產(chǎn)品拆卸線的影響因素及平衡問(wèn)題研究._多目標(biāo)優(yōu)化模型

1、產(chǎn)品拆卸線的影響因素及平衡問(wèn)題研究產(chǎn)品拆卸線的影響因素及平衡問(wèn)題研究._._多目標(biāo)優(yōu)多目標(biāo)優(yōu)化模型化模型論文導(dǎo)讀:制造企業(yè)對(duì)廢舊產(chǎn)品進(jìn)行回收再利用，是節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的有效方式。產(chǎn)品拆卸是實(shí)現(xiàn)廢舊產(chǎn)品回收再利用的重要手段，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期完整性與封閉性的必要環(huán)節(jié)。本文詳盡分析了產(chǎn)品拆卸線的影響因素，并將產(chǎn)品拆卸線與產(chǎn)品裝配線作了對(duì)比；然后針對(duì)產(chǎn)品拆卸線的平衡問(wèn)題，構(gòu)建了多目標(biāo)優(yōu)化模型。論文關(guān)鍵詞：產(chǎn)品拆卸線，影響因素，多目標(biāo)優(yōu)化模型1. 引言進(jìn)入 21 世紀(jì)，資源和環(huán)境問(wèn)題成為人類(lèi)共同面對(duì)的難題。為了節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，各國(guó)政府通過(guò)建立法律法規(guī)，推行“生產(chǎn)者責(zé)任延伸制”(ExtendedP

2、roducer Responsibility, EPR)，將制造企業(yè)的責(zé)任延伸至產(chǎn)品的全生命周期，要求生產(chǎn)者不僅要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的環(huán)境污染負(fù)責(zé)，而且要對(duì)產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)的環(huán)境影響負(fù)責(zé)，尤其要對(duì)壽命終結(jié)（end of life , EOL）的產(chǎn)品進(jìn)行回收、拆卸、再利用、再循環(huán)多目標(biāo)優(yōu)化模型，從而實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和保護(hù)環(huán)境的目的。同時(shí)，在市場(chǎng)上，顧客對(duì)環(huán)境友好型產(chǎn)品的認(rèn)可度也越來(lái)越大。制造企業(yè)對(duì)廢舊產(chǎn)品進(jìn)行回收再利用，既順應(yīng)法律法規(guī)的要求，又是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，同時(shí)又可以降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，越來(lái)越多的制造企業(yè)參與到廢舊產(chǎn)品回收再利用的實(shí)踐中。產(chǎn)品拆卸是指從產(chǎn)品中系統(tǒng)地分離

3、零件、組件、部件或其他零件集合體的過(guò)程，產(chǎn)品只有經(jīng)過(guò)拆卸才能實(shí)現(xiàn)材料的回收和可用零部件的再造。產(chǎn)品拆卸是實(shí)現(xiàn)廢舊產(chǎn)品回收再利用的重要手段，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期完整性與封閉性的必要環(huán)節(jié)。拆卸作業(yè)的完成既可以在單個(gè)拆卸工作站或拆卸工作單元上進(jìn)行，也可以在產(chǎn)品拆卸流水線上進(jìn)行(H.Wiendahl, B.Lorenz,1998)。拆卸工作站或拆卸工作單元具有靈活的特點(diǎn)，適用于小型產(chǎn)品且批量較小的情形。產(chǎn)品拆卸流水線，簡(jiǎn)稱(chēng)產(chǎn)品拆卸線，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拆卸，流水線操作，具有工作效率高的特點(diǎn)，適用于大型產(chǎn)品、或大批量的小型產(chǎn)品。本文詳盡分析了產(chǎn)品拆卸線的影響因素多目標(biāo)優(yōu)化模型，在此基礎(chǔ)上，研究產(chǎn)品拆卸線的平衡問(wèn)

