[发明专利]一种可重构装配线平衡优化方法

摘要

本发明提供的一种可重构装配线平衡优化方法，采用改进文化基因算法，包括以下步骤：编码与解码、初始种群的生成、序列调整、适应度计算、亲本选择、种群更新、局部搜索；若达到理想状态或设定的迭代次数，则输出适应度值最小的染色体，得到适应度值最小的染色体相应的任务分配方式，本发明选取生产率和装配线平滑程度权重函数作为适应度值函数。相比于普通的文化基因算法和遗传算法，本发明所获得的适应度值较低，可以有效的提升算法的寻优能力，得到更为合理的解。

主权项

一种可重构装配线平衡优化方法，包括以下步骤：(1)根据实际生产情况读入装配作业任务之间的优先顺序矩阵；(2)随机产生N个对应于任务数的染色体；即对任务序列进行解码，运用随机拓扑排序算法调整任务序列使其满足优先顺序约束；(3)通过相邻基因成对交换的原理对初始化产生的染色体进行改良，序列调整过程会在适应度值不再改变后结束；(4)利用适应度函数来确定每条染色体的优劣程度，其值越小，代表该条染色体越出色，其适应度越高；采用生产率和平滑度最佳的公式作为算法适应度函数；其中，λ₁,λ₂为目标的权重函数，由实际装配需求确定且λ₁+λ₂＝1；L为最小工作站数；C为生产节拍；t_i为完成第i个作业元素所用的时间；表示所有作业元素完成的总时间；x_il为作业约束因子，当作业元素i被分配到工作站l时，x_il＝1，否则为0；(5)采取比例选择方法对个体进行选择，使适应度高的染色体能够获得更大的生存概率；首先依照下式计算每一个染色体i累积概率p_i，根据累积概率的大小按照升序排列；然后生成(0，1]之间的随机数x，将p_i与x比较，如果x<p_i，则选择第一个染色体，否则选择第i个染色体，直到染色体数达到标准为止；其中，f(i)表示染色体i的适应度值；(6)采用序列的顺序交叉和互换变异的方法来生成新的染色体，达到更新种群的目的；(7)随机将染色体中某一基因抽取并插入其它位置以避免更新后的染色体陷入局部最优；(8)若理想状态或者设定的迭代次数已达到，则输出适应度值最小的染色体，得到相应的任务分配方式，否则返回步骤(4)。