[发明专利]一种基于时间和成本的装配线平衡方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于时间和成本的装配线平衡方法及系统，其中，所述方法包括：设计生产线，确定各个生产任务的优先关系及各个生产任务的加工时间和加工成本的范围，并绘制加工时间‑加工成本的生产任务前序关系图；基于所述生产任务前序关系图建立生产线的平衡模型；设置所述生产线的优化目标函数为最小化加工空闲时间及最小化加工成本；基于天牛须算法利用所述优化目标函数对所述生产线的装配平衡进行最优计算，获得生产线装配平衡的最优解。在本发明实施例中，通过设置前序关系图，以体现更多任务信息点，并通过任务最大和最小时间和成本关系进行最优计算，可以有效的减少生产成本。

技术领域

本发明涉及智慧生产线技术领域，尤其涉及一种基于时间和成本的装配线平衡方法及系统。

背景技术

从二十世纪初福特发明第一条汽车装配线开始，装配线已在大规模标准化生产的工业领域普遍应用。为了提高生产效率，扩大经济效益，装配线平衡问题已成为生产管理重要部分。对于简单装配线平衡问题来说，在给定一组具有确定时间和优先关系的任务等约束条件下，将合理地分配到各工位上，使工位数量或各工位的装配空闲时间最小，如专利“一种改进免疫算法求解第一类装配线平衡问题的方法”(CN201810478752.7)等是针对单一目标进行优化。

在实际生产中，我们往往还需要考虑成本、能耗等其它因素。其中，时间与成本的优化尤为重要。专利“一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法”(CN201911292794.2)、“一种面向多目标优化的经编机装配线平衡方法”(CN201710450531.4)等都以多种目标作为优化指标进行产线设计。但是，他们将任务时间设置为常量。实际上，具有选择性的任务更能体现产线的灵活。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于时间和成本的装配线平衡方法及系统，通过将任务时间和成本设定为一个限制范围，使设计更符合实际需求，通过设置前序关系图，以体现更多任务信息点，并通过任务最大和最小时间和成本关系进行最优计算，可以有效的减少生产成本。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于时间和成本的装配线平衡方法，所述方法包括：

设计生产线，确定各个生产任务的优先关系及各个生产任务的加工时间和加工成本的范围，并绘制加工时间-加工成本的生产任务前序关系图；

基于所述生产任务前序关系图建立生产线的平衡模型；

设置所述生产线的优化目标函数为最小化加工空闲时间及最小化加工成本；

基于天牛须算法利用所述优化目标函数对所述生产线的装配平衡进行最优计算，获得生产线装配平衡的最优解。

可选的，所述确定各个生产任务的优先关系，包括：

所述生产线具有n个有优先关系的生产任务，每个生产任务均具有允许的加工时间范围的最大时间值和最小时间值及加工成本范围的最大成本值和最小成本值；

基于每个生产任务的允许的加工时间范围的最大时间值和最小时间值及加工成本范围的最大成本值和最小成本值确定各个生产任务的优先关系。

可选的，所述基于所述生产任务前序关系图建立生产线的平衡模型，包括：

基于所述生产任务前序关系图获得第i个生产任务的加工时间和加工成本，并构建加工时间和加工成本的范围；

获得所述第i个生产任务要被分配到唯一的工位k上的表示如下：

所述工位k上的所有任务不得超过节拍时间CT表示为：

每个生产任务之间的前序关系约束为：