[发明专利]一种面向废旧移动终端的低碳高效拆卸线平衡优化方法

说明书

本发明属于移动终端回收的技术领域，公开了一种面向废旧移动终端的低碳高效拆卸线平衡优化方法，该方法基于工作站数量、空闲时间指数、工作负载平滑度、碳排放总量构建需要优化的多目标函数，利用Pareto多目标的遗传算法求解多目标函数，得到一组废旧移动终端的低碳高效拆卸策略的非支配解集。本发明有效地为决策者提供了多种方案的选择参考，同时能够提高工作站效率并降低碳排放，高效环保。

技术领域

本发明涉及一种面向废旧移动终端的低碳高效拆卸线平衡优化方法，涉及移动终端回收技术。

背景技术

随着移动互联技术和智能制造技术的发展应用，智能制造业在日常生活的影响比例越来越重，电子移动终端从产量和普及率两方面逐年增加，并且移动终端的更新换代也越来越快，随之而来的就是更换移动终端的速度也在逐年增加，过去废旧移动终端在它们生命的最后阶段被例行地丢弃在垃圾填埋场。然而，在近十年中，由于新的政府法规和消费者利益，环境意识制造和产品回收已成为许多公司的一项义务。再由废旧移动终端相较于传统的废弃电子产品具有高剩余价值和高剩余寿命的特点。因此，企业对如何有效地拆卸其生产的产品越来越感兴趣。它们投入了时间、金钱和工程专业知识来确定客户如何返回报废产品(逆向物流)以及如何使产品回收过程盈利，或者以最低成本进行产业化、规模化对废旧移动终端的部件回收利用以达到发展循环经济、减少环境污染的目的，具有重大的经济和社会效益。

废旧移动终端的低碳高效拆卸是一个典型的拆卸线平衡及多目标优化问题，选择一个最佳的拆卸顺序对于产品在其寿命结束时的有效加工至关重要。拆卸序列是拆卸操作的列表(例如将一个部件分离为两个或多个部件，或删除部件之间的一个或多个连接)。拆卸是在再制造、回收和处置过程中进行的，拆卸线是自动化的最佳选择。本文解决了手机壳在拆卸线上的拆卸顺序问题，寻找一个可行的顺序，使工作站的数量、空闲时间指数、工作负载平滑度、碳排放最小化。

对于拆卸线平衡的多目标优化问题，可以采用词典法对每个目标进行逐步研究或通过分配目标权重值将多目标问题转化为单目标问题，词典法只关注一个或多个目标的优化，而忽略了其他目标，使得目标之间的平衡无法实现，解的多样性丧失。对于权重法，不同的目标有不同的维度，如何合理、准确地设置权重值很困难。基于Pareto准则，对多个目标同时进行优化，得到了多种平衡解，实现了多目标间的平衡。在Pareto解集的基础上，引入拥挤距离作为非劣解过滤策略，进一步提高了求解性能。因此，设计一种基于Pareto解集的智能算法来求解多目标拆卸线平衡问题是合适的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种面向废旧移动终端的低碳高效拆卸线平衡优化方法，将基于Pareto多目标优化的遗传算法方法应用到废旧移动终端的低碳高效拆卸上，以期能解决废旧移动终端拆线的耗时低效和污染等问题，实现拆卸高效环保绿色的目标，达到废旧产品的产业化、规模化的回收再利用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向废旧移动终端的低碳高效拆卸线平衡优化方法，包括如下步骤：

步骤一、根据优先关系矩阵p初始化种群；

步骤二、对初代种群快速非支配排序，依据个体的非支配解水平进行种群分层，目的是指引搜索向Pareto最优解集方向进行；

步骤三、适应度函数值的计算；

步骤四、设计一个小生境函数，目的是求一个真正的Pareto分层级别；

步骤五、经典PPX，优先保护交叉，在这之前先进行子代的预定义；

步骤六、对种群满足变异条件的个体进行变异，得到种群规模为N＝50的子代；

步骤七、对变异后的子代再次进行快速非支配排序；

步骤八、进行精英选择，把父代和子代组合成一个新的整体；根据每个个体的目标函数值进行Pareto非支配排序，保留种群中前50％的个体，剔除其余50％；