基于双种群并行遗传算法的混合流水线优化

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1、目录6．2．1原理影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．466．2．2参数影响分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一476．2．3最优方案验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．476．3优化效果评价⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．50第7章总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一52参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯54附录五种运算原理寻优结果及程序片段⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．601平衡一排序双层目标结果

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯602平衡双种群结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯613排序双种群结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯624平衡．排序双种群结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯635多目标“轮换”结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．646优化结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯657“多目标轮换”原理主程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．68致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．74作者简介⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75基于双种群并行遗传算法的混合流水线优化第1章引言1．1研究背景及意义电子商务是现代服务业中的重要产业，预计2015年全球B2C交易额将达到30万亿美元。而对逆向物流的处理是电子商务企业运营环节最为棘手的问题。电子商务企业的逆向物流包括客户退换货、残转正、分级卖、返厂等。BizRate调查显示：有94％的被调查者表示，退货渠道的通畅性、退货政策的合理性以及退货体系的完善性是直接决定他们购物决策和是否成为永久客户的最重要的影响因素。可见电子商务中

4、的逆向物流一方面影响客户体验，另一方面影响企业的经营成本和利润。本文的研究对象是：某电子商务企业运营中心退货组(Customer．Return以下简称为C—R组)。该公司C-R组运营流水线上存在不同工位共八大类。目前流水线上存在“时忙时闲”状况，而操作员工在实际生产时并未真正等待，而是以较慢的节奏加工待处理产品，这一现象给管理带来了困难，影响整组的生产效率。有关数据统计显示，仅在汽车装配生产中，有多达5％一10％的装配时间浪费在延迟等待中。为了消除生产中存在的等待或闲置，C—R组成立了Kaizen(

5、精益改善)项目。项目的改善目标是在精益生产理论的指导下，运用精益改善工具尽可能地消除浪费或整个工序中的“瓶颈工位”，最终实现整个流水线的运营平衡。而精益工具的优化主要建立在理论尝试基础上，得到工位的布局方案。本文进一步结合混合流水线平衡思想，将工位上的作业元素细分，同时设立以流水线平衡和工位平衡，以及最短加工时间为日标的优化模型，求解在布局改善后的最优作业元素分配方案和产品投产排序方案。1．2研究现状本文从三个方面介绍国内外与本文相关领域的研究状况。第一方面：简要介绍B2C企业运营相关及利用工业工程

6、手段进行的优化研究：第二方面：分别阐述了流水线平衡和混合流水线排序研究的发展历程；第三方面：并行遗传算法的研究现状。1)关于电子商务及其逆向物流运营的研究，多集中于运营模式探讨或战略优化层而。曾磊⋯研究了电子商务环境下的三种逆向物流运营模式，并对联营、自营、外包模第1章引言式分别进行了分析及比较；李勇健等f2'3】考虑了退货价格对需求的作用，并按照这种影响作用制定了最合理退货价及库存控制策略：黄芝晏14]对某公司的FBA类产品的创新商务模式进行了分析及改善，实现其价值流增值。另外，利用精益思想对公司

7、实际运营进行改善研究的文献有：刘光富掣5一l针对企业现状，利用精益思想中杜绝八大浪费等改善思路，提出改善方法及建议。2)早期对流水线平衡问题的研究，主要优先方向局限在单一型流水线平衡。Bryton于1954年首次提出“平衡”这一概念，并对装配线平衡问题ALB(AssemblyLineBalancing)进行优化求解。此后Salveson[8。10】等针对ALB问题，建立了线性规划优化模型，模型目标假设已知最小节拍的前提下最少化工位数目，并利用数学解析法和枚举法等求解方法取得问题最优解。但计算均具有盲

8、目性，耗时较长。Tonge⋯、12】等运用多种启发式算法和蒙特卡洛算法对该问题进行优化求解，并通过数值试验表明，算法的改进极大地提高了搜索速度。随着流水线品种的多样化发展，学者们开始研究混合装配线的平衡问题(MALBP，Mixed．AssemblyLineBalancingProblem)。最早研究该问题的是Thomopoulos[13-14]。他发明了混合装配线转化为单一品种装配线的方法，首次提出组合优先图的概念并采用串行独立方法解决了混合装配线的平衡问题。Leul