Programación de Máquinas Paralelas Multi-Objetivo con Restricciones de Elegibilidad para el Kitting de Piezas Estructurales Metálicas
Autores: Zhu, Xiaofei; Xu, Jiazhong; Ge, Jianghua; Wang, Yaping; Xie, Zhiqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Programación de Máquinas Paralelas Multi-Objetivo con Restricciones de Elegibilidad para el Kitting de Piezas Estructurales Metálicas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Resolución de problemas de programación
Procesamiento de piezas estructurales metálicas
Ensamblaje por soldadura
Restricciones de elegibilidad
Algoritmo genético multiobjetivo
Utilización de materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Este documento estudió una clase de problemas de acoplamiento de asignación de materiales, anidación de piezas, entrega de kits y programación de máquinas paralelas. El objetivo de este trabajo fue resolver el problema de programación del procesamiento de piezas estructurales metálicas y el ensamblaje de soldadura con restricciones de elegibilidad. Se construyó un modelo de programación entera mixta de dos etapas. Las restricciones de elegibilidad tomaron en cuenta el tipo de material de las piezas y la anidación. Los objetivos eran minimizar el tiempo total de ejecución, maximizar la utilización del material y minimizar las métricas de entrega de kits (tiempo de preparación y números de anticipación y tardanza de los kits). Se propuso un enfoque de optimización jerárquica. El modelo de programación se resolvió utilizando el solucionador Gurobi en la primera etapa, y los resultados se utilizaron para restringir la segunda etapa. La segunda etapa del modelo de programación se resolvió utilizando un algoritmo genético multiobjetivo mejorado. Debido a las fuertes relaciones de acoplamiento entre la clasificación de piezas, la clasificación de cada perfil y la clasificación de cada material, se diseñó un modo de codificación y decodificación híbrido para la clasificación de piezas con restricciones de elegibilidad. Finalmente, el enfoque de programación propuesto se aplicó a casos de producción reales. Los datos mostraron que cuando el número de componentes superó 300 (el número de piezas era de aproximadamente 1500), la utilización del material alcanzó el 95%. Al elegir un número adecuado de máquinas, la utilización de las máquinas alcanzó el 90%. Los resultados demostraron la efectividad del modelo y algoritmo de programación propuestos.
Descripción
Este documento estudió una clase de problemas de acoplamiento de asignación de materiales, anidación de piezas, entrega de kits y programación de máquinas paralelas. El objetivo de este trabajo fue resolver el problema de programación del procesamiento de piezas estructurales metálicas y el ensamblaje de soldadura con restricciones de elegibilidad. Se construyó un modelo de programación entera mixta de dos etapas. Las restricciones de elegibilidad tomaron en cuenta el tipo de material de las piezas y la anidación. Los objetivos eran minimizar el tiempo total de ejecución, maximizar la utilización del material y minimizar las métricas de entrega de kits (tiempo de preparación y números de anticipación y tardanza de los kits). Se propuso un enfoque de optimización jerárquica. El modelo de programación se resolvió utilizando el solucionador Gurobi en la primera etapa, y los resultados se utilizaron para restringir la segunda etapa. La segunda etapa del modelo de programación se resolvió utilizando un algoritmo genético multiobjetivo mejorado. Debido a las fuertes relaciones de acoplamiento entre la clasificación de piezas, la clasificación de cada perfil y la clasificación de cada material, se diseñó un modo de codificación y decodificación híbrido para la clasificación de piezas con restricciones de elegibilidad. Finalmente, el enfoque de programación propuesto se aplicó a casos de producción reales. Los datos mostraron que cuando el número de componentes superó 300 (el número de piezas era de aproximadamente 1500), la utilización del material alcanzó el 95%. Al elegir un número adecuado de máquinas, la utilización de las máquinas alcanzó el 90%. Los resultados demostraron la efectividad del modelo y algoritmo de programación propuestos.