4、題，給出了拆卸線平衡問(wèn)題的假設(shè)，構(gòu)建了拆卸線平衡問(wèn)題的多目標(biāo)優(yōu)化模型怎么寫(xiě)論文。2. 產(chǎn)品拆卸線的影響因素由于受到諸多不確定性因素的影響，產(chǎn)品拆卸線具有自身的特點(diǎn)，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的產(chǎn)品裝配線復(fù)雜。本文以下分析產(chǎn)品拆卸線的影響因素，并將產(chǎn)品拆卸線與產(chǎn)品裝配線進(jìn)行對(duì)比。2.1 拆卸產(chǎn)品在產(chǎn)品拆卸線上需要拆卸的產(chǎn)品可能完全相同，如同一種型號(hào)的計(jì)算機(jī)；可能產(chǎn)品相同，但型號(hào)或品牌不同，如不同型號(hào)規(guī)格的計(jì)算機(jī)；也可能是不同種類(lèi)的產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、相機(jī)。進(jìn)行拆卸作業(yè)的產(chǎn)品具有的不同特性，使產(chǎn)品拆卸線的運(yùn)作復(fù)雜化。對(duì)于拆卸不同產(chǎn)品的拆卸線，其平衡問(wèn)題非常復(fù)雜。尤其是拆卸產(chǎn)品的種類(lèi)在不斷變化時(shí)，拆卸線經(jīng)常處于高

5、度非平衡狀態(tài)，如何維持其平衡，最大限度地提高效率是非常具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。2.2 拆卸線的布局與速度裝配線有不同的布局方式，如平行式布局、U 型布局、單元式布局等。對(duì)于拆卸線的布局多目標(biāo)優(yōu)化模型，可以借鑒裝配線的布局方式，根據(jù)拆卸作業(yè)的特點(diǎn)，選取合適的布局方式，以最大限度提高拆卸效率。拆卸線的速度是需要考慮的另一問(wèn)題。各拆卸工作站作業(yè)是采用同步方式還是采用異步方式是影響拆卸線速度的重要因素。同步方式指拆卸線上各工作站的作業(yè)時(shí)間大致相同，從而各工作站可以以同樣的步調(diào)運(yùn)行。同步方式具有在制品庫(kù)存少、所需空間少、產(chǎn)出效率高等優(yōu)點(diǎn)。異步方式指各工作站的作業(yè)時(shí)間不一致，按照各自的步調(diào)運(yùn)行，各工作站完成作業(yè)

6、后，將在制品轉(zhuǎn)入下一工作站。對(duì)于拆卸線，如果拆卸產(chǎn)品的種類(lèi)不同、質(zhì)量狀況不確定，則拆卸任務(wù)時(shí)間具有較大不確定性，異步方式是較合適的運(yùn)行方式。但采用異步方式，拆卸線運(yùn)行速度較慢，效率較低，因此，在拆卸線運(yùn)行中，需要對(duì)各工作站的作業(yè)任務(wù)進(jìn)行調(diào)整，使其盡量同步運(yùn)行多目標(biāo)優(yōu)化模型，最大限度地減少不確定性帶來(lái)的不利影響。2.3 拆卸產(chǎn)品的質(zhì)量回收產(chǎn)品的質(zhì)量具有不確定性，有時(shí)產(chǎn)品外觀及功能大致完好，有時(shí)產(chǎn)品破損嚴(yán)重，并且產(chǎn)品各零部件的質(zhì)量狀況往往相差很大。產(chǎn)品質(zhì)量不確定性程度影響拆卸線的效率，不確定性程度越高，拆卸線的效率越低。為了提高拆卸線的效率，必須對(duì)回收產(chǎn)品及其各零部件的狀況進(jìn)行分析。當(dāng)產(chǎn)品零部件的

