資源短缺和環(huán)境污染問題是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展過程面臨的兩大挑戰(zhàn),而規(guī)模巨大的廢舊機電產品對環(huán)境造成壓力,同時閑置了大量的有用零件和材料,因此需要對其進行資源回收再利用。拆卸是退役產品進行綠色制造的重要一環(huán),而拆卸線作為大規(guī)模自動化高效拆卸的最佳組織方式,研究其拆卸線平衡問題對提高廢舊機電產品的拆卸效率與資源化程度、減少對環(huán)境的污染等方面具有重要意義。按廢舊機電產品的拆卸程度,拆卸線分為完全和不完全拆卸線兩類。在完全拆卸模型中,以傳統(tǒng)的拆卸線平衡問題概念模型為基礎,根據(jù)4個優(yōu)化目標建立其分解模型,分別求解拆卸任務的分配問題和排序問題。但由于拆解企業(yè)更關注需求零件和危害零件的拆卸情況,因此考慮拆卸廢舊機電產品的部分零件,以此減少拆卸工序,從而構建了更加符合實際生產的不完全拆卸線平衡問題模型。此外,由于拆卸作業(yè)受多種不確定因素的影響呈現(xiàn)出隨機性,為建立兼具平衡性和柔性的拆卸線,分別構建了確定型和隨機型不完全拆卸線平衡問題模型。為有效求解上述三種多目標拆卸線平衡問題模型,在Pareto占優(yōu)的多目標處理方法基礎上,設計了一種多目標離散布谷鳥算法。該算法采用基于任務的編碼方式,確定問題模型與布谷鳥鳥窩位置、鳥蛋屬性的映射關系;通過將萊維飛行隨機步長與拆卸任務加權值相結合,以此離散化萊維飛行操作;通過隨機概率模擬巢主鳥發(fā)現(xiàn)外來鳥蛋的概率,將發(fā)現(xiàn)概率較大的任務隨機插入拆卸序列中,以此實現(xiàn)巢寄生操作;為提高各單目標的尋優(yōu)能力以及協(xié)同多個目標的優(yōu)化,提出了一種以單目標最優(yōu)解為驅動解的驅動操作。通過3個實例問題和19個基準算例的測試,確定了不同規(guī)模問題的算法參數(shù)以及啟發(fā)式規(guī)則的種群更新策略,對比已有算法的結果,驗證了本文算法的有效性和優(yōu)越性。針對廢舊電視機拆卸線,應用三種模型和所提算法確定了多種拆卸方案,決策者可以根據(jù)不同的偏好目標進行選擇。為建立更加符合實際的拆卸線,需要考慮作業(yè)時間的隨機性對連續(xù)生產的拆卸線的影響,因此提出了一種將算法優(yōu)化與仿真模型相結合的拆卸線設計方法,通過分析拆卸方案的4個優(yōu)化目標以及拆卸產量,并與單獨使用算法進行求解的結果進行對比,說明了該方法的有效性和實用性。
【學位單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TH186;TP18
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標與研究內容
    1.4 研究方法與技術路線
    1.5 論文結構及主要內容
第2章 拆卸線平衡問題概述
    2.1 問題描述
    2.2 問題特性
    2.3 拆卸信息模型
    2.4 拆卸線平衡問題
        2.4.1 基本假設條件
        2.4.2 變量與參數(shù)
        2.4.3 DLBP數(shù)學模型
    2.5 本章小結
第3章 不完全拆卸線的分析與建模
    3.1 問題描述
    3.2 問題特性
    3.3 拆卸信息模型
    3.4 確定型不完全拆卸線平衡問題
        3.4.1 變量與參數(shù)
        3.4.2 PDLBP數(shù)學模型
        3.4.3 PDLBP與DLBP的比較
    3.5 隨機型不完全拆卸線平衡問題
        3.5.1 隨機拆卸時間
        3.5.2 SPDLBP數(shù)學模型
    3.6 本章小結
第4章 多目標離散布谷鳥算法
    4.1 多目標優(yōu)化理論
        4.1.1 多目標優(yōu)化問題
        4.1.2 多目標處理方法
        4.1.3 多目標評價方法
    4.2 初始種群
        4.2.1 離散化編碼方式
        4.2.2 可行解構造規(guī)則
        4.2.3 解碼方法
    4.3 布谷鳥搜索策略
        4.3.1 萊維飛行操作
        4.3.2 巢寄生操作
        4.3.3 驅動操作
    4.4 種群更新策略
        4.4.1 非劣分層排序方法
        4.4.2 聚類方法
    4.5 MDCS流程
    4.6 算例驗證
        4.6.1 算法參數(shù)及種群更新策略
        4.6.2 DLBP基準算例
    4.7 本章小結
第5章 不完全拆卸線平衡問題應用與仿真研究
    5.1 電視機拆卸實例
        5.1.1 P27-DLBP
        5.1.2 P27-PDLBP
        5.1.3 P27-SPDLBP
    5.2 實例仿真
        5.2.1 PlantSimulation仿真軟件
        5.2.2 SimTalk語言MDCS-Q
        5.2.3 仿真模型
        5.2.4 仿真結果
    5.3 本章小結
結論與展望
    結論
    展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及科研成果

【參考文獻】

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本文編號：2865816