某汽车座椅混流装配线平衡和排序协同优化与仿真

作     者：王壮 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张新敏

授予年度：2021年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：混流装配线 平衡和排序 协同优化 内共生进化算法 仿真 

摘      要：F汽车座椅公司采用混流生产方式,目前装配线经常出现在制品堆积人员闲置等问题,如何对混流装配线进行合理的优化成为急需解决的问题。传统优化采用串行的方式对混流装配线的平衡或排序进行研究,存在难以求得整体最优的缺陷。为解决此问题从整体的思想出发,以并行的方式进行混流装配线平衡和排序协同优化的研究。将前椅混流装配线作为研究对象,采用IE基本方法、智能优化、实时仿真三种主要方法展开研究。首先,对F公司生产现状进行分析改善,通过工艺分析和标准时间的确定,整理出企业基本生产资料并找出存在的问题,在此基础上使用ECRS的方法进行前椅装配线的初次改善;然后,针对前椅装配线的实际问题,分别建立传统串行数学模型和改进并行平衡和排序协同优化数学模型。在建立平衡和排序协同优化模型时,结合企业生产实际对传统偏向性评价指标进行改进,设计出一个MPS内实际负载均衡、闲置时间最小和考虑平衡的零部件消耗均衡的综合性评价指标。针对协同优化模型的特点,在协同进化算法的基础上引入最佳搭档选择机制和外部竞争机制,设计出内共生进化算法进行模型的求解,对经典算例进行求解验证,并根据求解结果对两种数学模型进行初步对比;最后,设计四种方案分别对两种数学模型进行求解。先从理论的角度对四种方案的优化结果进行分析对比,再使用Plant Simulation软件建立前椅装配线的实时仿真模型对四种优化方案进行仿真,综合分析理论求解结果与仿真结果,确定出最佳求解方案。研究结果表明:改进并行平衡和排序协同优化模型,能够克服传统串行模型难以求得整体最优的缺陷,内共生进化算法在求解时具有最佳的收敛性和寻优性;对求解出的组合方案进行仿真,进一步验证了该优化方式能够使混流装配线达到整体最优,解决了F公司实际生产问题。