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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：该发明公开了一种基于多维度工艺相似性的混联制造系统单元构建方法，本发明首先获取车间相关生产资源并建立车间生产模型，模型包括生产订单信息、车间设备信息、车间生产单元信息以及工人信息；利用层次分析法将零件依据特征进行相似性划分，得到不同的零件簇；利用改进遗传算法将零件特性、工人特征以及设备特点三者结合起来，实现制造系统的单元构建与划分，保证最大化资源利用率的同时实现线平衡生产。针对传统装配车间存在的聚类结果脱离实际生产要求、生产负荷均衡调整难以实现以及设备资源浪费严重的三个问题，通过使用层次分析法得到基于零件的难度分级，再利用改进的遗传算法得到单元的构建和划分，解决了混联制造系统的单元构建问题。

主权项：1.一种基于多维度工艺相似性的混联制造系统单元构建方法，该方法包括：步骤1：车间模型构建；N个生产单元依次排列在两条传送带旁，单元内根据订单需求装配不同设备进行不同种类的加工，同时每个单元只能容纳一名工人；在任务开始前，收集车间生产的相关信息，包括：零件P的相关信息：有一批特定的零件需要加工，每个零件可能有不同的加工难度和所需时间；工人W的相关信息：共有n个工人，每个工人操作一个单元，每个工人对不同设备的熟练度S不同，会影响加工时间设备E的相关信息：每个单元内部署不同的设备，每种设备适合加工特定类型的零件；加工难度D的相关信息：每个零件具有不同的加工难度；步骤2：使用层次分析法将零件进行难度划分；步骤2.1：首先根据得到的资源要素建立层次结构；基层为方案层，包括：整机机架、机芯板、电源板、按键板、其他零件；中间层为准则层，包括：尺寸、装备动作、材料特性、连接方式；最上层为目标层，为零件加工难度；步骤2.2：根据代加工零件信息将零件的特征抽象出因素，并分为四种，分别为：尺寸、装配动作难度系数、材料特性、连接方式；其中装配动作进行了难度系数分类，难度系数越高，表明该动作越难装配；步骤2.3：为每个层次的因素设立判断矩阵；首先建立参照度表，参照度表为确定相邻因素之间相对重要程度对应的分值；根据参照度表得到步骤2.2中各因素之间的判断矩阵，判断矩阵表示因素之间的相对重要程度；步骤2.4：一致性检验；一致性比率CR的公式如下式所示： 其中，λ为步骤2.3得到的判断矩阵中的最大特征根，n为步骤2.3得到的判断矩阵中的一个非零特征根，RI为随机一致性指标；通过一致性检验即代表相对信任该零件难度加工表，确保决策的科学性和准确性；设定阈值检测判断矩阵是否通过一致性检验，若未通过则返回步骤2.2；步骤2.5：利用算术平均法计算判断矩阵各个因素的权重；为后续构建零件-设备加工表提供量化指标；步骤3：构建混联制造系统单元；步骤3.1：关联不同加工资源；关联零件和设备，得到每个零件的加工难度系数；关联工人和设备，得到每个工人对不同设备的熟练程度；步骤3.2：定义目标函数；1总加工时间最短：所有零件加工完成所需的总时间应该最短；2设备熟练度匹配：高难度的零件由对应设备熟练度高的工人来加工，根据相关阈值确定零件是否为高加工难度系数和工人是否对设备是高熟练程度；步骤3.3：适应度函数定义；1加工时间适应度函数ftx:对于零件pi，通过历史加工数据得到加工该零件所需的时间；总加工时间Tpwe是所有零件加工时间的总和,适应度是总加工时间的倒数，即： 2熟练度匹配适应度函数fskillx:对于每个零件pi，找到分配给它的工人wj和设备ek,使用熟练度评分Swe来评估匹配度；高难度的零件在熟练度高的工人手中应该获得更高的适应度评分；公式如下： 其中，n为单元数，也是工人数，si代表当前单元内工人对该设备熟练度，di代表该零件装配难度，二者相乘，值越大，说明适应度越高；3计算综合适应度的方法为：fx＝α×ftx+β×fskillx其中α和β是权重系数，用于调整两个目标之间的重要性；步骤3.4：采用交叉编译的方案对综合适应度函数进行计算；在结束算法之后，得到一组在满足订单要求的情况下最接近线平衡生产和负载均衡的解，也即完成了单元构建。

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百度查询： 电子科技大学 一种基于多维度工艺相似性的混联制造系统单元构建方法