[发明专利]一种处理混合废旧产品的多人共站不完全拆卸线平衡设计方法

说明书

本发明公开了一种处理混合废旧产品的多人共站不完全拆卸线平衡设计方法，包括以下步骤：以工作站节拍时间、拆卸成本、需求指标、危害指标最低为目标，构建了满足混合废旧产品多人共站不完全拆卸线特性的边界约束条件和拆卸平衡设计模型；采用提出的INSGA‑II算法对拆卸平衡设计模型进行求解，获取优选的拆卸方案。本发明的拆卸线平衡设计模型和INSGA‑II算法适用于混合产品拆卸方案优选，将传统的单一产品完全拆卸拓展到混合多产品不完全拆卸，提高了拆卸效率。

技术领域

本发明涉及拆卸系统平衡设计技术领域，具体是一种处理混合废旧产品的多人共站不完全拆卸线平衡设计方法。

背景技术

随着智能产品的更新速度日益加快和人民消费习惯的逐步改变，大量废旧机电产品不断产生。通常废旧机电产品中包含有子功能健全的零部组件和可再回收利用的原材料，同时也包含污染环境的有害物质。比如电动汽车中，轮毂，白车身，转向系统等属于可回收的有利用价值的零部组件，而动力电池包、聚酯材料、聚甲醛材料等属于对环境有害的物质。不合理处理这些废旧机电产品不仅会导致大量可回收资源的浪费，还会造成严重的环境污染。然而，资源短缺和环境污染已经成为制约当前社会可持续发展的关键因素。因此，如何及时并有效处理废旧机电产品已成为亟待解决的问题。

拆卸生产线是实现大量废旧机电产品循环利用和再制造的重要解决方案。拆卸生产线是将产品的零部件按照其相互连接的约束关系逐一分配到沿传送带分布的不同工作站当中，再由其中的操作工人完成相应任务的拆卸工作，拆卸下来的可再利用的零部件通过修复后可重返销售市场，而不具备功能可修复的零部件则通过物理粉碎、高温溶解和化学处理等手段进行原材料的提取，然后使原材料进入重新制造过程。

拆卸线平衡设计的目的是将规划好的拆卸任务分配到顺序排布的工作站中，并在保证产线流畅运行的情况下尽可能地均衡多个需要考虑的优化目标，比如经济指标(成本、利润、产量和需求指标等)，环保指标(能耗、碳排放量和有害物质指标等)，产线指标(线效率、节拍时间、工作站数量和刀具更换次数等)。在现实中，对这些目标进行均衡优化得到最合适的拆卸方案对于拆卸企业来说尤为重要。

传统的拆卸线平衡设计中，工作站均采用单人站点拆卸方式，即每个工作站内均只有一个工人完成该工作站内的所有拆卸任务。当拆卸零件数量多且结构复杂的产品时，工作站内包含大量的拆卸任务，单人站点拆卸效率极为低下。为了提高拆卸效率，本专利将工作站设计为多工位站点，即一个工作站内安排多个工人完成站内拆卸任务。当前，拆卸线平衡设计仅满足单一产品的完全拆卸，即整条拆卸线完成某一特定产品的所有零部件的移除。对于回收多种品类废旧产品的企业来说，单一产品拆卸线不利于适应客户需求波动较大的产品拆卸，即当某种产品的需求量不大甚至无需求时，它的拆卸线只有停产以避免增加生产成本。另外，与完全拆卸不同，仅将有价值、危害和必拆的零件拆除，剩余零件则不拆除的模式被称为不完全拆卸。不完全拆卸非常有利于避免产线的无效作业和劳动力浪费。因此，很有必要设计能同时拆卸多种类产品的多人站点不完全拆卸线以柔性地应对变化的客户需求和降低拆卸成本。

发明内容

为解决上述问题，本发明的主要目的在于提供了一种处理混合废旧产品的多人共站不完全拆卸线平衡设计方法，本发明拆卸线平衡设计模型适用于混合产品拆卸方案优选，将传统的单一产品完全拆卸拓展到混合多产品不完全拆卸，提高了拆卸效率。

本发明的技术方案是：

一种处理混合废旧产品的多人共站不完全拆卸线平衡设计方法，包括以下步骤：

S1、以工作站节拍时间、拆卸成本、需求指标、危害指标最低为目标，建立数学模型，该数学模型的目标函数如下：

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