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1、第11卷第3期运筹与管理Vol.11,No.32002年6月OPERATIONSRESEARCHANDMANAGEMENTSCIENCEJun.,2002多目标装配线平衡的优化算法宋华明,韩玉启(南京理工大学经济管理学院,江苏南京210094)摘要:在生产制造系统中,装配线的平衡需要针对多个目标。传统的装配线平衡问题,优化单一目标,忽略了目标之间的联系。优化一个目标的同时,劣化了另外一个目标。文章研究了多目标装配线平衡问题,探讨了这些目标之间的联系,设计了禁忌搜索算法求解多目标装配线的平衡问题。文章从生产管理系统的角度优化多目标装配线平衡,与单一目标相比,具有显著的改进。关键词:装配线;平衡;
2、禁忌搜索;多目标;组合优化中图分类号:O221.6文章标识码:A文章编号:1007-3221(2002)03-0055-08AnOptimizationApproachforMultiple-objectiveAssemblyLineBalancingSONGHua-ming,HANYu-qi(DivisionofManagementScienceandEngineering,NanjngUniversityofScience&Technology,Nanjing210094,China)Abstract:Inarealmanufacturingsystem,multiple-objectiv
3、eassemblylinebalancingisneeded.Traditionalassemblylinebalancingonlyoptimizesthesingle-objectiveneglectingtherelationshipwithotherobjectives,andoftendeterioratesotherobjectivevalue.Thispaperstudiesthemultiple-objectiveassemblylinebalancingproblem,discussesthereationshipoftheobjectives,further-more,de
4、signsaTabu-Searchalgorithmstosolvetheproblem.Comparingthesingle-objectiveproblem,themethodshowsasignificantimprovement.Keywords:assemblylinebalancing;Tabusearch;multiple-objective;combinatorialoptimization0装配线的平衡问题在设计装配系统时,装配工序之间的平衡是需要考虑的中心问题。装配线平衡的一般提法是:给定一个无回路的有向图G=(E,P),节点E代表作业元素集,弧P代表装配作业之间的先收稿日
5、期:2001-12-06基金项目:国防科技预研基金资助(98J181.3.BQ02)作者简介:宋华明(1968-),男,管理科学与工程专业博士生;韩玉启(1945-),男,教授,博士生导师56运筹与管理2002年第11卷后关系集,一个节点i∈E有一个值ti(i=1,2,…,n)表示作业时间。装配线的平衡问题就是求m节点集E的一个划分E=∪Sj,使一定的目标得到优化,同时满足一定的约束条件。j=1装配线平衡问题是NP-hard,对于大规模的装配线平衡问题没有高效率的准确数学模型算法,实践中经常采用启发式算法。装配线平衡问题中研究最多的是两类问题:Ⅰ)给定装配线的节拍,求最小工作站数;Ⅱ)给定装配
6、线的最小工作站数,使装配线的节拍最小。上述两类装配线平衡问题通常称为第Ⅰ类装配线平衡问题和第Ⅱ类装配线平衡问题。对装配线平衡问题的研究经历了一个由传统启发式算法到现代人工智能方法的过程。文献[1][2]总结了传统的启发式算法,文献[3][4][5]分别介绍了遗传算法、模拟退火算法、禁忌算法求解单一目标的装配线平衡问题,而用现代的人工智能方法求解装配线平衡问题的研究文献相对较少。在研究装配线平衡问题的文献中,常常是从不同的角度单独研究装配线平衡问题,忽视了这些目标的联系,系统研究这些目标之间联系的文献目前尚未发现,本文试图从生产管理系统角度,探索多目标装配线平衡的优化问题。在现实的装配系统设计和
7、运行阶段,人们比较关注生产过程的连续性和均衡性,这就是装配线的负荷均衡问题,是装配线平衡的另外一个目标。类型Ⅲ:在装配线的工作站数和节拍得到优化的条件下,平衡装配线上工作站的负荷。文章探索这三类平衡问题的整体优化。1装配线平衡的目标1.1第Ⅰ类装配线平衡问题实践中,三类问题之间存在着密切的联系。本文从装配线生命周期的各个阶段,生产管理系统的不同需要来考虑装配线平衡的目标。在装配线的设计与安装阶段,
