U形装配线的操作序列布局优化算法研究

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1、硕士学位论文U形装配线的操作序列布局优化算法研究姓名：劳克学号：1237423所在院系：机械与能源工程学院学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：徐立云副教授二〇一四年一月万方数据AdissertationsubmittedtoTongjiUniversityinconformitywiththerequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringComputerMethodsforSequencingOperationsforU-shapedAssemblyLinesCandid

2、ate:LoïcBÉLECStudentNumber:1237423School/Department:SchoolofMechanicalEngineeringDiscipline:EngineeringMajor:MechanicalEngineeringSupervisor:AssociateProf.LI-YunXuJanuary,2014万方数据关U形装配线的操作序列布局优化算法研究史劳克同济大学万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求

3、提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。学位论文作者签名：年月日万方数据同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作

4、的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：年月日万方数据同济大学硕士学位论文摘要摘要当今，准时制生产（JIT,justintime）理念已经深入工业生产中的各个层面。作为生产布局中的典型形式——U形布局将加工设备进行U形排布，操作人员处于U形生产单元内部，负责监管进料口和出料口的运行情况，加工设备和操作人员间通过相互隔离以确保设备运行的独立性。U型布局较好地遵循准时制理念，越来越多的企

5、业选择U形装配线替换传统装配线，以提升生产车间的灵活性并同时满足客户多样化的需求。U型布局具有如下特点：1)入料口和出料口成近似封闭状，增强了整个装配线的可视化管理，操作人员可以同时担负入料和出料的工作；2)保证了各个工作单元的工作量均衡，同时可减少无效的运输时间浪费；3)U形线通过将加工件在线内和上下料在线外的方式，较好地把加工件和毛坯件分离开来；4)U形装配线占地面积更少，为工人腾出了更多活动空间，降低人员疲劳度。完成一件最终产品的装配，需要完成若干个装配任务，每个装配任务都需要一定的装配时间，并且这些装配任务之间有

6、一定的先后次序。装配线平衡就是将具有优先次序的各个任务分配到装配线的各个工作站上，使得各个工作站上的任务执行时间接近相等。对于U形装配线的平衡问题，一些文献提出了相关的解决方案，但这些解决方法各不相同，缺乏通用性。对此，本文通过一种更优化的途径对该类问题进行描述，并将其应用在各种U形装配线平衡问题求解的算法中。改进后的算法基于描述整个问题的关系矩阵，从而替代应用加工数据表格进而简化整个问题的描述。此外，Matlab拥有强大的矩阵运算能力，其矩阵运算函数可以降低复杂的循环运算次数，为更复杂的平衡问题求解提供了强大的运算工具

7、。矩阵的使用为加工任务的管理提供了更好的方法，比如，可以通过查看矩阵中的一列或一行即可快速获知问题所在及任务的分配情况。本文针对U形装配线中的平衡问题提出三种求解算法：（1）研究装配线工序排列计算机求解法（COMSOAL，computermethodforsequencingoperationsforassemblylines）的相关内容，通过算法改进及Matlab程序实现，较好地解决装配线的平衡问题。基于前趋关系矩阵，对装配线平衡问题（ALBP,assemblylinebalancingproblem）进行研究。输入矩

8、阵根据加工序列关系图获得，采用节点和箭头连线用于描述加工序列关系图。相邻矩阵代表节点间的相邻关系，相邻矩阵构成算法中的第一个输入参数。另外一个I万方数据同济大学硕士学位论文摘要输入参数是各工序间的加工时间所构成的数列，最后一个输入参数是U形生产线的节拍时间，它不等同于具体工位的加工时间，用于测量工厂的生产能力，而是工