一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法和系统，线边集成超市存储有物料，装配线物料配送方法包括确定物料配送调度方案，送料工根据该物料配送调度方案将线边集成超市存储的物料配送到物料装配工位中的料箱中，物料配送调度方案的确定包括以下步骤：构建最小化送料工雇用成本和送料成本的目标函数，采用改进型和声搜索算法，确定物料配送调度方案，该物料配送调度方案包括送料工的负责工位、每次补料行为的时间、工位和为每个工位配送的物料量。与现有技术相比，本发明专利技术在保证送料工雇用成本和送料成本的最小化的同时，还具有高效、可靠等优点。可靠等优点。可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法和系统


[0001]本专利技术涉及智能制造
，尤其是涉及一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法和系统。

技术介绍

[0002]混流装配线(Mixed
‑
model Assembly lines,MMAL)是一种实现多型号汽车同时生产装配的大批量生产模式，既保留了批量生产的优势，又能通过合理的生产计划与调度策略在有效控制制造成本的同时应对市场需求变动、避免出现库存积压，提高企业竞争力。但是，随着汽车制造企业为客户提供的车型可选配置种类和数量的增加，其通常需要面临对数百万种车型的生产计划进行平衡的挑战。此外，汽车构造通常非常复杂，其需要成百上千的零部件装配而成，导致装配过程对于零部件的需求量不断增加或变动，并需要同时兼顾数百个装配工位的零部件补给任务。作为辅助生产活动的必要环节，物料配送将直接影响整个企业的生产稳定性。因此，如何提高物料配送系统的效率对于制造企业而言至关重要。
[0003]生产线的物料配送属于厂内物流，是根据生产计划将所需的物料按照一定规则或方法，定时或定量地配送到指定工位。在整个配送过程中，需要紧密联系生产系统，并采用完善的物料配送策略和资源配置来严格控制配送物料类型、时间和配送量。为了实现便捷、稳定、可靠的混流装配线物料配送，一种基于线边集成超市的新型供料模式近年来引起了广泛的关注和运用。
[0004]不同于混合供料中额外划定区域建立物料超市的情况，线边集成超市直接将物料超市和装配线工位视为一体，即直接设置在装配线旁。由于配送距离的缩减，该新型供料模式下采用送料工替代多载量小车或AGV等搬运设备。物料工人直接按照生产计划挑拣、配送物料，并按序放置于各工位的JIS(Just in Sequence)料箱供装配工人直接拿取物料进行装配，这样有效避免了装配工人对物料进行辨别和选择等非增值活动的时间。此外，即便生产过程中出现突发事件，装配工人也可直接与对应送料工沟通协调，及时拿取或更换物料，最小化对生产过程的影响。由于基于线边集成超市的供料模式有机结合了线边储料、成套供料等传统供料模式的优势，因此，与线边集成超市相关的供料模式必然是未来的研究重点，也是本研究的主要内容。

