多目标拆卸线平衡问题的模糊规划模型及算法研究文献综述
2020-04-14 19:44:24
1.1 研究目的及意义
进入21世纪,资源消耗和环境污染问题日益成为人类共同面对的难题。从2003年起,我国每年至少有500万台电视机、400万台冰箱、600万台洗衣机面临报废;同时,电脑、手机、的消费量激增,目前已有大量电子产品进入淘汰期 [1] 。这些电子产品是一种价值很高的再生资源,如计算机芯片和主板中含有金、银、铂、镍、钯等多种稀有金属和贵重金属,并且也含有大量的有毒有害物质。如果随意废弃,不仅浪费资源,而且将会对环境产生持久的负面影响,因此,如何更有效地对废旧产品进行回收处理是人类社会面临的难题。除了电子产品,废旧机电产品更是具有环境危害性和资源再生性双重属性。其回收利用价值巨大,是实现可持续发展的重要出路之一,也是生态文明建设的重要组成部分。
为了节约资源和保护环境,各国政府通过建立法律法规,推行“生产者责任延伸制”(ExtendedProducer Responsibility, EPR)[2]。该规定要求将制造业的责任延伸至产品的全生命周期,要求生产者不仅要解决生产过程中产生污染的问题,更要对产品在整个生命周期内的环境影响负责。生产者要对寿命终结(End of Life,EOL)的产品进行回收、拆卸、再利用,从而实现资源的循环利用和保护环境的目的[3]。在我国,绿色发展已经成为国家战略,国务院印发的《中国制造2025》[4]中明确提出,要“发展循环经济,提高资源回收利用效率,构建绿色制造体系”。制造企业对废旧产品进行回收再利用,既顺应法律法规的要求,又同时可以降低成本,增加企业的经济效益。因此,越来越多的制造企业参与到废旧产品回收再利用的实践中。
拆卸作为实现产品资源回收再制造的关键步骤,是组成产品闭环生命周期的重要环节。拆卸线作为一种大规模生产的组织形式,具有生产效率高、成本低、易实现规模化、自动化生产等优点,是实现大规模拆卸作业的最佳方式。拆卸作业过程中充满复杂性、差异性和不确定性,作业不均衡的现象对生产效率产生极大影响。因此,合理设计规划方案是提升拆卸线平衡和生产效率的关键。
拆卸线平衡问题(disassembly line balancing problem, DLPB)是指:有一拆卸任务集合,每个作业任务之间存在优先约束关系,在满足节拍和优先关系等约束的前提下,确定拆卸工序顺序并将任务分配给各工位,使得工位数、各工位空闲作业时间尽可能少,拆卸效率尽可能高,最后将有用零件或部件回收[5]。
在实际进行中,由于待拆卸产品新旧程度、拆卸难易程度等因素的影响,生产节拍和拆卸作业具有不确定性,需综合考虑拆卸线工作任务分配。对于作业时间模糊的拆卸线,每个工作站的模糊作业时间需要满足模糊作业节拍,且所有任务的拆卸顺序需满足拆卸优先关系,避免发生干涉现象[6]。
1.2 国内外研究现状
随着科技的发展,机械电子行业发展也越来越迅速,拆卸线技术也不断地发展深入。
Gungor和Gupta首先提出了拆卸线平衡问题,并分析拆卸线平衡问题的复杂性和其中的不确定性[7]。随后对多目标DLBP进行了描述,分析了影响DLBP的各种原因。