再制造拆卸线平衡问题建模与优化研究

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再制造可以实现废旧产品的循环使用,提高废旧产品的利用率。拆卸作为实现废旧产品再制造的关键步骤之一,可以将有价值的零部件或组件分离出来。拆卸线作为一种规模化、高效率的流水线拆卸生产作业形式,成为再制造企业的最佳选择。然而,在对废旧产品拆卸时,可能存在任务分配不均衡和工位资源堵塞故障的情况,从而影响拆卸的回收效益。因此,如何高效地找到废旧产品的拆卸方案以及优化拆卸线工位资源成为研究再制造拆卸线平衡问题的重点。本文主要对单目标和多目标下拆卸线平衡问题以及工位设备故障的拆卸线优化展开研究,主要工作如下:考虑拆卸利润的部分拆卸线平衡问题和改进粒子群算法研究。构建一种基于任务和工作站数的拆卸利润最大化数学模型;基于与或优先关系约束的描述,构建一种新的拆卸与或优先图;求解问题时,以粒子群算法为基础,设计了一种双链表结构编码方式;在更新策略上,设计动态调整的学习因子、模拟退火操作和单纯形优化操作;在实验上,选用两种不同规模的案例进行求解,并通过与其他算法的对比,验证所提算法的性能。考虑多目标下的完全拆卸线平衡问题和遗传改进灰狼混合算法研究。构建以工作站负载均衡、零件操作安全性、零件需求指标和零件拆卸方向变化的多目标数学模型;求解问题时,以灰狼优化算法为基础,设计了一种实数升序编码;在更新策略上,设计了加权距离的个体适应度更新策略,筛选帕累托解集时构建拥挤距离机制对非支配解进行排序,在捕猎行为中引入多项式变异算子;在实验上,采用两个实例对所提算法进行求解,并通过与其他算法的对比,验证所提算法的性能。工位设备随机故障的拆卸线仿真与优化研究。利用Plant Simulation 15.0软件构建虚拟的直线型拆卸线模型,模拟真实拆卸线的拆卸生产过程,优化工位设备故障下的工位资源配置,通过增加缓冲区,结果发现改善前后工位产能提升了3.23%。
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