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-生产线平衡方法的研究与应用毕业论文

文献综述

文献综述

——生产线平衡方法的研究与应用

1.前言

生产线平衡问题(LBP)是伴随着流水线的产生而产生的，是典型的NP,Hard组

合优化难题。LBP的研究距今已近百年的时间，最早提出这一问题是在1954年，

美国人B.Bryton在他的硕士论文《连续生产线平衡》中第一次提出生产线平衡问

题并着手解决这一问题，在此之后，许多科研人员对这方面的问题作了大量的研

究，并发表了各种各样的求解方法。概括起来，这些方法可大致分为三大类:数学

分析法即最优化方法、启发式法、工业工程方法。

生产线平衡是企业实现“一个流”的生产前提,实现生产线平衡不仅减少了在

制品数,降低企业成本还能提高企业生产效率,保证产品质量与稳定性。

据相关数据统计，即使在美国这样的工业发达国家，在工业装配生产中也有

5%~10%的生产时间是浪费在平衡的延迟上。目前我国大量的生产线是手工和半自动

化为主的生产线，特别是在资源日益缺乏的今天，进行生产线平衡就显得更为迫切

了。

本文针对生产线平衡问题，探索了大量有关论述与研究生产线平衡方法的文献

以及结合自身所学的工业工程专业知识与自身实践得来的个人观点，综述一下国内

外学者对这一问题的研究以及个人的观点。

2.生产线平衡方法

2.1数学方法

方法。数学模型在《运筹学》课本内都有所介绍，主要包括线性规划模型、整数线

性规划模型、动态规划模型、网络模型等。

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文献综述

在生产实践当中常常遇到两类优化问题:如何运用现有的资源(如人力、机器、

原材料)安排生产，使产值最大或利润提高;对于给定的任务如何统筹安排以便消耗

最少的资源;线性规划就是解决这类问题。在建立线性规划模型时主要经过以下三

个步骤:12?假设变量，确定合适的决策变量是能否成功地建立数学模型的关键;?根

据假设变量

3给出的约束条件，约束条件是用来描述决策变量受到各种限制的等式或不等

式;?建立目标函数，目标函数是根据假设的变量而实现目标的函数表达式。

整数规划是线性规划的一种特殊情况，其要求最优解必须是整数，求解整数规

划问题一般采用分支定界法。分支定界法的基本思想是，设有最大化的整数规划的

问题A，与它相应的线性规划问题B，从解问题B开始，若其最优解不符合A的整

数条件，那,

Z么B的最优目标函必是A的最优目标函数Z*的上界，记为;而A的任意可行

解的目标函数值将是Z*的一个下界，记为Z，分枝定界法就是要将B的可行域分成

子区域，,,

ZZ称为分枝。逐步减少和增大称为定界，最终求得Z*。其关键在于分枝和定

界。,

0,1整数规划是整数规划的一种特殊情况，其变量仅能赋予0或1，其求解过

程如下:先由变量的数目考虑可能解的个数，再一个一个地分析可能解，看其是否

能成为可行解，并通过不断地改进过滤条件，最终找到最优解。在试探过程中，一

举枚法。

动态规划是一种解决多阶段决策问题的方法，是现代企业管理中的一种重要决

策方法，可用于解决最优路径问题、资源分配问题、生产调试问题、库存问题、排

序问题及设备更新问题等等。许多问题用动态规划方法求解常比线性规划或非线性

规划更有效，特别是对于那些变量为离散型的问题。它针对多阶段决策问题的特

点，提出了解决这类问题的最优化原理，把比较复杂的问题划分若干阶段，并且逐

阶段解决而最终达到全局最优。在应用于生产线平衡上，一般是通过定义一个合理

的任务集来实现，该集合中如果一个任务优于这个集合中的另一个任务，则这个任

务应在这个集合中。2.2启发式法

启发式方法比数学分析方法要简单且易懂，求解速度快，因而备受研究人员的

关注，其求解的基本思路为首先将可分配作业与不可分配作业分开，然后在可分配

作业中，从第一个工位开始寻找工序的组合，并使这个工位的闲置时间最短。再进

入下一个工位，并把已选的工序删去。重复进行，直到作业分配完毕。主要的方法

有分级位置加权法和最大设定准则法，以及在此基础上相应而成的古尔布里奇—维

斯特启发式法和穆迪—杨法，这两种方法与前两种方法的区别在于所考虑的参数，

前两种方法是采用加权值，而后两种方法是采用工序的加工时间。在运用这两种方

法时，一般都采用三角形矩阵或优先图工具。

12所谓的分级位置加权法，其基本求解步骤如下:?作装配顺序图(优先图)?确

定

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