[发明专利]一种混流装配线平衡优化调度方法

权利要求书

1.一种混流装配线平衡优化调度方法，其特征在于，所述调度方法包括以下步骤：

步骤1：建立混流装配线中工位数、装配时间、工序以及其他所需考虑因素的蚁群算法模型，采用相应的模糊数运算进行求解，确定所述算法模型的约束条件和优化目标；

步骤2：初始化种群控制参数，所述控制参数包括种群数目、信息素权重、启发式信息权重、信息素挥发系数、信息素强度、迭代总次数，建立外部Pareto解集；

步骤3：针对种群内每一个蚂蚁，建立可选工序集；

步骤4：判断可选工序分配集是否为空，如果为空，则表示全部工序分配完成，计算该分配方案的目标函数值；进行信息素更新，将种群的非支配解存储至外部Pareto解集中；如果不为空，则进行步骤5；

步骤5：计算启发式信息和转移概率，所述启发式信息用于引导蚂蚁寻找最优解，使用轮盘赌选择策略在可分配工序集中选择一个工序进行分配；

步骤6：判断当前工位内工序是否已满，如果已满，则建立新工位，将工序分配至新工位；如果不满，将工序分配至当前工位，更新可分配工序集，进行步骤4；

步骤7：判断是否满足停止准则，如果满足，则导出外部Pareto存储集合；否则，转到步骤3。

2.根据权利要求1所述的一种混流装配线平衡优化调度方法，其特征在于，所述建立混流装配线中工位数、装配时间、工序以及其他所需考虑因素的蚁群算法模型具体为：

首先，定义蚁群算法模型中的参量符号，所述参量符号如下表所示：

基于所述混流装配线的情况，建立以下蚁群算法模型：

其中，式(4)为工位数优化目标；通过最小化工位数，减少混流装配线建设成本；

式(5)为工位间加权平均负荷均衡优化目标；

式(6)为各产品在工位间负荷均衡优化目标；

式(7)和式(8)分别为装配线平衡效率优化目标和各工位负荷的平滑指数，如果工位之间的工作负荷相对均衡，能够有效地减少实际生产节拍时间；

式(9)表示任意操作工序仅能被分配至一个工位内；

式(10)表示任意操作工序j和g，如果工序j是工序g的紧前工序，则工序j不能被分配至工序g所在工位后的工位内；

式(11)表示任意工位内全部分配的操作工序时间之和不能超过给定的节拍时间；

式(12)表示控制变量x_j,k，当操作工序i被分配至第k个工作站时，x_j,k＝1，否则，x_j,k＝0。

3.根据权利要求1所述的一种混流装配线平衡优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中，模糊数运算为加法运算、取大运算以及排序运算；

所述优化目标为工位数、工位间加权平均负荷均衡以及各产品在工位间负荷均衡。

4.根据权利要求1所述的一种混流装配线平衡优化调度方法，其特征在于，所述步骤3中，可选工序集是根据产品工序优先关系约束建立的。

5.根据权利要求1所述的一种混流装配线平衡优化调度方法，其特征在于，所述步骤4中，信息素更新计算方法如下：

τ_g,h(t)＝ρ·τ_g,h(t-1)+Δτ_g,h(t) (17)

其中，L_b蚂蚁b在当前迭代时的评价值；f₁、f₂、f₃为蚂蚁b在当前迭代时的三个目标函数值；min f₁、min f₂、min f₃为所有历史蚂蚁中三个目标函数的最小值；Q为信息素强度；为第t次迭代时蚂蚁b在节点g到节点h的信息素变化量；Δτ_g,h(t)为第t次迭代时节点g到节点h的信息素变化量；τ_g,h(t)为第t次迭代时节点g到节点h的信息素；ρ为信息素挥发系数。