面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度集成優(yōu)化研究.pdf

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1、2016年10月北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)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面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度集成優(yōu)化研究趙利民。(西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院，西安710072)摘要：飛機(jī)裝配具有環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)及流程復(fù)雜等特點(diǎn)，合理地規(guī)劃各環(huán)節(jié)的工作，調(diào)度裝配過(guò)程涉及的資源，

2、對(duì)于保證飛機(jī)裝配的質(zhì)量和效率具有十分重要的意義?；陲w機(jī)裝配流程的特點(diǎn)及影響飛機(jī)裝配效率的主要因素，提出了飛機(jī)裝配生產(chǎn)規(guī)劃方法。考慮飛機(jī)裝配過(guò)程中存在的動(dòng)態(tài)問(wèn)題，基于蟻群算法建立了裝配資源的調(diào)度集成優(yōu)化模型，定義了構(gòu)造圖路徑與裝配作業(yè)周期間的映射關(guān)系，給出了裝配作業(yè)周期映射的基本步驟，通過(guò)優(yōu)化人工蟻路徑實(shí)現(xiàn)了資源調(diào)度的優(yōu)化。關(guān)鍵詞：飛機(jī)裝配；生產(chǎn)計(jì)劃；調(diào)度優(yōu)化；蟻群算法；動(dòng)態(tài)資源問(wèn)題中圖分類(lèi)號(hào)：V260．6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001-5965(2016)10．2139-07飛機(jī)裝配是各裝配單元之間相互協(xié)調(diào)合作而進(jìn)行的生產(chǎn)過(guò)程，其模式以

3、離散生產(chǎn)為主、流程生產(chǎn)為輔，各裝配單元在完成規(guī)定任務(wù)的同時(shí)還要保持與其他裝配單元間的協(xié)調(diào)關(guān)系。飛機(jī)生產(chǎn)環(huán)節(jié)多、周期長(zhǎng)，且具有多品種、多型號(hào)和小批量等特點(diǎn)，飛機(jī)的裝配工藝相對(duì)復(fù)雜且變更頻繁。此外由于各個(gè)環(huán)節(jié)所需的作業(yè)時(shí)間差別很大，現(xiàn)場(chǎng)加工中存在工位作業(yè)時(shí)間不均衡等問(wèn)題。因此，需在保證裝配質(zhì)量的條件下以裝配工位數(shù)量最小化、工位作業(yè)時(shí)間平衡化、物流和人力狀態(tài)均衡化為目標(biāo)，制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)調(diào)度方案，避免在某個(gè)裝配單元出現(xiàn)“遲滯”或“堆積”狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)和生產(chǎn)資源的合理分配與規(guī)劃。Maravelias和Sung?分析整理了集成調(diào)度規(guī)劃的建

4、模方法，模型主要分為4類(lèi)：①詳盡規(guī)劃模型，模型以子模型描述資源和產(chǎn)品費(fèi)用的約束，可以直接用于調(diào)度的規(guī)劃；②松弛與聚合規(guī)劃模型，大型混合整數(shù)問(wèn)題不能直接求解，需要一定的近似，通過(guò)移除部分約束或?qū)⒁恍┰寄Ｐ偷臎Q策進(jìn)行聚合可以實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的求解；③離線代理模型，模型通過(guò)集中計(jì)算可行域的約束和僅與產(chǎn)品目標(biāo)相關(guān)的產(chǎn)品費(fèi)用，避免了約束集成之后的計(jì)算；④混合模型，模型在計(jì)算量和準(zhǔn)確度之間進(jìn)行了折衷，模型的前段使用詳盡規(guī)劃模型，后段使用松弛或代理模型。Henriques舊1研究了一種用于過(guò)程和產(chǎn)品規(guī)劃的參數(shù)優(yōu)化模型，模型同時(shí)考慮了與技術(shù)相關(guān)的約束和各服務(wù)站基

5、于可支配時(shí)間的底層約束。研究結(jié)果表明生產(chǎn)率應(yīng)該限制在最小成本率和最大生產(chǎn)率之間。Sung和Maraveliaspl開(kāi)發(fā)了基于完整調(diào)度模型的離線方法，該方法可以用于總生產(chǎn)成本的估計(jì)。Erdirik．Dogan和GrossmannHl提出了基于兩級(jí)并行方法的規(guī)劃模型，模型考慮了旅行商問(wèn)題(TravelingSalesmanProblem，TSP)約束。Wan等¨1借助仿真手段提出優(yōu)化方法對(duì)供應(yīng)鏈關(guān)系進(jìn)行了分析。該方法由代理模型迭代結(jié)構(gòu)組成，可以分析關(guān)鍵決定變量和供應(yīng)鏈表現(xiàn)間的關(guān)系。Erdirik．Dogan和Gross．mann¨1研究了連續(xù)多

6、產(chǎn)品單加工單元廠房的計(jì)收禱日期：2015-09-24；錄用日期：2015-11—13；網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2015-12-0814：47網(wǎng)絡(luò)出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20151208．1447．002．html基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2011BAFl3BOO)}通訊作者：Tel．：029—88460773E·mail：zhaolimin—nwpu@126．com引用格式：趙利民．面向飛機(jī)裝配的生產(chǎn)規(guī)劃與調(diào)度集成優(yōu)化研究fJJ．北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，42(10)：2139-2145

7、．ZHAOLM．ProductionplanandintegrateddispatchoptimizationofaircraftdigitalassemblyIJJ．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2016，42fJo)：2139·2145(inChinese)．2140北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)2016年劃和調(diào)度，給出了基于連續(xù)時(shí)間的混合集成線性?xún)?yōu)化模型?？紤]到水平規(guī)劃的長(zhǎng)度增加將導(dǎo)致的計(jì)算時(shí)間增加，模型中引入了分解算法。wu和Ierapetritou?研究了不確定

8、條件下的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度集成優(yōu)化分層方法。Yan和Zhang[81研究了三級(jí)制造系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度集成優(yōu)化模型，采用基于遺傳進(jìn)化的啟發(fā)式算法對(duì)模型進(jìn)行了求解。路致遠(yuǎn)等一1根據(jù)車(chē)間