基于改进蜜蜂算法的报废汽车发动机曲柄连杆机构拆卸线平衡问题研究

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作者 詹长书 黄信悦 高言龙 《现代制造工程》 北大核心 2025年第5期106-114,152,共10页

随着全球汽车保有量的不断增加,汽车报废带来的环境和资源问题日益凸显,报废汽车的拆卸、回收和再制造是解决该问题的主要途径。由于报废汽车内部结构复杂,在实际拆卸作业中,各拆卸任务间存在着相互干扰的顺序相依关系;此外,由于零件的... 随着全球汽车保有量的不断增加,汽车报废带来的环境和资源问题日益凸显,报废汽车的拆卸、回收和再制造是解决该问题的主要途径。由于报废汽车内部结构复杂,在实际拆卸作业中,各拆卸任务间存在着相互干扰的顺序相依关系;此外,由于零件的折旧程度不同,拆卸过程中还存在着固有的不确定性,从而影响拆卸效率。为了获得更加贴合实际的拆卸方案,首先,应用随机规划模型对不确定信息进行表征,以拆卸时间、拆卸能耗及均衡空闲时间为目标建立了不确定环境下的多目标顺序相依拆卸线平衡问题模型;然后,通过创新搜索算子改进蜜蜂算法,引入轮盘赌策略自适应更新算子权重;最后,以报废汽车发动机曲柄连杆机构为案例进行研究,验证所提模型和算法的有效性。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 顺序相依关系 不确定性 改进蜜蜂算法

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考虑残保政策的多等级工人拆卸线平衡问题建模与优化 被引量：2

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作者 宋昊轩 朱立夏 +2 位作者 吴腾飞 谢心澜 张则强 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3084-3099,共16页

针对拆卸企业的操作者仍以单一等级工人为主且尚未考虑雇佣残疾工人的问题,提出了考虑残疾人保障政策的多等级工人拆卸线平衡问题,建立了以最小化工作站数量、空闲均衡指标、价值指标和最大化拆卸线收益为优化目标的数学模型。基于问题... 针对拆卸企业的操作者仍以单一等级工人为主且尚未考虑雇佣残疾工人的问题,提出了考虑残疾人保障政策的多等级工人拆卸线平衡问题,建立了以最小化工作站数量、空闲均衡指标、价值指标和最大化拆卸线收益为优化目标的数学模型。基于问题特点,采用三层解码方式,设计了离散共生生物搜索算法。该算法引入莱维飞行策略,改进了互利、寄生操作,结合Pareto思想和拥挤距离机制从而筛选出多个非劣解。现有基准测试结果表明所提出算法的寻优能力和收敛性能均优于文献中的其他算法。最后,以某品牌V6发动机作为实例进一步验证所提模型和算法,与多种算法计算结果进行对比,证明所提算法计算所提模型的适用性和优越性,并为企业决策者提供多种侧重点不同的拆卸方案。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 残保政策 工人分级 共生生物搜索算法

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随机型拆卸线平衡问题的局部邻域遗传算法 被引量：3

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作者 张则强 李六柯 +1 位作者 蔡宁 贾林 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期607-618,共12页

针对实际拆卸线存在的不确定性因素导致作业时间具有随机性的特点,采用零件优先关系图定义的拆卸模型,以工作站数目、平衡性指标、稳定性指标为优化目标,考虑工作站等效作业时间满足节拍时间约束,构建了随机型拆卸线平衡问题模型,并提... 针对实际拆卸线存在的不确定性因素导致作业时间具有随机性的特点,采用零件优先关系图定义的拆卸模型,以工作站数目、平衡性指标、稳定性指标为优化目标,考虑工作站等效作业时间满足节拍时间约束,构建了随机型拆卸线平衡问题模型,并提出一种基于Pareto占优的局部邻域遗传算法。在该算法中,设计了一种面向随机作业时间的解码方法,通过两种交叉操作实现种群的全局搜索,并构造了深度邻域和广度邻域相结合的局部搜索策略,以扩大局部搜索的范围并提高局部寻优能力。通过对两个大规模算例的测试与对比,验证了所提算法的优越性和改进策略的有效性。最后,将模型和算法运用至27项任务的电视机为拆卸实例,通过分析该随机型拆卸线平衡优化的具体应用过程与结果,说明了所建模型与算法的实用性。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 随机作业时间 遗传算法 局部邻域

