[發明專利]一種基于時間和成本的裝配線平衡方法及系統

在審

• 申請號: 202111527110.X
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114418178A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 歐陽旻;李曉曉;徐智浩;周雪峰;瞿弘毅;唐觀榮
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院智能制造研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06N3/00;G06Q10/06
• 代理公司: 廣東廣盈專利商標事務所(普通合伙) 44339
• 代理人: 李俊

本發明公開了一種基于時間和成本的裝配線平衡方法及系統，其中，所述方法包括：設計生產線，確定各個生產任務的優先關系及各個生產任務的加工時間和加工成本的范圍，并繪制加工時間?加工成本的生產任務前序關系圖；基于所述生產任務前序關系圖建立生產線的平衡模型；設置所述生產線的優化目標函數為最小化加工空閑時間及最小化加工成本；基于天牛須算法利用所述優化目標函數對所述生產線的裝配平衡進行最優計算，獲得生產線裝配平衡的最優解。在本發明實施例中，通過設置前序關系圖，以體現更多任務信息點，并通過任務最大和最小時間和成本關系進行最優計算，可以有效的減少生產成本。

技術領域

本發明涉及智慧生產線技術領域，尤其涉及一種基于時間和成本的裝配線平衡方法及系統。

背景技術

從二十世紀初福特發明第一條汽車裝配線開始，裝配線已在大規模標準化生產的工業領域普遍應用。為了提高生產效率，擴大經濟效益，裝配線平衡問題已成為生產管理重要部分。對于簡單裝配線平衡問題來說，在給定一組具有確定時間和優先關系的任務等約束條件下，將合理地分配到各工位上，使工位數量或各工位的裝配空閑時間最小，如專利“一種改進免疫算法求解第一類裝配線平衡問題的方法”(CN201810478752.7)等是針對單一目標進行優化。

在實際生產中，我們往往還需要考慮成本、能耗等其它因素。其中，時間與成本的優化尤為重要。專利“一種基于鯨魚優化算法的多目標半自動裝配線設計方法”(CN201911292794.2)、“一種面向多目標優化的經編機裝配線平衡方法”(CN201710450531.4)等都以多種目標作為優化指標進行產線設計。但是，他們將任務時間設置為常量。實際上，具有選擇性的任務更能體現產線的靈活。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，本發明提供了一種基于時間和成本的裝配線平衡方法及系統，通過將任務時間和成本設定為一個限制范圍，使設計更符合實際需求，通過設置前序關系圖，以體現更多任務信息點，并通過任務最大和最小時間和成本關系進行最優計算，可以有效的減少生產成本。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種基于時間和成本的裝配線平衡方法，所述方法包括：

設計生產線，確定各個生產任務的優先關系及各個生產任務的加工時間和加工成本的范圍，并繪制加工時間-加工成本的生產任務前序關系圖；

基于所述生產任務前序關系圖建立生產線的平衡模型；

設置所述生產線的優化目標函數為最小化加工空閑時間及最小化加工成本；

基于天牛須算法利用所述優化目標函數對所述生產線的裝配平衡進行最優計算，獲得生產線裝配平衡的最優解。

可選的，所述確定各個生產任務的優先關系，包括：

所述生產線具有n個有優先關系的生產任務，每個生產任務均具有允許的加工時間范圍的最大時間值和最小時間值及加工成本范圍的最大成本值和最小成本值；

基于每個生產任務的允許的加工時間范圍的最大時間值和最小時間值及加工成本范圍的最大成本值和最小成本值確定各個生產任務的優先關系。

可選的，所述基于所述生產任務前序關系圖建立生產線的平衡模型，包括：

基于所述生產任務前序關系圖獲得第i個生產任務的加工時間和加工成本，并構建加工時間和加工成本的范圍；

獲得所述第i個生產任務要被分配到唯一的工位k上的表示如下：

所述工位k上的所有任務不得超過節拍時間CT表示為：

每個生產任務之間的前序關系約束為：