对染色体适应度的进行计算时，我们先根据染色体的编码计算出所有设备的, 坐标，从而得到机器的实际布局。

坐标的计算公式： 是行间距

坐标的计算公式：

然后根据式(1)计算出物流费用。在此我们采用如式(7)所示的惩罚函数法，从目标函数到适应度函数的转换需要考虑如下约束条件：

上式中：

　　通过坐标可以确定两行设备的总长:

,和分别是安排在第一行和第二行的机器需要的必要工作区域;

——工作区域长度;——惩罚值。

　　2.4 初始化

　　初始种群通常是随机产生20个染色体。本文中，染色体选取方式的是对设备进行编码，然后从各设备编码中随机的抽取一组，并随机产生设备编码分行位置的分隔符。最后，查找设备与设备之间的最小间距放入染色体编码中，用来计算染色体目标函数和染色体适应度。

　　2.5选择

　　对算子的选择，通常采用的方法是排序选择法。它基于算子在当前代的基础上产生下一代，在计算的同时，算法应能确保最优的个体不被淘汰，这样可以加快收敛速度。

　　2.6 交叉

在交叉算子时，对于分隔符的设置时，我们设，。然后用和构造闭区间，则新生成的分隔符是包含在这一区间内的任意整数。

　　2.7 变异

　　在设计的算法中，我们遇到的变异分为两种，一种是对设备编码序列的变异;另一种是对两设备间距的变异(要求变异的间距数必须大等于两设备间的最小布置间距)。

　　3 实例分析

某凸轮轴生产车间，主要生产设备有12台，已知各机器尺寸长()、宽()和机器间距(单位均为m)，以及物流费用和加工中各机器间往返行程次数矩阵。布局限定长度为25m，行距为4m。

　　图3.2 凸轮轴车间物流流程图

图3.1 凸轮轴车间原平面图

　　通过遗传算法得到的最好染色体为：

　　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6 4.5 1 1 2 1 1.5 1 1 2 3 1 1 5 127.90 0.0078

　　经过算法计算，得到改善之后的车间布局图如下：

　　图3.3改善后主要设备布局图

图3.4 改进车间布局物流运输图

　　改善后车间性能比较： 表3.1 改善前后物流量及距离 改善前 改善后 序号 从至 物流量fij(t)

　　fij(t) 距离dij(m) 物流当量Wij(t·m) 序号 从至 物流量fij(t)

　　fij(t) 距离dij(m) 物流当量Wij(t·m) 1 1-2 267.1 4.5 1201.95 1 1-2 267.1 5.75 1535.825 2 2-3 261.8 5 1309 2 2-3 261.8 3.1 811.58 3 3-4 518.2 2.5 1295.5 3 3-4 518.2 3.95 2046.89 4 4-5 256.4 6 1538.4 4 4-5 256.4 5.6 1435.84 5 5-6 253.8 6.5 1649.7 5 5-6 253.8 4 1015.2 6 6-7 253.8 3 761.4 6 6-7 253.8 4.4 1116.72 7 7-8 252.4 5 757.2 7 7-8 252.4 5.2 1312.48 8 8-9 251.1 4 1004.4 8 8-9 251.1 3.95 991.845 9 9-10 249.8 4 999.2 9 9-10 249.8 4.85 1211.53 10 10-11 248.4 6 1490.4 10 10-11 248.4 6.5 1614.6 11 11-12 247.1 11 2718.1 11 11-12 247.1 4.6 1136.66 12 12-13 246.6 10 2466 12 12-13 246.6 3.1 764.46 13 13-14 246.6 15 3699 13 13-14 246.6 5 1233 总计 20128.85 总计 16226.63

　　注：Wij(t·m)= fij(t) ×dij(m) (Wij(t·m)为物流当量)

　　从表中我们分析出，设备的布局在改善后显然比改善前更加平衡,并且改善后的物流当量明显比改善前小,这样就达到了减少物料搬运费用的目的,也减少了搬运的距离,使总物流费用能降低到最小(16226.63<20128.85).

　　参考文献

　　[1]唐秋华,肖飞,王雪兰.基于SLP和Flexsim的车间重构研究[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版,2008,32(5):895-898.

　　[2]雷英杰 张善文 李续武 周创明编著.MATLAB遗传算法工具箱及应用[M].西安电子科技大学出版社,2005.14~22

　　[3]王正林 龚纯 何倩编著.精通MATLAB科学计算[M].北京:电子工业出版社,2007.360~364

　　[4]陈容秋 马士华编著.生产与运作管理(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2006,148~167

　　[5]李天明 基于遗传算法对箱体加工工艺的优化设计[J]. 煤炭技术. 第28卷第10期2009 年10月.12~13.

 2/2   首页 上一页 1 2