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U型不完全多目标拆卸线平衡问题建模与优化 被引量：2

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作者 张则强 蒋晋 +1 位作者 尹涛 许培玉 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期235-244,共10页

针对U型布局所具有的生产柔性强、效率高等优点,结合仅需考虑需求零部件和危害性零部件的实际拆卸过程,提出U型不完全拆卸线平衡问题(U-shaped partial disassembly line balance problem,UPDLBP),以最小化工作站数量、空闲时间均衡指... 针对U型布局所具有的生产柔性强、效率高等优点,结合仅需考虑需求零部件和危害性零部件的实际拆卸过程,提出U型不完全拆卸线平衡问题(U-shaped partial disassembly line balance problem,UPDLBP),以最小化工作站数量、空闲时间均衡指标、拆卸深度和拆卸成本为优化目标建立数学模型.在此基础上,提出一种自适应反向学习多目标狼群算法(adaptive opposition-based learning multi-objective wolfpack algorithm,AOBL-MWPA)进行求解计算.该算法采用自适应游走行为,兼顾算法迭代前期的全局寻优性能和后期的稳定性;在满足优先关系约束前提下对召唤行为和围攻行为进行离散化;引入反向学习策略(opposition-based learning,OBL)以避免算法陷入局部最优;利用Pareto解集思想和非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)拥挤距离机制筛选获得多个非劣解;将所提算法应用于19个基准算例中,并与现有文献算法对比;最后,将所提模型和算法应用于某汽车U型不完全拆卸线的实例设计中.结果表明:针对工作站开启数量和空闲时间均衡指标而言所提算法能求解获得小规模问题的最优值,且在中大规模问题中所得结果优于其他算法,危害指标和需求指标均能获得最优值,寻优率为100%;实例设计获得10组可选方案,验证了所提算法的实用性和有效性. 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 不完全拆卸 多目标优化 反向学习 狼群算法

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面向再制造的拆卸线平衡问题建模理论及求解方法综述 被引量：5

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作者 张则强 蔡宁 +2 位作者 曾艳清 李六柯 邹宾森 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第21期2636-2645,共10页

对国内外拆卸线平衡问题的研究成果进行了总结和梳理。对该问题进行了描述并介绍了2种关于拆卸的可视化表示方式和经典的数学模型;梳理了文献中的求解方法并分为精确方法、启发式方法、元启发式方法三大类;重点总结和分析了拆卸线平衡... 对国内外拆卸线平衡问题的研究成果进行了总结和梳理。对该问题进行了描述并介绍了2种关于拆卸的可视化表示方式和经典的数学模型;梳理了文献中的求解方法并分为精确方法、启发式方法、元启发式方法三大类;重点总结和分析了拆卸线平衡问题相关的8种扩展模型和理论;对未来的研究方向进行探讨和展望,为下一步研究提出了建议。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 研究方法 扩展模型 综述

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多目标拆卸线平衡问题的Pareto人工鱼群算法 被引量：25

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作者 汪开普 张则强 +1 位作者 毛丽丽 李六柯 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期183-190,共8页

针对拆卸线平衡问题的复杂性,提出了一种改进的基于Pareto解集的多目标人工鱼群算法进行求解。为提高人工鱼觅食时的寻优能力,引入遗传算法的随机交叉操作,指导人工鱼向全局最优拆卸方向觅食。通过拥挤距离不断筛选人工鱼觅食、聚群和... 针对拆卸线平衡问题的复杂性,提出了一种改进的基于Pareto解集的多目标人工鱼群算法进行求解。为提高人工鱼觅食时的寻优能力,引入遗传算法的随机交叉操作,指导人工鱼向全局最优拆卸方向觅食。通过拥挤距离不断筛选人工鱼觅食、聚群和追尾过程中的非劣解,实现了各行为结果的多样性。采用精英保留策略,将外部档案中的非劣解添加到算法下次迭代的种群中,加快了算法的收敛。通过对不同规模的拆卸实例进行求解,并将其与已有算法进行对比,验证了所提算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 多目标优化 PARETO解集 人工鱼群算法