7、結(jié)構(gòu)或功能發(fā)生顯著變化，不能滿(mǎn)足產(chǎn)品的使用要求時(shí)，稱(chēng)產(chǎn)品零部件存在缺陷。缺陷產(chǎn)生的原因是由于使用年限超過(guò)了零部件的壽命周期，或者在壽命周期之內(nèi)但由于使用不當(dāng)、發(fā)生碰摔等原因?qū)е聯(lián)p壞。產(chǎn)品零部件缺陷主要有兩類(lèi)：物理缺陷和功能缺陷。物理缺陷是指零部件的外觀形狀發(fā)生變化導(dǎo)致?lián)p壞。功能缺陷是指零部件外觀形狀完好，但由于內(nèi)部發(fā)生損壞導(dǎo)致不能滿(mǎn)足產(chǎn)品的功能要求怎么寫(xiě)論文。在產(chǎn)品拆卸過(guò)程中，必須對(duì)缺陷零部件進(jìn)行相應(yīng)的處理。根據(jù)缺陷零部件能否從產(chǎn)品中移出，存在物理缺陷的零部件又分為兩種情況：可移出缺陷零部件和不可移出缺陷零部件?？梢瞥鋈毕萘悴考噶悴考m然受了一定程度的損壞，但可以從產(chǎn)品中移出。拆卸這類(lèi)零部件

8、雖然耗時(shí)較長(zhǎng)，但沒(méi)有破壞零部件之間的作業(yè)次序關(guān)系，從而不影響其他零部件的拆卸作業(yè)。不可移出缺陷零部件指零部件受損程度較嚴(yán)重，使得該零部件與其他零部件的聯(lián)接部位損壞多目標(biāo)優(yōu)化模型，從而無(wú)法將缺陷零部件正常拆除。由于各拆卸作業(yè)之間存在作業(yè)次序關(guān)系，這類(lèi)缺陷導(dǎo)致后序零部件的拆卸作業(yè)無(wú)法進(jìn)行，極大地影響了產(chǎn)品拆卸線的效率。2.4 拆卸產(chǎn)品的數(shù)量回收產(chǎn)品的數(shù)量具有不確定性。拆卸零部件數(shù)量的不確定性程度更高。在產(chǎn)品使用過(guò)程中，用戶(hù)可能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)或改造，從而導(dǎo)致拆卸產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與最初的結(jié)構(gòu)存在差異。例如，計(jì)算機(jī)用戶(hù)在使用過(guò)程中，可能增加計(jì)算機(jī)的內(nèi)存，如將原來(lái)的 512M 內(nèi)存增加為 1G 內(nèi)存，或者作其他

9、升級(jí)改造。在進(jìn)行拆卸之前，必須考慮這種情況，以便確定最佳的拆卸流程。2.5 拆卸作業(yè)時(shí)間和產(chǎn)品裝配線的情形類(lèi)似，在產(chǎn)品拆卸線中，由于拆卸產(chǎn)品的狀況不同、各工作站的效率存在差異，拆卸作業(yè)時(shí)間是不同的。在不同情形下，拆卸作業(yè)時(shí)間可能是確定的、隨機(jī)的或者動(dòng)態(tài)的。由于學(xué)習(xí)效應(yīng)的存在，動(dòng)態(tài)作業(yè)時(shí)間更符合拆卸作業(yè)的特點(diǎn)。Zeid et al(1997)證明在拆卸過(guò)程中，隨著拆卸經(jīng)驗(yàn)的累積多目標(biāo)優(yōu)化模型，所需拆卸作業(yè)時(shí)間逐漸減少。2.6 對(duì)拆卸零部件的需求對(duì)零部件的需求是產(chǎn)品拆卸線設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。在拆卸過(guò)程中，對(duì)零部件的需求有以下情形：對(duì)單個(gè)零件或部件的需求（選擇拆卸）和對(duì)所有零部件的需

