BCE算法在混合EOL产品模型拆卸线平衡问题中的应用研究文献综述
2020-04-24 09:39:14
1.1 研究目的及意义
近年来,实施新的、更严格的环境,扩大生产者责任。立法和公众意识的增强导致越来越多的制造商开始回收利用被消费者抛弃的产品。也就是要求生产者对寿命终结 (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,同时围绕EOL产品的拆卸与回收是再制造中的重要一环。企业需要遵守这些要求,改变和调整他们的生产结构再制造结构,包括拆卸过程[1]。
拆卸可以定义为分离产品的组成部分和部件[2],拆卸线平衡问题可以将一组分解任务指派给一个有序的工作站序列,以优化一些性能度量(例如,站点数量、危险组件数量、周期时间和工作负载)。在理论研究,拆卸线大多是对一个单一的产品的情况下设计和优化,。然而我们知道当今苛刻的市场条件增加了产品种类,同时缩短了产品寿命。更多种类的产品以更高的速度进入回收流。因此,研究多模型拆卸线可以更好地洞察实际的拆卸问题。随着产品的可变性拆卸线变得更高,新的和更复杂的问题出现。处理这种复杂性的一种方法是每种产品都要有单独的生产线。此解决方案由于初始操作高,发现有限的支持。同时具有多个拆卸线的维护成本。同一拆卸线上的不止一种产品。这称为混合模型拆卸线。它可以减少所有相关成本,并有可能平衡拆卸工作量[3]。
实施拆卸操作有多种布局选择(即单工位,拆卸单元和拆卸线)[4]。在这些替代品中,拆卸生产线提供了最高的生产力水平。另外,它更适合自动拆卸。但是,像装配线一样,拆卸线必须平衡以获得尽可能高的效率。拆卸生产线平衡包括通过考虑拆卸任务中的若干性能测量和优先约束[5],将拆卸任务分配给拆卸站。
由于大多数拆卸系统特有的复杂性,用于平衡装配线的方法学不能用于平衡拆卸线。首先,拆卸线中存在功能和物理优先约束,而组装线仅涉及物理优先约束[6]。其次,在拆卸生产线上,需要在生产线的不同站点拆卸单个部件和/或子组件,而需求则来自生产线上的最终产品。第三,由于公司对从消费者那里收集的产品的数量和质量的控制有限,拆解生产线拆解产品的数量和质量存在很大的不确定性[7][8][9][10],另一方面,组装生产线上组装产品的数量的不确定性较小,组件和子组件必须满足严格的质量要求。这样对于拆卸线平衡问题的研究就是很有必要的了。
1.2 国内外研究现状
由于拆卸问题在再制造过程中的重要性, 国内外关于拆卸线平衡问题的研究正在兴起,也取得了不少的研究成果。这些为本研究提供了借鉴和分析的基础,也使得本研究具有创新性又不失可行性。
Gupta等人首次提出了拆卸线的概念[11],存在的问题与面对的挑战做了详细的阐述,列举了拆卸线建模过程中需要考虑的一些重要因素,并将拆卸线与装配线做了比较。随后国内外对拆卸线相继展开研究,从简单的拆卸序列研究到现在的多目标平衡,研究方法逐渐成熟。对于多目标拆卸线平衡问题,提出改进蚁群算法进行优化[12]。
A.Gungor和S.M.Guptan[13]失败情况下的拆卸线平衡问题。如果一个或者更多的任务因为一些缺陷而不能完成,由于优先约束关系将导致某些或剩余所有任务可能有缺陷,这可能将导致在产品流水化的拆卸线中出现各种复杂情况,比如早退、遗漏、消失、回访工件等。文章讨论了这些复杂情况,并且强调了它们对拆卸线的重要影响。文章用平常的装配线平衡问题进行修改,结合与或图优先约束关系,将任务分配到各个工作站中,将失败的影响降到最低。