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求解拆卸线平衡问题的一种变邻域搜索算法 被引量：5

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作者 苏亚军 张则强 胡扬 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第10期19-25,共7页

针对拆卸线平衡问题特点,建立以最小化工作站数、平滑指数、危害指数和需求指数为优化目标的多目标数学模型,进而提出一种改进的变邻域搜索算法求解该问题。所提算法采用了一种启发式方法产生初始解,并构造了3种邻域结构,扩大算法搜索... 针对拆卸线平衡问题特点,建立以最小化工作站数、平滑指数、危害指数和需求指数为优化目标的多目标数学模型,进而提出一种改进的变邻域搜索算法求解该问题。所提算法采用了一种启发式方法产生初始解,并构造了3种邻域结构,扩大算法搜索范围。采用初始解集进行局部搜索,搜索过程使用一步改进策略,并引入禁忌表方法,提高算法全局寻优能力。通过对大量不同规模测试问题进行算法实验,并与现有方法对比,结果表明,所提变邻域搜索算法在求解效率与求解质量上具有优越性。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 变邻域搜索算法 多目标优化 局部搜索

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资源约束下拆卸线平衡问题的建模与改进混合蛙跳算法 被引量：5

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作者 蔡宁 张则强 +1 位作者 张颖 朱立夏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期2091-2099,共9页

针对实际拆卸线中涉及的资源约束和危害零件问题,以资源总数、工作站数和危害指数为目标函数,构建了多目标资源约束拆卸线平衡问题数学模型。基于AND/OR关系,在优先关系矩阵中添加OR关系的描述,解决了产生初始解仅考虑AND关系的不足问... 针对实际拆卸线中涉及的资源约束和危害零件问题,以资源总数、工作站数和危害指数为目标函数,构建了多目标资源约束拆卸线平衡问题数学模型。基于AND/OR关系,在优先关系矩阵中添加OR关系的描述,解决了产生初始解仅考虑AND关系的不足问题。提出了一种融入Pareto思想的改进混合蛙跳算法,该算法采用基于满意度的改进排序分组策略来解决多目标优化种群分组问题;提出了一种新的交叉变异方式进行局部搜索以提高收敛性能;利用拥挤距离机制评价非劣解集以及有效地维护外部档案容量。采用田口实验和统计分析方法确定了算法最佳参数组合,将改进前后的混合蛙跳算法及NSGA-Ⅱ对测试算例的求解结果进行了多指标对比分析,研究结果表明:改进混合蛙跳算法具有良好的综合求解优势。最后,将所提算法应用到某电冰箱的资源约束拆卸线平衡问题中,为决策者提供了较优的拆卸方案。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 资源约束 改进混合蛙跳算法 多目标优化

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双边拆卸线平衡问题建模与优化 被引量：13

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作者 邹宾森 张则强 +1 位作者 李六柯 蔡宁 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1090-1097,1107,共9页

针对实际作业中部分产品采用双边拆卸,但已有拆卸线平衡问题研究中工作站均为单边布局的不足,建立了多目标双边拆卸线平衡问题模型。解码时,将任务优先分配至工作站较少的边、次优先分配至剩余时间较多的工作站,以缩短输送路径和工作站... 针对实际作业中部分产品采用双边拆卸,但已有拆卸线平衡问题研究中工作站均为单边布局的不足,建立了多目标双边拆卸线平衡问题模型。解码时,将任务优先分配至工作站较少的边、次优先分配至剩余时间较多的工作站,以缩短输送路径和工作站空闲时间。针对所建立模型,提出一种Pareto蝙蝠算法,引入Pareto思想以保证解的多样性;采用精英策略有效加速算法的收敛;通过拥挤距离筛选外部档案以提高算法运行效率。通过求解经典算例并对比分析,验证了所提出算法的有效性。将所建模型应用于拆卸线设计,能为决策者提供多种高质量的平衡方案。 展开更多

关键词 双边布局 拆卸线平衡问题 蝙蝠算法 PARETO

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考虑可变时间的双边机器人拆卸线平衡问题建模与优化 被引量：5

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作者 脱阳 张则强 +2 位作者 张裕 郑红斌 梁巍 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期4073-4088,共16页