10、求（完全拆卸）。對(duì)不同零部件的需求會(huì)影響拆卸線的效率。例如，如果需求零部件為 i，但零部件 j 為零部件 i 的緊前工序，為了得到零部件 i，必須首先拆除零部件 j（即使零部件 j 并非所需求的零部件）。存在物理缺陷或功能缺陷的零部件影響拆卸線的效率。根據(jù)所需求的零部件對(duì)缺陷程度的要求不同，可以將需求分為三種不同的形式。一是可以接受缺陷零部件的需求。這類(lèi)需求對(duì)零部件是否存在缺陷沒(méi)有要求怎么寫(xiě)論文。例如，有些情況下，拆卸的目的是利用零部件的材料，此時(shí)對(duì)零部件外觀結(jié)構(gòu)或功能均沒(méi)有要求。二是不接受任何缺陷零部件的需求。這類(lèi)需求對(duì)零部件外觀結(jié)構(gòu)或功能均有嚴(yán)格要求。例如，拆卸的目的是將得到的零部件流入二

11、手市場(chǎng)進(jìn)行交易，此時(shí)即嚴(yán)格要求零部件沒(méi)有缺陷。三是可以接受輕微缺陷零部件的需求。這類(lèi)需求對(duì)零部件外觀結(jié)構(gòu)或功能的要求不嚴(yán)格，可以接受一定程度的缺陷。這類(lèi)需求要對(duì)拆卸線上的零部件外觀或功能進(jìn)行檢測(cè)、分級(jí)，以確定零部件能否接受。2.7 作業(yè)任務(wù)對(duì)各工作站分配任務(wù)時(shí)，除了考慮拆卸作業(yè)的先后次序外，還需要考慮其他因素。某些拆卸作業(yè)必須分配給特定的工作站。例如，某些零部件拆卸后被打包發(fā)送至銷(xiāo)售地多目標(biāo)優(yōu)化模型，這些零部件應(yīng)該被分配在同一工作站進(jìn)行拆卸，以方便拆卸后進(jìn)行分裝打包。某些拆卸作業(yè)要求相似的作業(yè)環(huán)境，如溫度、燈光等，這些拆卸作業(yè)應(yīng)安排在特定的工作站。某些工作站具有特殊的設(shè)備，從而能完成某些特定的

12、拆卸作業(yè)。例如，可能對(duì)環(huán)境造成危害的零部件必須在專(zhuān)業(yè)化的工作站進(jìn)行拆卸，以避免有害物質(zhì)瀉漏擴(kuò)散。在分配任務(wù)時(shí)，應(yīng)盡量減少產(chǎn)品在各工作站流動(dòng)的次數(shù)，以及產(chǎn)品在不同設(shè)備之間的換裝次數(shù)。另外，工作站上的操作工人的技能也是要考慮的因素。應(yīng)盡量將拆卸作業(yè)分配給熟練掌握該項(xiàng)作業(yè)的操作工人。表 1 對(duì)裝配線和拆卸線進(jìn)行了比較。表 1 裝配線與拆卸線的比較裝配線拆卸線作業(yè)次序關(guān)系有有零部件質(zhì)量不確定性低高零部件數(shù)量不確定性低高低高作業(yè)不確定性對(duì)拆卸零部件的需求非獨(dú)立非獨(dú)立工作流程收斂發(fā)散工作線靈活性中低高問(wèn)題復(fù)雜性NP-hardNP-hard3. 產(chǎn)品拆卸線的平衡拆卸線的平衡問(wèn)題(Disassembly li

13、nebalancing problem,DLBP)與裝配線的平衡問(wèn)題(Assembly line balancing problem,ALBP)類(lèi)似，都屬于 NP-hard組合優(yōu)化問(wèn)題。對(duì)裝配線的平衡問(wèn)題的研究相對(duì)已比較成熟。裝配線的平衡問(wèn)題就是在給定的約束下，將一系列的作業(yè)任務(wù)分配到一定數(shù)量的工作站，不違反作業(yè)元素之間的先后關(guān)系，并使各個(gè)工作站的閑置時(shí)間最少。裝配生產(chǎn)線的平衡程度不僅直接反應(yīng)了裝配生產(chǎn)線的效率，而且影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，勞動(dòng)強(qiáng)度大的工人為了趕上裝配線的運(yùn)行節(jié)拍，常常忽視了產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)美國(guó)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)多目標(biāo)優(yōu)化模型，即使在美國(guó)這樣工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，在工業(yè)裝配生產(chǎn)中平均要有5%10%的

