面向飞机装配的生产规划与调度集成优化研究.pdf

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1、2016年10月北京航空航天大学学报October2016第42卷第lO期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．42No．10http：／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．enDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2015．0632面向飞机装配的生产规划与调度集成优化研究赵利民。(西北工业大学机电学院，西安710072)摘要：飞机装配具有环节多、周期长及流程复杂等特点，合理地规划各环节的工作，调度装配过程涉及的资源，

2、对于保证飞机装配的质量和效率具有十分重要的意义。基于飞机装配流程的特点及影响飞机装配效率的主要因素，提出了飞机装配生产规划方法。考虑飞机装配过程中存在的动态问题，基于蚁群算法建立了装配资源的调度集成优化模型，定义了构造图路径与装配作业周期间的映射关系，给出了装配作业周期映射的基本步骤，通过优化人工蚁路径实现了资源调度的优化。关键词：飞机装配；生产计划；调度优化；蚁群算法；动态资源问题中图分类号：V260．6文献标识码：A文章编号：1001-5965(2016)10．2139-07飞机装配是各装配单元之间相互协调合作而进行的生产过程，其模式以

3、离散生产为主、流程生产为辅，各装配单元在完成规定任务的同时还要保持与其他装配单元间的协调关系。飞机生产环节多、周期长，且具有多品种、多型号和小批量等特点，飞机的装配工艺相对复杂且变更频繁。此外由于各个环节所需的作业时间差别很大，现场加工中存在工位作业时间不均衡等问题。因此，需在保证装配质量的条件下以装配工位数量最小化、工位作业时间平衡化、物流和人力状态均衡化为目标，制定合理的生产计划和生产调度方案，避免在某个装配单元出现“迟滞”或“堆积”状态，实现生产任务和生产资源的合理分配与规划。Maravelias和Sung⋯分析整理了集成调度规划的建

4、模方法，模型主要分为4类：①详尽规划模型，模型以子模型描述资源和产品费用的约束，可以直接用于调度的规划；②松弛与聚合规划模型，大型混合整数问题不能直接求解，需要一定的近似，通过移除部分约束或将一些原始模型的决策进行聚合可以实现问题的求解；③离线代理模型，模型通过集中计算可行域的约束和仅与产品目标相关的产品费用，避免了约束集成之后的计算；④混合模型，模型在计算量和准确度之间进行了折衷，模型的前段使用详尽规划模型，后段使用松弛或代理模型。Henriques旧1研究了一种用于过程和产品规划的参数优化模型，模型同时考虑了与技术相关的约束和各服务站基

5、于可支配时间的底层约束。研究结果表明生产率应该限制在最小成本率和最大生产率之间。Sung和Maraveliaspl开发了基于完整调度模型的离线方法，该方法可以用于总生产成本的估计。Erdirik．Dogan和GrossmannHl提出了基于两级并行方法的规划模型，模型考虑了旅行商问题(TravelingSalesmanProblem，TSP)约束。Wan等¨1借助仿真手段提出优化方法对供应链关系进行了分析。该方法由代理模型迭代结构组成，可以分析关键决定变量和供应链表现间的关系。Erdirik．Dogan和Gross．mann¨1研究了连续多

6、产品单加工单元厂房的计收祷日期：2015-09-24；录用日期：2015-11—13；网络出版时间：2015-12-0814：47网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20151208．1447．002．html基金项目：国家科技支撑计划(2011BAFl3BOO)}通讯作者：Tel．：029—88460773E·mail：zhaolimin—nwpu@126．com引用格式：赵利民．面向飞机装配的生产规划与调度集成优化研究fJJ．北京航空航天大学学报，2016，42(10)：2139-2145

7、．ZHAOLM．ProductionplanandintegrateddispatchoptimizationofaircraftdigitalassemblyIJJ．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2016，42fJo)：2139·2145(inChinese)．2140北京航空航天大学学报2016年划和调度，给出了基于连续时间的混合集成线性优化模型。考虑到水平规划的长度增加将导致的计算时间增加，模型中引入了分解算法。wu和Ierapetritou⋯研究了不确定

8、条件下的生产计划与调度集成优化分层方法。Yan和Zhang[81研究了三级制造系统的生产计划与调度集成优化模型，采用基于遗传进化的启发式算法对模型进行了求解。路致远等一1根据车间