基站天线装配线平衡的研究.doc

基站天线装配线平衡的研究 　　摘 要：以某企业基站天线为例，分析了生产线的现状，提出了一种基于禁忌搜索算法的解决基站天线装配线平衡问题的方法，提高了生产效率，为其他类似企业的装配线平衡提供借鉴和参考意义。 　　关键词：禁忌搜索 基站天线 装配线平衡问题 工业工程 　　中图分类号：TN929.5 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)04(a)-0000-00 　　 　　Assembly Line Balance of Base Station Antenna 　　XU Tian, YANG Dong 　　(School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200030, China) 　　Abstract：Analysis the status of certain base station antennas manufacture, and one solution based on tabu search algorithm was provided to resolve the assembly line balance problem of base station antenna assembly line, which improves the efficiency of the production and also provides reference for the other similar manufacture. 　　Keywords: Tabu search; base station antenna; assembly line balance problem; industrial engineering 　　 　　1 引言 　　 装配线是这一种广泛存在的制造系统，在设计和管理装配线的过程中的一个至关重要的问题就是装配线的平衡，因为装配线的平衡与否直接影响到整个制造系统的生产率。在过去的将近一百年的时间里，人们对装配线平衡问题进行了大量的分析与研究，提出了各种各样的解决方案和各种算法。但是许多企业的装配线平衡率还是很低，装配线平衡问题还没有得到真正的解决。 　　 装配线平衡问题的解决方法有很多，例如数学模型方法、启发式方法和传统的工业工程方法。数学模型方法是一种最优化方法，它将分析的问题转化成数学模型，然后利用线性规划、整数线性规划模型、动态规划模型、网络模型、以及排队模型等方法寻找问题的最优解[1]。这种方法虽然求解精度更高，但是其建模和计算过程复杂，对求解人员的数学基础要求高，不太适合一般制造企业的工程人员。工业工程法利用利用数学、自然科学与社会科学的专门知识及技巧，并利用工程分析与设计的原理和方法，来规划、预测，并评估由此及其有关系统中所获得的效果。工业工程法解决装配线平衡问题的优点是费用较少，方法简单，不增加工人的劳动强度，但是它得到的结果只能是一个解决装配线平衡问题的可行解或次优解。而启发式方法以其简便易懂、快速高效赢得众多管理人员的欢迎和信赖，被广泛应用于工业工程等工程邻域，并取得了良好的应用效果。本文对某公司的基站天线装配线，用一种启发式算法――禁忌搜索算法（Tabu search algorithm）对其进行平衡分析。 　　 　　2 装配线平衡问题的分类 　　 根据装配线平衡问题优化目标函数的不同，目前把该问题分为以下三大类[1] [2]： 　　（1）第Ⅰ类装配线平衡问题，给定装配线的节拍CT，使生产平衡率最大化，也就是使工作站数m最小。在装配线的设计与安装阶段，考虑主要考虑生产能力满足市场需求，系统投资少和装配线的效率高这些目标。 　　（2）第Ⅱ类装配线平衡问题，给定装配线的最小工作站数m，使生产平衡率最大化，也就是使装配线的节拍CT最小。在装配线系统安装后，设备与人员基本固定，需要优化装配线的节拍，对已存在的生产线进行调整。 　　（3）第Ⅲ类装配线平衡问题，在装配线的工作站数m和节拍CT得到优化的条件下，平衡装配线上工作站的负荷，目标函数为使平滑性指数SI最小化。 　　 　　3 禁忌搜索算法 　　 禁忌搜索（Tabu Search，简称TS）的思想最早是由Fred Glover在1986提出的，它是对局部邻域搜索的一种扩展，是一种全局逐步寻优的算法，是对人类智力的一种模拟。它通过局部邻域搜索机制和相应的禁忌准则来避免迂回搜索，并通过藐视准则来释放一些被禁忌的优良状态，进而保证多样的有效探索，以最终实现全局优化[3]。 　　 禁忌搜索算法的基本思想是考虑某个最优化问题，对于X中的每一个解x，定义一个邻域N(x)，禁忌搜