专利名称：一种多目标拆卸线的平衡控制方法
技术领域：
本发明属于柔性生产线设计及控制技术领域，特别涉及多目标拆卸线平衡技术。
背景技术：
步入21世纪，在享受高速增长的经济硕果的同时，资源和环境问题已成为当前全人类共同面对的重要难题。这也促进了各国新的和更为严格的环境立法的出台，加之公众环境意识的提高，以及受生产者责任延伸制的推行等诸多因素影响，越来越多的制造商开始重视回收和再制造废旧被拆物品。与此同时，受由此所带来的经济效益所吸引，在另一个层面上也推动了更多的制造商的投入。产品回收实现了材料的回收以及可用零件的再造，而拆卸是实现产品回收重要的第一步，拆卸是指从废弃的被拆物品中系统地分离有价值的零件、组件、材料的过程，它是 实现被拆物品生命周期完整性与封闭性的必要环节。拆卸由于在产品回收中的重要作用而引起了学术界和工业界的关注。而拆卸线是实现大规模拆卸的最佳选择，因而有效设计和平衡拆卸线对提高拆卸效率至关重要。故研究拆卸线平衡问题(Disassembly LineBalancing Problem, DLBP)将具有重要的理论和现实意义。粒子群算法在搜索过程中根据种群社会经验和个体经验动态调整粒子的搜索速度，进而调整粒子的位置，搜索过程与算法复杂度相对简单，算法提出之初主要应用于求解连续优化问题，DLBP实质上是一个NP组合优化问题，因而不适合标准粒子群算法的迭代方式，不宜直接使用，故需实现解的表示和粒子之间的映射。但在拆卸线平衡问题领域未见有粒子群算法求解的报道。MCGOVERN S，GUPTA S采用蚁群算法处理拆卸线平衡[文献I MCGOVERN S，GUPTA S.Ant colony optimization for disassembly sequencing withmultiple objectives[J]. The International Journal of Advanced ManufacturingTechnology, 2006，30 (5-6) :481-496]，在求解精度和求解效率方面有待新的突破。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是针对多目标拆卸线平衡问题的问题特征，同时考虑粒子群算法的算法机理，提出一种针对多目标拆卸线平衡问题的粒子群算法，以解决这类拆卸线的平衡和控制问题。本发明的目的是通过如下的手段实现的。一种多目标拆卸线的平衡控制方法，其优化目标为最小化工作站数、空闲时间尽可能的相等，并考虑拆卸被拆物品部件的危害、需求以及方向。基本的算法流程如下I)读入零件拆卸时间、零件优先关系约束，零件的危害、需求、方向指标；2)输入粒子数目η,节拍时间CT、最大迭代次数iteration_number、给定学习参数Q、C2、权重W、最优解集合个体数目NG ；3)产生初始种群，产生初始随机速度和位置；4)调用解码函数，计算初始种群的平衡、危害、需求、方向指标，初始化全局最优粒子Pgd与个体最优粒子Pid，进入下一步；5)判断迭代次数是否达到最大迭代次数iteration_number或足够好的目标函数值，若未达到，进入下一步，若达到，退出。6)采用全局优化模型(I)、(2)产生各个粒子的新速度和位置向量，
权利要求
1.一种多目标拆卸线平衡的控制方法，在合理时间内规划复杂的拆卸线，并提出了较优的解决方案，控制系统的基本的算法流程如下 (1)读入零件拆卸时间、零件优先关系约束，零件的危害、需求、方向指标； (2)输入粒子数目η,节拍时间CT、最大迭代次数iteration_number、给定学习参数Cl、C2、权重W、最优解集合个体数目NG ； (3)产生初始种群，产生初始随机速度和位置； (4)调用解码函数，计算初始种群的平衡、危害、需求、方向指标，初始化全局最优粒子Pgd与个体最优粒子Pid,进入下一步； (5)判断迭代次数是否达到最大迭代次数iteration_number或足够好的目标函数值，若未达到，进入下一步，若达到，退出算法流程，输出优化结果至调度及控制设备将优化结果配送到各工位； (6)采用全局优化模型(A)、⑶分别产生各个粒子的新速度和位置向量，vItl = wvI + cIfIiPid _xi) + C2r2(Pgd _4)，Vfflin ( V ( Vfflax (A) 、~Xid+V^(B) k代表了迭代次数；i代表了粒子数；d代表空间维数；vfrf表示第i个粒子在第k次迭代的速度向量表示第i个粒子在第k次迭代的位置向量；用Pid表示粒子自身所经历的最优位置向量；用Pgd表示种群迄今所经历的最优位置向量；rl和r2为[O，I]之间的随机数；Vmax表示粒子的最大飞行速度；Vmin表示粒子的最小飞行速度；C1和C2为为正常数，称为加速因子，Cl调节粒子飞向自身最好位置方向的步长，C2调节粒子向全局最好位置飞行的步长；位置向量解码后生成新的种群，重新计算粒子的平衡、危害、需求和方向指标，更新全局最优粒子Pgd与个体粒子最优粒子Pid，并生成新速度向量，位置向量； (7)存储全局最优粒子，将全局最优解粒子Pgd放入最优解集合G中，转步骤(5)。
全文摘要
本发明公开了一种多目标拆卸线的平衡控制方法，在合理时间内规划复杂的拆卸线，并提出了较优的解决方案。方案中包括了工作站的划分、工作站内任务的安排，拆卸线的节拍。本发明在满足优先关系及节拍约束的前提下，协同考虑了拆卸线的五方面①最小化工作站数，也即最小化总的空闲时间。②使各工作站的空闲时间尽可能的相等，也即均衡各工作站的时间。③尽可能早地拆除有危害的零件。④尽可能早地拆除高需求的零件，⑤最小化拆除方向的改变。贴近实际生产的拆卸环境，有效地解决拆卸线平衡设计规划和合理控制，提高了拆卸线的效率，优化了实际生产制造系统条件。可应用于制造系统建模与分析软件、计算机集成制造系统管控模块和实际控制。
文档编号G05B13/04GK102830621SQ20121032446
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者张则强, 朱兴涛, 程文明, 方群, 李明 申请人:西南交通大学