技术实现思路

[0005]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线边集成超市的装配线物料配送方法和系统。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法，所述线边集成超市存储有物料，所述装配线物料配送方法包括确定物料配送调度方案，送料工根据该物料配送调度方案将所述线边集成超市存储的物料配送到物料装配工位中的料箱中，所述物料配送调度方案的确定包括以下步骤：
[0008]构建最小化送料工雇用成本和送料成本的目标函数，采用改进型和声搜索算法，确定物料配送调度方案，该物料配送调度方案包括送料工的负责工位、每次补料行为的时间、工位和为每个工位配送的物料量；
[0009]所述改进型和声搜索算法包括以下步骤：
[0010]S1：构建和声向量，建立和声记忆库，所述和声向量为双层变长式编码，分别设有第一变量和第二变量，所述第一变量为送料工负责的最左边工位编号，所述第二变量为送料工送料的时间间隔；
[0011]S2：根据和声向量的编码长度，将所述和声记忆库划分为多个子和声记忆库；
[0012]S3：联合轮盘赌算法，对所述多个子和声记忆库进行迭代更新，直至每个所述子和声记忆库均迭代达到预设的迭代次数；
[0013]S4：将多个子和声记忆库归并，获取更新后的和声记忆库；
[0014]S5：对所述更新后的和声记忆库中的和声向量进行交叉和变异操作；
[0015]S6：判断所述和声记忆库是否满足预设的算法终止条件，若满足，则根据该和声记忆库，确定物料配送调度方案，否则返回步骤S2。
[0016]进一步地，所述对多个子和声记忆库进行迭代更新具体包括以下步骤：
[0017]S301：输入参数Sub
‑
HM
j
、sHMS
j
、HMCR、PAR、SNI和
∝
，其中，Sub
‑
HM
j
为第j个子和声记忆库，sHMS
j
为第j个子和声记忆库的大小，HMCR为影响新和声从记忆库中选取(即继承原可行解)概率的参数，PAR为进一步决定是否对新和声进行微调，即是否进行局部邻域搜索的参数，SNI为迭代次数，
∝
为比例系数；
[0018]S302：设定X
new
为空集的和声向量，sk的值为1；
[0019]S303：获取第一随机数，若第一随机数＜HMCR，则对X
new
执行第一赋值计算，并执行步骤S304，否则执行步骤S305，所述第一赋值计算的表达式为：
[0020][0021]式中，为赋值后X
new
第j个子和声记忆库中第一层的变量值，
←
为赋值其中，表示和声向量X
i
第n层的第j列数值；
[0022]S304：获取第二随机数，若第二随机数小于PAR，则对X
new
执行第二赋值计算，否则执行步骤S305，所述第二赋值计算的表达式为：
[0023]num＝rand(1，Len
new
)
[0024][0025]式中，rand为随机函数，Len
new
为赋值后X
new
的长度，为和声向量X
new
第1层的第num列数值；
[0026]S305：采用轮盘赌算法从当前子和声记忆库中选取向量X
a
和X
b
，对X
new
执行第三赋值计算，该第三赋值计算的表达式为：
[0027][0028]S306：通过如下步骤Step1～5，获取
[0029]Step1：计算每个工位s(s＝i，
…
，j
‑
1)对应的最少送料次数；
[0030]Step2：计算该工位段i，...，(j
‑
1)对应最少送料次数；
[0031]Step3：计算送料工w的最少送料次数；
[0032]Step4：计算送料工w的送料次数，其对应周期性时间间隔为T
w
；
[0033]Step5：确定T
w
和
[0034]S307：若Z(X
new
)＜Z(X
worst
)，则对X
worst
执行第四赋值计算，该第四赋值计算的表达式为：
[0035]X
worst
←
X
new
[0036]S308：基于步骤S301至S307，遍历所有子和声记忆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法，其特征在于，所述线边集成超市存储有物料，所述装配线物料配送方法包括确定物料配送调度方案，送料工根据该物料配送调度方案将所述线边集成超市存储的物料配送到物料装配工位中的料箱中，所述物料配送调度方案的确定包括以下步骤：构建最小化送料工雇用成本和送料成本的目标函数，采用改进型和声搜索算法，确定物料配送调度方案，该物料配送调度方案包括送料工的负责工位、每次补料行为的时间、工位和为每个工位配送的物料量；所述改进型和声搜索算法包括以下步骤：S1：构建和声向量，建立和声记忆库，所述和声向量为双层变长式编码，分别设有第一变量和第二变量，所述第一变量为送料工负责的最左边工位编号，所述第二变量为送料工送料的时间间隔；S2：根据和声向量的编码长度，将所述和声记忆库划分为多个子和声记忆库；S3：采用联合轮盘赌算法，对所述多个子和声记忆库进行迭代更新，直至每个所述子和声记忆库均迭代达到预设的迭代次数；S4：将多个子和声记忆库归并，获取更新后的和声记忆库；S5：对所述更新后的和声记忆库中的和声向量进行交叉和变异操作；S6：判断所述和声记忆库是否满足预设的算法终止条件，若满足，则根据该和声记忆库，确定物料配送调度方案，否则返回步骤S2。2.根据权利要求1所述的一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法，其特征在于，所述对多个子和声记忆库进行迭代更新具体包括以下步骤：S301：输入参数Sub
‑
HM
j
、sHMS
j
、HMCR、PAR、SNI和
∝
，其中，Sub
‑
HM
j
为第j个子和声记忆库，sHMS
j
为第j个子和声记忆库的大小，HMCR为影响新和声从记忆库中选取概率的参数，PAR为进一步决定是否对新和声进行微调，即是否进行局部邻域搜索的参数，SNI为迭代次数，
∝
为比例系数；S302：设定X
new
为空集的和声向量，sk的值为1；S303：获取第一随机数，若第一随机数＜HMCR，则对X
new
执行第一赋值计算，并执行步骤S304，否则执行步骤S305，所述第一赋值计算的表达式为：式中，为赋值后X
new
第j个子和声记忆库中第一层的变量值，
←
为赋值其中，表示和声向量X
i
第n层的第j列数值；S304：获取第二随机数，若第二随机数小于PAR，则对X
new
执行第二赋值计算，否则执行步骤S305，所述第二赋值计算的表达式为：num＝rand(1，Len
new
)式中，rand为随机函数，Len
new
为赋值后X
new
的长度，为和声向量X
new
第1层的第num列数值；S305：采用轮盘赌算法从当前子和声记忆库中选取向量X
a
和X
b
，对X
new
执行第三赋值计算，该第三赋值计算的表达式为：
S306：通过如下步骤Step1～5，获取Step1：计算每个工位s(s＝i，
…
，j
‑
1)对应的最少送料次数；Step2：计算该工位段i，...，(j
‑
1)对应最少送料次数；Step3：计算送料工w的最少送料次数；Step4：计算送料工w的送料次数，其对应周期性时间间隔为T
w
；Step5：确定T
w
和S307：若Z(X
new
)＜Z(X
worst
)，则对X
worst
执行第四赋值计算，该第四赋值计算的表达式为：X
worst
←
X
new
S308：基于步骤S301至S307，遍历所有子和声记忆库，进行迭代更新。3.根据权利要求2所述的一种基于线边集成超市的装配线物料配送方法，其特征在于，所述交叉和变异操作包括以下步骤：S401：输入参数HM，P
c
，P
m
，定义flag＝0，其中，P
c
控制了是否选取和声向量进行交叉操作的概率，对应地P
m
为变异概率；S402：如果随机数的值小于P
c
，那么对X
w1
，X
w2
进行第一赋值，并计算L1，L2，C1，所述赋值及计算的表达式为：X
w1
←
argmax{Z(X
i
)}，i＝1，2，...，HMSX
w2
←
argmax{Z(X
i
))，i＝1，2，...，HMS&i≠w1L1＝|X
w1
|L2＝|X
w2
|C1＝rand(2，L1
‑
1)式中，Z(X
i
)为和声向量X
i
对应的目标函数值，即送料工雇用成本和送料成本组成的物料配送系统总成本；S403：如果flag＝0，那么对C2进行随机取值，并计算L
′
和L
″
，该计算表达式为：C2＝rand(2，L2
‑
1)L
′
＝C1+L2
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳文瑞，朱柘鑫，周炳海，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：