【技术实现步骤摘要】
一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法
本专利技术涉及产品装配
，尤其是涉及一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法。
技术介绍
半自动装配线指装配线中既有人工工位、半自动工位也有全自动工位的装配线，同时具有柔性高、效率高等优点，在汽车、家电等领域，半自动装配线仍是使用最广泛的装配线。当前企业在对半自动装配线的设计，往往依赖于工程师的经验进行操作，这种方法通常都不是最优的，容易导致生产效率低下、能源消耗巨大的后果。目前国内外已有少量文献资料对半自动装配线的设计进行了相关研究。但是，现有的技术大部分只考虑时间或生产效率，以平衡率作为优化目标，存在的问题有：一方面，目前极少有相应研究技术涉及半自动装配线运行过程中的能耗问题，另一方面，构建节拍、能耗与成本共同作为优化目标的研究技术更是少之又少。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基...
【技术保护点】
1.一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：获取半自动装配线的基本参数；/n步骤S2：根据得到的基本参数，建立节拍、能耗和成本的多目标优化模型；/n步骤S3：根据基于混沌映射和变邻域搜索设计的多目标鲸鱼优化算法求解多目标优化模型，得到节拍、能耗与成本权衡最优下的半自动装配线设计方案。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获取半自动装配线的基本参数；
步骤S2：根据得到的基本参数，建立节拍、能耗和成本的多目标优化模型；
步骤S3：根据基于混沌映射和变邻域搜索设计的多目标鲸鱼优化算法求解多目标优化模型，得到节拍、能耗与成本权衡最优下的半自动装配线设计方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，所述节拍、能耗和成本的多目标优化模型的目标函数包括节拍函数、能耗函数和成本函数，约束条件包括任务分配约束、工位约束、工序约束和节拍约束。
3.根据权利要求1所述的一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，所述节拍函数为：
其中，I表示所有工序集，K表示所有工位类型集，xij为1表示工序i分配在工位j，xij为0表示工序i不分配在工位j；tik表示表示工序i在k类工位上的操作时间，其中，k＝1、k＝2和k＝3，分别表示人工工位、半自动工位与自动工位；sjk为1表示工位j为k类工位，sjk为0表示工位j不为k类工位；
所述能耗函数为：
TE＝Ep+EI
其中，TE表示装配线总能耗，EP表示半自动装配线负载过程能耗，EI表示半自动装配线空载过程能耗；
所述成本函数为：
其中，Tj表示工位j的负载时间，ck表示k类装配线的固定费用。
4.根据权利要求3所述的一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，所述半自动装配线负载过程能耗EP为：
所述半自动装配线空载过程能耗EI为：
其中，J表示装配线上所有工位集，Pk表示k类工位的负载功率，Tj表示工位j的负载时间，表示k类工位的空载功率，表示工位j的空载时间。
5.根据权利要求3所述的一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，所述约束条件具体包括：
其中工位工序i为工序i′的前置工序；
mk表示工位最大允许范围；
n表示装配线上工位总数；
CT表示工位的节拍不超过最大值。
6.根据权利要求1所述的一种基于鲸鱼优化算法的多目标半自动装配线设计方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
步骤S31：初始化种群；
步骤S32：利用混沌映射生成范围为(0,1)的随机数，若随机数小于等于0.5则采用收缩圆捕食，转至步骤S33，否则采用螺旋气泡捕食更新，转至步骤S34；
步骤S33：根据相应参数，选...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐立云，张北鲲，李博宇，舒中玉，刘雪梅，马淑梅，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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