基于分支定界法的可重构装配线平衡问题研究

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随着社会发展和科学技术进步,现代制造业正面临不可预测的市场变化、快速多变产品类型以及不断增强的市场竞争等一系列问题。在这种背景下,可重构制造系统成为了全球经济一体化时代最具竞争力和发展潜力的制造模式。可重构装配线作为可以适应变批量、多品种、多功能、快速交货和短的产品市场寿命等特征的生产模式的新型制造系统,使之成为近年来装配领域的研究重点之一。  本文以某冷柜公司门体装配线为研究对象,该门体装配线生产的门体型号繁多,并且存在工艺上的差别,再用以混流生产时,会因产品的变化而导致生产效率的低下,并且在面临临时加单时不能很好的应对。在考虑市场需求多样化、客户要求个性化的特殊时代背景下,本文致力于将门体装配线改装为具有可重构功能的装配线。  本文首先对可重构装配线与混流装配线两者的基本情况进行分析,指出可重构装配线的优点,以及两者之间的相同之处,研究表明在两者的平衡问题上,基本定义一致,混流装配线的平衡问题分类以及相应研究方法适用于可重构装配线。  然后本文通过针对冷柜门体生产线的现状描述以及可重构装配线的描述,提出可重构装配线的重构问题相关定义以及重构原理。第一步定义作业元素的分类以及工作站区的分类,将工作站按照功能模块化,每个功能模块按照工作站的资源能力进行重构,然后设计目标函数。第二步选取分支定界法,文章采用改进枚举可行树的方法定义可重构装配线的工作站区,其相较于传统的枚举可行树,主要差别在于对于可重构装配线工作站区的内部枚举,以及第一步枚举后纵向枚举,这就意味着横向纵向枚举的结合处理。第三步通过设置可重构装配线的分支规则和平衡限界规则给出算法的步骤说明以及相应的算法逻辑图。第四步利用启发式算法对所求得的解进行反溯修正,使各工作站负荷率均衡。  最后,以该冷柜公司门体装配线的实际问题作为案例进行分析,采用改进的分支定界法对装配线进行重构求解。最后结果表明,相对于混流装配线,可重构装配线能够更好的适应产品种类多变化快的市场规律,并证明了本文所研究方法的可行性,有效地提高了该企业的生产效率,避免了资源浪费。
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