针对现有双边拆卸线对可变化拆卸时间及机器人能耗问题研究的不足,将多型号机器人引入拆卸线,并结合双边拆卸线特点,建立最小化工作站数、负载均衡指标、危害指标和机器人能耗指标的多目标双边拆卸线平衡模型。该模型能够根据任务分配... 针对现有双边拆卸线对可变化拆卸时间及机器人能耗问题研究的不足,将多型号机器人引入拆卸线,并结合双边拆卸线特点,建立最小化工作站数、负载均衡指标、危害指标和机器人能耗指标的多目标双边拆卸线平衡模型。该模型能够根据任务分配情况动态的适配不同型号机器人进行拆卸作业,减少拆卸时间,提高拆卸效率。提出一种改进樽海鞘群算法,加入了莱维飞行策略避免陷入局部最优,达到快速收敛效果;引入帕累托思想及拥挤距离机制对多目标求解结果进行筛选,以此保留较优解,通过与多种案例对比,验证了所提算法在双边拆卸线平衡问题中的可行性与高效性。最后,将所建模型运用于双边拆卸废旧汽车的实例计算,求解出多种优秀方案供决策者选择。 展开更多

关键词 双边拆卸线 拆卸线平衡问题 樽海鞘群算法 帕累托思想

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一种动态协同进化算法求解双边顺序相依拆卸线平衡问题

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作者 刘佳 王书伟 《系统管理学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2020年第6期1197-1204,共8页

针对大型产品在双边拆卸线进行作业时,零部件之间存在拆卸干扰的情形,构建双边顺序相依拆卸线平衡问题优化模型,并提出一种动态协同进化算法。所提算法设计了一维正负整数排列编码方法,可将任务间先后关系及任务所在操作方位同时有效表... 针对大型产品在双边拆卸线进行作业时,零部件之间存在拆卸干扰的情形,构建双边顺序相依拆卸线平衡问题优化模型,并提出一种动态协同进化算法。所提算法设计了一维正负整数排列编码方法,可将任务间先后关系及任务所在操作方位同时有效表示,编码简单易于实现;采用动态邻域深度搜索策略,提高局部搜索质量;引入后天学习算子,加快个体进化速度;通过种群间相互交流,提升下一代种群质量。最后,通过算例验证所提算法具有良好的寻优性能。 展开更多

关键词 顺序相依拆卸线平衡问题 进化算法 双边拆卸线

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多约束人机协作U型拆卸线问题建模与优化

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作者 陈海烨 张则强 +2 位作者 梁巍 郭磊 段淇耀 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第11期2248-2258,共11页

针对现有人机协作拆卸线研究中未同时考虑人机任务时间差异和任务属性约束,且未将机器人购置成本考虑在人机协作长期成本中的问题,结合U型拆卸线,提出多约束人机协作拆卸线平衡问题.以工作站数量、空闲时间均衡指标和长期成本为目标函数... 针对现有人机协作拆卸线研究中未同时考虑人机任务时间差异和任务属性约束,且未将机器人购置成本考虑在人机协作长期成本中的问题,结合U型拆卸线,提出多约束人机协作拆卸线平衡问题.以工作站数量、空闲时间均衡指标和长期成本为目标函数,构建考虑人机任务属性、人机任务时间、AND/OR优先关系等多种问题特征约束的U型拆卸线整数规划模型.提出改进混合克隆模拟退火算法,设计双层编码、解码和考虑问题特性的变异和交叉操作.引入克隆操作增强算法的局部搜索能力,通过两阶段退火加快算法的收敛速度.应用Gurobi软件求解中小规模问题,与算法的求解结果进行对比,验证了模型和算法的正确性和有效性.通过分别计算和对比不同模式拆卸线的成本随拆卸线预估运行时间的变化情况,验证了该模型具有柔性拆卸线规划的优点. 展开更多

关键词 U型拆卸线平衡问题 人机协作拆卸线 改进混合克隆模拟退火算法 整数规划模型 多目标优化

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基于改进人工蜂群算法的双边拆卸线平衡优化

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作者 轩豪杰 李梓响 +2 位作者 郑晨昱 杨琬琳 董可欣 《机床与液压》 北大核心 2025年第8期52-59,共8页

