图表示。前趋图的表达方式是邻接表，邻接表是图的一种链式存储结构。邻接表为有向图中每个节点建立一个单链表(n个顶点建立n个单链表)，第i个单链表中的节点包含顶点V_i的所有邻接顶点。单链表中的每个节点的存储地址是存放在其前趋节点next域中，而开始节点无前趋，故应设头指针指向开始节点。

5.根据权利要求1所述一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法，其特征在于，在步骤3中，粒子位置的更新用下述公式：

6.根据权利要求1所述一种基于粒子群算法的焊接生产线工类分配系统与方法，其特征在于，在步骤4中，对具有相同工位数的最优作业方案比较它们的工时标准差，标准差小的即为更好的规划方案。工位工时标准差为：

式中，n为工位数，X_i为各工位工时，为各工位工时平均值。工位工时标准差可以检验工时的分散程度，一个较大的标准差，代表大部分数值和其平均值之间差异较大；一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值。