[发明专利]一种汽车动力电池的装配过程的优化调度方法

说明书

本发明涉及一种汽车动力电池的装配过程的优化调度方法，属于装配线平衡问题智能优化调度技术领域。本发明通过确定汽车动力电池装配过程的调度模型和优化目标，设计了一种增强粒子群优化算法的优化调度方法对优化目标进行优化；其中调度模型根据产品实际生产装配过程不同工序所需的工作时间、工序之间存在的约束关系和工位的节拍约束关系来建立，同时优化目标为最小化工位数量。本发明基于粒子群算法的原理提出了一种比较所有符合条件工序所对应的粒子在D维空间的当前位置从中选择优先工序的解码方式，更适用于这类具有复杂约束关系的问题模型，有效的改善了传统粒子群优化算法中存在的过早收敛陷入局部最优解的问题。

技术领域

本发明涉及一种汽车动力电池的装配过程的优化调度方法，属于装配线平衡问题智能优化调度技术领域。

背景技术

能源危机、环境污染以及温室效应等问题的日益严重，对汽车行业提出了更高的节能减排要求。车用动力电池作为汽车的重要组成部件，不仅应用于纯电动汽车和油电混合动力汽车的驱动模块，作为车辆行驶动力的来源，更可为燃油汽车发动机的起动点火和车载电子设备的使用提供电能。

装配过程是生产中的重要环节。在现代制造企业中，装配工作量在整个产品生产工作量中的平均占比高达45％，尤其在汽车，机车工业中装配时间的占比更是达到了40％至60％。目前制造企业普遍使用的主流装配线方案包括两类：直线型装配线和U型装配线。相比于传统的直线型装配线，U型装配线中产品的上线点和下线点可以集成为一个工位，各工位员工(或机器人)可同时在入口线及出口线工作，使得装配线布局更紧、工位间距离更近、工人的行走距离更短，从而可大幅提高设备和人员的工作效率，缩短生产时间降低生产成本。

汽车动力电池U型装配生产线主要包括电芯预处理，电池盒装，电池模块堆叠捆绑，总线安装焊接，低压线束安装焊接，焊接测试，附件安装等九个工作环节，不同工作环节下又包含具体工序，如电芯预处理环节包含上料，OCV测试，电芯极耳冲切，下料四个工序。不同具体工序之间存在着复杂的约束优先关系，一个工序可对多个工序形成约束，这些关系决定了工序需要按照一定规则投入到装配作业中。给定U型装配线上每个工位一个最大作业时间，这个时间被定义为节拍，每个工位所包含的工序总作业时间不能超过该节拍时间，在这个条件下研究如何合理分配不同工序至每个工位，从而使总工位数量最小，这类问题在学术上定义为第一类U型装配线平衡问题(U-type Assembly Line BalancingProblem-1,UALBP-1)汽车动力电池的装配过程属于这一类典型问题。由于该类问题在学术上已被证明是NP-hard组合优化问题，而传统的数学规划方法只能求解较小规模的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何在较复杂的工序约束关系下，在较短时间内求得汽车动力电池装配过程的优良解的问题，提供了一种汽车动力电池的装配过程的优化调度方法，本发明通过设计一种基于增强粒子群优化算法(EnhancedParticle SwarmOptimization Algorithm，EPSOA)的优化调度方法，可在较短时间内快速求得该汽车动力电池装配过程的优良解。

本发明采用的技术方案是：一种汽车动力电池的装配过程的优化调度方法，通过确定汽车动力电池装配过程的调度模型和优化目标，并使用一种增强粒子群优化算法的优化调度方法对优化目标进行优化；其中调度模型根据产品实际生产装配过程中不同工序所需的工作时间、工序之间存在的约束关系和工位的节拍约束关系来建立，同时以最小化工位数量为优化目标：