[發明專利]基于混合局部搜索和蟻群優化的混裝線序列恢復方法

有效

• 申請號: 202010585223.4
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111784037B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 曹璨;孫輝
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06N3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常虹

本發明公開了一種基于混合局部搜索和蟻群優化的混裝線序列恢復方法，包括：1、確定上游序列、目標序列、緩沖區的屬性參數；2、設置并初始化局部搜索算法的參數，構建初始最優車輛排布方案和最優恢復序列；3、對當前的車輛排布方案進行擾動；4、采用蟻群算法優化擾動后的車輛排布方案的釋放順序，得到最優下游序列；5、比較最優下游序列與最優恢復序列，根據比較結果更新或保留最優恢復序列以及對應的最優車輛排布方案；6、如達到局部搜索算法結束條件，得到上游序列恢復后的最優下游序列，以及對應的緩沖區內車輛排布方案；否則跳轉至步驟3進行下一次局部搜索。該方法能夠將上游序列恢復為與目標序列相比所有車輛總位置偏移量最小或近似最小的下游序列。

技術領域

本發明屬于混合型裝配線生產計劃與調度領域，特別涉及一種基于混合局部搜索和蟻群優化的混裝線序列恢復方法。

背景技術

混合型裝配線是一種在一條流水線上同時加工混合排列的不同類型產品的柔性生產系統。在汽車裝配廠中，混合型裝配線上的車輛依次經過車身、涂裝、總裝車間完成加工裝配，這三個車間對于產品投產順序具有不同的偏好和要求。

由于大部分裝配工作是在總裝車間完成，汽車制造商通常按照總裝車間的生產需求確定混裝線的初始產品投產順序，并事先向供應商發布零部件需求。在生產過程中，制造商往往會根據途經不同車間的生產需求主動對初始產品序列進行適當調整，這導致很多車輛在生產過程中就已經離開了它們在初始計劃序列中的位置。另一方面，生產中存在的各種不確定性和意外(如殘次品和機器故障)也會使得序列中車輛的位置發生改變。實際上，當抵達總裝車間時，序列中大部分車輛的位置都已發生了不同程度的偏離。因此，為使裝配能夠按照計劃進行，減少序列臨時發生改變對于制造商和供應商造成的負面影響，有必要將被打亂的車輛序列進行調整，使其盡量恢復成為初始計劃序列。

混合型裝配線上的序列恢復(即重排序)多借助于車輛緩沖設施得以實現。線性緩沖區是一種應用最為廣泛的重排序設施，具有成本低、占地小、重排效果好等優點。如圖1所示，線性緩沖區有多個車道；待恢復車輛序列即上游序列，按照某種次序進入線性緩沖區，得到緩沖區內的車輛排布方案，然后再按照某種次序從各車道前端釋放車輛，得到下游序列，即恢復后的車輛序列。

緩沖區重排序能力的充分發揮離不開科學有效的操控方法。然而在實際生產中，大多數汽車裝配廠采用的仍然是基于操作者經驗或簡單規則的重排序方法，而文獻中也未發現關于有使用線性緩沖區進行序列恢復的研究。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明公開了一種混裝線序列恢復方法，在汽車總裝車間前利用線性緩沖區采用該方法能夠得到逼近目標序列的下游序列。

技術方案：本發明采用如下技術方案：

基于混合局部搜索和蟻群優化的混裝線序列恢復方法，包括：

S1、確定上游序列S_up中車輛的總數T、每一個車輛在目標序列中的位置p_i，緩沖區車道數L和每條車道的容量W；T≤L×W；

S2、設置局部搜索算法的最大迭代次數s_max，初始化局部搜索算法迭代次數s＝1；根據填充規則為上游序列的每一個車輛選擇進入的緩沖區車道，構建緩沖區內初始車輛排布方案A(0)，作為初始的最優車輛排布方案A_best；根據釋放規則得到所述初始車輛排布方案A(0)對應的下游序列，作為初始的最優恢復序列S_down；

S3、對車輛排布方案A(s-1)進行擾動，得到第s代車輛排布方案A(s)；

S4、采用蟻群算法優化第s代車輛排布方案A(s)的釋放順序，得到第s代車輛排布方案對應的最優下游序列S_best(s)；