[发明专利]一种面向成本的混流双边装配线平衡方法

摘要

本发明公开了一种面向成本的混流双边装配线平衡方法，其采用混合殖民竞争算法，包括以下步骤初始化帝国、帝国内同化、帝国内更新和殖民竞争、殖民地改革和帝国删除；若理想状态或者设定的迭代次数已达到，则输出成本最小的国家，得到最低成本国家相应的任务分配方式。相比于普通的殖民竞争算法和遗传算法，本发明所获得的成本值较低，可以有效地改进算法搜索性能，得到更优的解。

主权项

一种面向成本的混流双边装配线平衡方法，包括以下步骤：(1)根据实际生产情况读入任务时间、任务工资率和任务之间的优先顺序矩阵；(2)随机产生N个对应于任务数的序列，即对任务序列进行编码，运用二叉树调整算法调整任务序列使其满足优先顺序约束；(3)将任务序列进行解码，形成各个初始国家，其中，考虑操作方位约束、优先顺序约束、位置约束、区域约束和同步约束分配任务，最后进行位置约束检查，对于不满足位置约束的个体进行惩罚，并且运用如下成本公式计算各个国家的成本值：WTcost=Σm=1MqmΣj=1nmΣk=12CT*mean{wi|i∈I(j,k)}+nm*CMSC+ns*CSSC]]>其中，WTcost表示各个品种的加权单位产品总成本，M表示装配的同一产品的不同品种数，nm和ns表示成对工位数和工位数，CT表示节拍时间，qm是指品种m的单位数量比例，wi是任务的工资率，式中以工位的平均工资率和节拍时间的乘积来计算工人的工资，CMSC和CSSC分别表示单一成对工位所对应的运输设备成本和单一工位所对应的机械设备成本；(4)从种群中选出成本较低的Nimp个国家作为殖民国家，运用轮盘赌选择法选出殖民国家相应的殖民地，建立各个帝国；(5)进入帝国内同化操作，并运用种群合并方法将原始的殖民地与经过帝国内同化操作所得到的殖民地进行合并得到新的殖民地；(6)对所有国家运用改进模拟退火算法进行局部搜索优化，得到更优的国家，将帝国内拥有比殖民国家更低成本的殖民地与该殖民国家交换位置，进行帝国更新，并按照下式计算每一个帝国的能量值Powi和标准化能量值NormPowi，将标准化能量值最低的帝国内所拥有的成本值最高的殖民地释放出来，通过殖民竞争的方式分配给新的帝国；Powi＝WTcost(imperialist)+β*mean(WTcost(colonies in empire))NormPowi＝max(Pown)‑Powi+1(7)对各个帝国内成本值最高的殖民地用一个随机解代替，进行殖民地改革操作，删除已经没有殖民地的帝国，并将其中的殖民国家运用轮盘赌的方式分配给某一个被选中的帝国；(8)若理想状态或者设定的迭代次数已达到，则输出成本最小的国家，得到最低成本国家相应的任务分配方式，否则返回步骤(5)；其中，步骤(3)中，所述解码包括：(31)开始一个新的成对工位，更新任务候选集；(32)从任务候选集中选出一个任务，检查任务在哪一个约束集内，如果此任务在消极的区域约束集内，执行(33)，如果在积极的区域约束集内，执行(34)，如果在同步约束集内，执行(35)，如果不在这三种约束集内，则执行(37)；(33)检查该任务对应的另外一个任务是否已经分配到该成对工位中，如果是，则从候选集中删除该任务及其对应的后序任务，执行(38)，如果不是，则执行(37)；(34)检查其对应的其他各个任务是否也在候选集中且满足节拍时间约束，如果是，则根据这些任务的优先操作方位将这些任务都分配到同一个工位上，如果不是，则从候选集中删除这些任务及其对应的后序任务，执行(38)；(35)检查其对应的另外一个任务是否也在候选集中且满足节拍时间约束，如果是，执行(36)，如果不是，则从候选集中删除这些任务及其对应的后序任务，执行(38)；(36)检查该对应的任务是否在消极的区域约束集中，如果是，则判断其是否满足消极的区域约束要求：如果不满足，则从候选集中删除这些任务及其对应的后序任务，执行(38)，如果满足或者不在消极的区域约束集中，根据这两个任务的优先操作方位将其分配到相对的两个工位上；(37)根据该任务优先操作方位将其分配到相对应的工位上；(38)判断候选集是否为空，如果是，则执行(39)，否则执行(32)；(39)判断任务序列中的任务是否已经全部分配完，如果是，执行(310)，否则执行(31)；(310)判断是否可以在不扰乱各个约束的情况下，将最后一个成对工位上面的任务分配到一个工位上，如果可以，则调整到满足任务优先操作方位的工位上；最后，进行位置约束检查。