【摘 要】
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随着地球资源紧缺、人类社会节能环保要求,和消费者对多样化、个性化以及定制化产品的需求逐渐增加,绿色制造和柔性制造系统成为制造系统未来发展方向。机器人装配线系统结合机器人和混流装配线的优势,是高度柔性化的制造系统。本文研究考虑能源消耗的第II类机器人混流装配线平衡与排序问题（RMALBSPII）:界定工业机器人生产环节的不同状态及状态之间的转换关系,量化不同状态下的机器人能源消耗,为构造理论模型提供
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随着地球资源紧缺、人类社会节能环保要求,和消费者对多样化、个性化以及定制化产品的需求逐渐增加,绿色制造和柔性制造系统成为制造系统未来发展方向。机器人装配线系统结合机器人和混流装配线的优势,是高度柔性化的制造系统。本文研究考虑能源消耗的第II类机器人混流装配线平衡与排序问题（RMALBSPII）:界定工业机器人生产环节的不同状态及状态之间的转换关系,量化不同状态下的机器人能源消耗,为构造理论模型提供量化基础;引入机器人关停策略精细管控机器人的闲置能耗,实现规划节能和运行节能的同步考量;兼顾柔性生产制造效率目标和低能源消耗目标,构建第II类机器人混流装配线平衡与排序联合决策多目标优化模型,补充完善平衡约束、排序约束、关停策略约束和能源消耗约束,首次将产品切换准备作业时间体现在两个相邻产品装配时间关系约束中。此外,由于本文提出的RMALBSPII是一个NP-hard问题,一个多目标离散混合布谷鸟搜索算法（MDHCSA）被设计求解本文提出的模型。为提高MDHCSA的性能,引入变异操作来扩大算法搜索能力,并设计一种新的工序分配初始化方法以提高初始解的质量。最后,根据问题特征和现有的标准数据生成基准算例,并设计一系列的对比实验,以验证算法和模型的有效性。对MDHCSA分析发现:工序分配初始化方法影响算法性能,本文提出的完全随机分配方法,在时间效率和能效目标平衡上更有效;通过有无变异操作对比试验,结果表明变异操作能够显著提升MDHCSA的收敛性;与非支配排序遗传算法II（NSGA-II）和混合粒子群算法（HPSA）相比,在规模算例下,本文提出的MDHCSA的搜索性、收敛性、分布性上具有优越性。对关停策略和产品切换准备研究发现:关停策略在一定程度上能够带来能耗的节约,能耗节约与解的平衡性和盈亏平衡时间成反比,且当盈亏平衡时间达到一定程度后关停策略失效;在RMALBSP-II中考虑产品切换准备作业必要的,对效率的提升和能耗降低十分有效。在本文算例下,最大工作时间平均降低22.273%,机器人能源消耗平均降低4.958%。
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