在废旧产品的回收再利用过程中,双边拆卸线可以有效缩短拆卸线的长度,从而减少操作人员和机器的反复移动距离,一定程度上能够降低拆卸成本。在双边拆卸作业中,提升拆卸线效率时会出现双边拆卸线平衡问题。针对此,基于问题的优先关系约... 在废旧产品的回收再利用过程中,双边拆卸线可以有效缩短拆卸线的长度,从而减少操作人员和机器的反复移动距离,一定程度上能够降低拆卸成本。在双边拆卸作业中,提升拆卸线效率时会出现双边拆卸线平衡问题。针对此,基于问题的优先关系约束、节拍约束和方向约束,构建了混合整数规划模型,以优化成对工位数量和工位数量。案例分析结果表明:混合整数规划模型可有效处理AND优先关系和OR优先关系约束以及其他的约束条件,实现小规模问题的精确求解。同时提出改进人工蜂群算法对大规模问题进行求解。为了测试改进算法的性能,将改进人工蜂群算法与9种常见智能算法进行对比。结果表明:改进人工蜂群算法的性能优于对比算法,可实现双边拆卸线平衡问题的高效求解。 展开更多

关键词 双边拆卸线平衡问题 AND/OR优先关系 改进人工蜂群算法 智能优化算法

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基于多目标算法与动态仿真的带调整时间的拆卸线平衡优化方法 被引量：4

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作者 李六柯 张则强 +1 位作者 胡扬 邹宾森 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期2115-2124,共10页

针对拆卸方向改变对作业时间的影响,以最小化拆卸成本、无效作业率和不平滑率为优化目标,构建了考虑调整时间的多目标拆卸线平衡问题模型,并提出了一种Pareto免疫遗传算法与仿真技术相结合的求解方法。算法融合了遗传算子和免疫算子,能... 针对拆卸方向改变对作业时间的影响,以最小化拆卸成本、无效作业率和不平滑率为优化目标,构建了考虑调整时间的多目标拆卸线平衡问题模型,并提出了一种Pareto免疫遗传算法与仿真技术相结合的求解方法。算法融合了遗传算子和免疫算子,能有效避免解出现退化和陷入局部最优。通过求解25项拆卸任务算例,并与现有5种算法进行对比,验证了所提算法的有效性。进而将所提模型和算法应用于某打印机拆卸线实例,进一步考虑拆卸时间不确定、存在故障等实际情况,运用仿真技术分析与优化,结果表明所提方法能有效降低等待和堵塞造成的无效作业时间,提高拆卸效率。 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 多目标优化 调整时间 免疫遗传算法 仿真

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目标驱动离散布谷鸟搜索算法的不完全拆卸线平衡多目标优化 被引量：10

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作者 李六柯 张则强 +1 位作者 管超 贾林 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期681-694,共14页

针对拆卸需求零件和危害零件的不完全拆卸线平衡问题,构建了优化拆卸序列长度、工作站数目、空闲时间均衡指标和拆卸成本的多目标不完全拆卸线平衡模型;为适应问题的离散性、多目标、多约束特性,提出了一种基于Pareto解集的目标驱动离... 针对拆卸需求零件和危害零件的不完全拆卸线平衡问题,构建了优化拆卸序列长度、工作站数目、空闲时间均衡指标和拆卸成本的多目标不完全拆卸线平衡模型;为适应问题的离散性、多目标、多约束特性,提出了一种基于Pareto解集的目标驱动离散布谷鸟搜索算法.该算法首先建立模型与鸟窝位置、鸟蛋属性的映射关系,以此制定莱维飞行操作、巢寄生操作的离散化规则;然后通过以目标为导向的驱动操作实现单目标深度优化与多目标协同优化;为获得分布性良好的拆卸方案,采用拥挤距离机制筛选外部档案中的非劣解.对不同规模的3个实例与19个基准算例进行实验,验证了该算法的有效性和优越性;以某打印机的不完全拆卸为例,采用文中模型和算法进行不完全拆卸线平衡多目标优化,为决策者提供了侧重点不同的9种拆卸方案. 展开更多

关键词 拆卸线平衡问题 不完全拆卸 布谷鸟搜索算法 目标驱动 多目标优化

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