[發明專利]一種基于改進的水波優化算法的可并行裝配線平衡方法

有效

• 申請號: 202110093837.5
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112686474B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 張梅;鄧率航;陳澤同;郭紅霞;吳玉香;朱金輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04;G06N3/12;G06K9/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種基于改進的水波優化算法的可并行裝配線平衡方法。所述方法包括：收集數據；初始化水波優化算法的參數；計算工序的后續時間和緊后工序數量，并且初始化種群；使用適應度值函數f(X)計算種群中所有染色體個體的適應度值，并且記錄適應度值最高的染色體個體為X_best；更新種群中的所有染色體個體；判斷是否達到算法結束條件，如果達到，將最優染色體個體X_best解碼為一個調度方案，使用該調度方案調整實際裝配線，結束整個過程，否則，將當前迭代次數加1并返回更新種群中的所有染色體個體。本發明的一種基于改進的水波優化算法的可并行裝配線平衡方法能夠對可并行裝配線平衡問題實現有效的求解，能有效提高大型裝配線的生產效率，降低生產成本。

技術領域

本發明涉及制造業中裝配線平衡領域，具體涉及一種基于改進的水波優化算法的可并行裝配線平衡方法。

背景技術

在當今工業生產中，隨著技術水平的提高，大部分工業產品在生產過程中都需要經過很多的工序，而在一個生產車間中，這些工序通常都涉及不同種類的資源，如工人、設備、空間等。調度這些資源通常需要工作經驗豐富的生產專家人工制定調度方案。在涉及工序較少的產品的生產過程中，人工指定調度方案通常能夠起到一定的效果，但是在涉及工序較多的產品的生產過程中，特別是大型機械裝備的制造過程中，人工制定調度方案耗時耗力，且可能造成裝配線上不同資源的忙閑不均、裝配線的生產效率不高等問題。

復雜的裝配線平衡問題是NP-hard問題，很難在可接受的時間內找到最優解。因此，近些年來很多學者都使用啟發式算法或者元啟發式算法求解這類問題，如遺傳算法，粒子群算法，禁忌搜索算法。對于可并行裝配線的問題，現有的研究^[1]在解決工序數量特別多的復雜問題時會出現求解時間過長的問題，本發明利用滿足單調遞增的概率密度函數的概率根據工序的后續時間和緊后工序的啟發式信息進行算法初始化，從而實現在較短的時間內求解，提高算法效率?，F有研究(Michels A S,Lopes T C,Sikora C G S,et al.ABenders'decomposition algorithm with combinatorial cuts for the multi-mannedassembly line balancing problem[J].European Journal of Operational Research,2019,278.)在尋優時易陷入局部最優解。

發明內容

本發明的目的是提供一種解決可并行裝配線平衡問題的改進水波優化算法，本發明通過改進的水波優化算法，對染色體個體進行傳播、碎浪、折射操作，能夠很好提升算法的性能。通過算法得到的方案能夠很有效的提高生產效率，降低生產成本。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

一種基于改進的水波優化算法的可并行裝配線平衡方法，包括以下步驟：

S1、分析可并行裝配線特點和收集數據；

S2、初始化水波優化算法的參數；

S3、計算工序的后續時間和緊后工序數量，并且以這兩個信息為啟發式信息初始化種群；

S4、使用適應度值函數f(X)計算種群中所有染色體個體的適應度值，并且記錄適應度值最高的染色體個體為X_best；

S5、更新種群中的所有染色體個體；

S6、判斷是否達到算法結束條件，如果達到，將最優染色體個體X_best解碼為一個調度方案，使用該調度方案調整實際裝配線，結束整個過程，否則，將當前迭代次數加1并返回步驟S5。