[发明专利]基于遗传算法的汽车重排序方法

说明书

本发明公开了一种基于遗传算法的汽车重排序方法，可结合总装车间前线性缓冲区的物理重排功能以及交换订单的虚拟重排思想对来自上游的车辆序列进行调整，目标是获得违反汽车排序规则次数最少的下游释放序列。本发明建立了汽车重排序问题的数学优化模型，并提出了用于近似求解的遗传算法。联合使用本发明包含的基于染色体编码的车辆进入方法和考虑虚拟重排的集成释放方法可以快速有效求解不同规模的汽车重排序问题，显著减少上游序列的违规次数。本发明提供的基于遗传算法的汽车重排序方法，其优点在于染色体编码结构简单、遗传操作易行；另外，集成物理与虚拟重排的重排序方法能够获得优于单独使用物理重排的序列调整效果。

技术领域

本发明属于混合型装配线生产计划与调度领域，特别涉及一种基于遗传算法的汽车重排序方法。

背景技术

混合型装配线是一种在一条流水线上同时加工不同类型产品混合排列的柔性生产系统。在汽车装配厂中，混合型装配线上的车辆依次经过车身、涂装、总装三个车间完成加工装配。这三个车间对于产品投产序列具有不同的偏好和要求。车辆离开涂装车间后，通常需要对车辆序列按照总装车间的要求进行调整，即重排。一般来说，总装车间在车辆排序或重排时考虑两类目标，即作业负荷均衡化和零部件消耗平准化。“汽车排序”是一种常用的以作业负荷均衡化为最终目标的排序方法。该方法使用特定的排序规则以求在序列中均匀排布某些装配耗时的关键选项，其直接目标是车辆序列中违反排序规则的次数最少。

混合型装配线的重排序有两种基本的实施方式：即物理重排序和虚拟重排序。其中物理重排序将车辆及其订单视作一个整体，借助于AS/RS或线性缓冲区等设备设施改变车辆在序列中的物理位置以实现序列调整。而虚拟重排序保持序列中车辆的物理位置不变，通过调整车辆对应的订单以实现序列重排，且其中订单的调整只能发生在已经实现的产品属性完全相同的车辆之间。实际生产中，汽车装配厂大多采用基于经验或简单规则的物理重排序。

发明内容

发明目的：提供一种基于遗传算法的汽车重排序方法，以解决在汽车总装车间前利用线性缓冲区(如图1所示)对上游车辆序列进行调整，目标为下游序列中违反排序规则次数最少的重排序问题。

技术方案：本发明所提供的基于遗传算法的汽车重排序方法，可结合总装车间前线性缓冲区的物理重排功能以及交换订单的虚拟重排思想对来自上游的车辆序列进行调整，并通过多次迭代搜索寻找最优解或近似最优解，即违规次数最少的下游序列。发明包括两个部分：汽车重排序问题的数学优化模型和基于遗传算法的重排序方法。

所述汽车重排序问题的数学优化模型如下：

Minimize

Subject to: