考虑AGV能源消耗的混流装配线准时制物料配送优化问题

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实施《中国制造2025》战略,绿色和创新发展是我国制造业智能化转型升级和可持续发展的必由之路。智能工厂背景下,混流装配线发挥了多品量、小批量的生产模式在产品多样化和经济批量方面的优势,随着物料配送AGV广泛应用于混流装配线,如何兼顾配送效率、环保经济性目标,优化准时制物料配送决策,仍是制约混流装配线发挥最大设计产能的实践问题之一。论文针对混流装配线物料配送和配送AGV调度问题进行了国内外研究综述,在给定的装配计划中,在混流装配线的投产顺序和各个工作站对不同零件的物料需求已知的背景下,构建了考虑AGV能源消耗的混流装配线准时制物料配送优化两阶段多目标模型,以期平衡经济和环保效益,同时解决以下两个决策问题:(1)基于循环调度原理和能源效率目标,以线边库存最小和AGV能源消耗最小为目标目标函数,考虑了AGV的在途状态对AGV能源消耗及其运行时间的影响,确定最佳循环次数和每个循环的任务组合方案,以降低线边库存和配送过程中的能源消耗。(2)基于经济性目标,兼顾AGV数目过多造成运营成本高和AGV数目过少带来缺货风险,以AGV数量最小和线边库存最小为目标函数,确定最佳AGV的数目和AGV作业任务和调度计划。兼顾经济性目标和能源效率目标,建立了两阶段多目标的整数规划模型。论文还应用基于Pareto最优的混合禁忌搜索算法(简称P-TS算法)对两阶段优化模型进行联合求解,模型参数敏感性分析表明,模型具有有效性和稳定性;不同规模算例分析表明,模型和算法有效性,对模型的节能效果进行论证,对模型参数敏感性分析表明,工作站总数N为敏感因素。因此,合理决策物料超市和AGV服务的工作站数量,可以进一步的降低能源消耗和线边物料的存储量。
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