基于混合遗传算法的设备布局设计.pdf

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1、·先进管理技术·组合机床与自动化加工技术文章编号：1001—2265(2010)O9—01O4一O4基于混合遗传算法的设备布局设计张超，常秀娟，冯烨(1．中国航空规划建设发展有限公司规划咨询研究院，北京100120；2．中国核科技信息与经济研究院，北京100048)摘要：制造系统的设备布局影响到物流成本、生产时间和生产能力，进而影响到整个生产系统的生产力和生产效率。文章选用物流成本最小化为目标函数，将全局寻优性能优异的遗传算法的和局部搜索能力强的模拟退火相结合，构建了一种布局设计的混合智能优化算法——遗传退火算法，介绍了设备布置问题的基因编码方法和算法的交叉、变异等关键算子，用C#实现了

2、该算法并分析了距离矩阵生成等应用技巧。以12台设备优化布置问题为计算实例，利用遗传退火算法进行求解，结果表明该方法计算不会陷入早熟且收敛快速，是一种求解设备布局最优化问题的有效方法。关键词：工业工程；设备布局；遗传算法；模拟退火算法中图分类号：TH16；TG65文献标识码：AOptimalDesignforEquipmentLayoutofWorkshopBasedonHybridGeneticAlgorithmsZHANGChao，CHANGXiu-juan，FENGYe(1．Developandresearchcenter，AviationPlanandConstruction，Av

3、iationIndustriesCorporationsofChi·na，Beijing100120，China；2．Nuclearintelligenceandeconomyacademy，Beijing100048，China)Abstract：Theproductioneficiencyandcostishighlyrelatedwiththefacilitylayoutofmanufacturingsystem．Thegeneticalgorithmiswell·knownforitsglobaloptimalsolutionsearchingability，whilethesi

4、mulatedannealingalgorithmissophisticatedinlocaloptimalsolutionsearching．Bycombingthesetwoal-gorithms，ahybridintelligentoptimizationalgorithm，calledGASAisconstructedtosolvethequadraticas-signmentmodelformachinelayoutdesign，assumingtheminimizingoftransportationcostsastheobjec-tivefunction．Thegeneti

5、ccodingtechniqueformachinelayoutproblemandkeyoperatorssuchascross。overoperator．mutationoperatoretc．arecarefullyintroduced．ThealgorithmisimplementedusingC#andtechniquessuchasthegenerationofdistancematrixetc．areanalyzed．Theexampleof12machineslayoutproblemshowstheanti-prematurityandtheconvergenceacc

6、elerationeffectsoftheGASA，demonstratingthefactthatGASAisaneffectivemethodformachinelayoutproblem．Keywords：industrialengineering；layoutdesign；geneticalgorithm；simulatedannealingalgorithm减少10％一30％，由此可见制造系统内物料流动的O引言时间对车间生产率的重要影响。在制造系统的设计过程中，最重要的一项要求衡量制造系统设备布局的效率时通常是使物料是寻求一种高效的设备布置方式。设备布局是指一运输费用最低，因此

7、对车间内设备布局进行分析研定的生产环境下，制造系统设计人员根据生产目标究，建立有利于产生合理物流的生产设备布置，可以确定的制造系统中各设备的布置形式和位置。设备使总的运输路线最短，即运输费用最小，从而达到提布局影响到物流成本、生产时间和生产能力，进而影高车间生产效率、降低生产成本的目的。响到整个生产系统的生产力和生产效率¨。在制造从数学的角度看，设备布局优化算法属于非线过程中将近20％～50％的总运转费用都花费在物料性规划问题，由于