基于混合蚁群算法的动态设施规划系统研究

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1、基于混合蚁群算法的动态设施规划系统研究管理工手呈学报Vol.28,No.1JournalofIndustrialEngineeringlEngineeringManagement2019><>4年第1期基于混合蚁群算法的动态设施规划系统研究李辉黄国文齐二石1(1.天津大学管理与经济学部，天津300072;2.天津大学管理与经济学部，天津300072;3.天津大学管理与经济学部，天津300072)摘要:设施规划问题主要研究生产设备的布局规划，从而减小厂区内的物料搬运成本。一个有效的设施规划有利于生产过程中整体运作效率的提高。随着市场竞争的日趋激烈，市场环境处于不断的变化之中。制造企业

2、需不断对设施布局进行重新规划来适应不断变化的市场环境对产品需求量的影响，并达到降低成本的目的。这一问题便需要用动态设施规划(DFLP)的方法来解决。本文提出了一种改进的混和蚁群算法(HACO)来解决带有财务预算约束的动态设施规划问题，并将此方法与其他一些典型的启发式算法进行了对比分析。结果表明，本文提出的HACO算法是求解带有财务预算约束的DFLP问题的一种有效的方法。关键词:动态设施规划;混合蚁群算法;财务预算约束中图分类号:F273文献标识码:A文章编号:100<>4-6062(201<>4)01-0110-09。冒

3、言标准，可以以星期、月或年为单位划分。在一个阶段内，各设备间

4、的物流量假定是恒定不变的。但是在不同的阶段，由于当今世界，全球的竞争越来越体现在经济和科技实力的生产系统发生了变化，各设备间的物流量会有所改变，这就竞争，而技术创新则日益成为促进经济增长和提高科技竞争需要在每个阶段初期对设施布局进行重新设计[1]。导致设力的关键。技术获取模式作为企业技术战略的重要一环，对施间的物流量发生变化的因素主要有[<>4]企业长远发展意义重大。设施规划问题主要研究生产设备的布局规划，从而减小①改变现有产品的设计;厂区内的物料搬运成本。据统计资料表明，一个生产车间的②产品种类的增加或减少;物料搬运成本占整个生产运作成本的20%-50%，占产品生③现有生产设备的

5、更换;产总成本的15%-70%[1]。在一个生产车间中，一个有效的④产品生命周期的变化;设施规划能够调整设备间的物流量，从而使每个设备在正确⑤产品生产计划和产量的改变。的时间得到正确数量的物料，这样既可以减少在制品的库存因此，有必要设计一个柔性生产系统来应对以上因素对量，又能够防止厂房中机器设备的过度使用，减少物流成本。设备间物流量变化的影响。据统计，有113的美国企业平均一个有效的设施规划有利于生产过程中整体运作效率的每两年都会对生产系统做一次大的调整[5]。传统上，设施规提高[2]。划的有效应与各设备间的物流量有关。物料搬运成本的最物流成本主要由物料在各设备间的流动量以及各设备

6、小化通常被当作评价设施规划有效性的标准。然而对生产间的相对距离来决定。如果各设施间的物流量自始至终都系统进行调整或重新规划也需要一定的费用。因此，就需要是固定不变的，这样的设施规划问题称为静态设施规划问题在物料搬运成本和生产系统的重新规划成本之间取得一个(StaticFacilityLayoutProblem,SFLP)[3]。相反，如果各设备权衡。这就是动态设施规划需解决的主要问题。间的物流量在不同的阶段内均有所变化，静态设施规划的方许多学者都对设施规划进行过研究[6]。但是大多数文法就显得无能为力了，为了维持、甚至提高制造系统的效率，献都是针对静态设施规划问题进行的研究。人们开

7、始关注就需要一种新的规划方式，即根据不同时期生产系统中物流动态设施规划问题是近些年的事。Rosenbaltt第一个对动态量的变化重新规划生产系统或调整生产系统结构，这就是动设施规划问题进行了建模和求解[7]。他是用动态规划的模态设施规划问题(DynamicFacilityLayoutProblem,DFLP)。型对DFLP问题进行了最优化求解。在求解过程中，动态规近几年，有不少学者对动态设施规划进行了研究。动态设施划模型中的每一个阶段与设施规划中的不同阶段相对应。规划与静态设施规划不同的是，它考虑的是一个多阶段的设相比于SFLP问题，DFLP问题的求解会更加复杂。对于一个施规划问题

8、。不同企业的生产制造系统划分阶段有不同的有N个设备T个阶段的生产系统来说，将会有(N!)T种布局收稿日期2011-10-2<>4修回日期:2012-05-22基金项目:国家自然科学基金面上资助项目(70671072)作者简介:李辉(1983一)，男，天津人，天津大学管理学院博士研究生(在读)，研究方向:工业工程、精益设计。一110一Vol.28,No.l理工管手呈-学报201<>4年第1期方案。因此，只有在问题规模不很大的时候才有可能在合理MinZ二IIIIc,..J