14、裝配時(shí)間是浪費(fèi)在平衡延遲中。裝配線的平衡問(wèn)題是與裝配線問(wèn)世之日同時(shí)出現(xiàn)的，裝配線平衡這一問(wèn)題多年來(lái)一直受到人們重視怎么寫(xiě)論文。由于裝配線平衡問(wèn)題屬于 NP-hard 問(wèn)題，解決這類(lèi)問(wèn)題最初主要采用啟發(fā)式算法，S.G.Ponnambalam, P.Aravindan(1999)總結(jié)了裝配線平衡的各種數(shù)學(xué)模型和啟發(fā)式算法。關(guān)于拆卸線的平衡問(wèn)題，最早由 Gungor 和 Gupta(2001)提出，并針對(duì)存在產(chǎn)品缺陷致使拆卸任務(wù)不能順利完成的情形，設(shè)計(jì)了拆卸線的平衡算法，該算法將拆卸任務(wù)分配至適當(dāng)?shù)墓ぷ髡疽宰钚』毕萘悴考?dǎo)致的影響。本文針對(duì)產(chǎn)品拆卸線的特點(diǎn)，構(gòu)建產(chǎn)品拆卸線平衡問(wèn)題的多目標(biāo)優(yōu)化模型。

15、3.1 拆卸線平衡問(wèn)題的假設(shè)由以上對(duì)拆卸線的分析可知，拆卸線的平衡問(wèn)題遠(yuǎn)比裝配線平衡問(wèn)題復(fù)雜。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，作如下假設(shè)：各零部件的拆卸時(shí)間為確定的；對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行完全拆卸；所有產(chǎn)品的零部件沒(méi)有經(jīng)過(guò)更換、升級(jí)或改造；每一個(gè)零部件的拆卸必須在一個(gè)工作站完成；分配給一個(gè)工作站的作業(yè)任務(wù)時(shí)間必須不能超過(guò)工作節(jié)拍(cycletime,CT)；各零部件之間的作業(yè)次序關(guān)系必須得到滿(mǎn)足。3.2 拆卸線平衡問(wèn)題的優(yōu)化模型裝配線平衡問(wèn)題通常考慮單一目標(biāo)，與此不同，拆卸線的平衡問(wèn)題需要考慮多種目標(biāo)，為一多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。其目標(biāo)函數(shù)包括：最小化拆卸工作站的數(shù)量以及工作站的空閑時(shí)間；每個(gè)工作站的空閑時(shí)間盡可能一致，從而使拆

16、卸線達(dá)到平衡；盡早將有害或危險(xiǎn)零部件從產(chǎn)品中拆除；高需求零部件和低需求零部件的次序關(guān)系盡量為高需求零部件在前。（1）各工作站的空閑時(shí)間對(duì)于線平衡問(wèn)題，最理想的狀態(tài)是各工作站的空閑時(shí)間均為零多目標(biāo)優(yōu)化模型，即所有工作站都步調(diào)一致地全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)不能達(dá)到這一目標(biāo)時(shí)，通常設(shè)計(jì)各種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)生產(chǎn)線的運(yùn)行效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文借鑒 McGovern 和 Gupta(2006)，給出拆卸線的評(píng)價(jià)指標(biāo) F。設(shè)共有 n 個(gè)工作站，每個(gè)工作站的工作節(jié)拍，即工作站的最大工作時(shí)間相同，均為 CT。STj 為分配給工作站 j 的作業(yè)時(shí)間。在最理想的情況下，各工作站協(xié)調(diào)一致地按照節(jié)拍運(yùn)行，此時(shí)，評(píng)價(jià)指標(biāo) F 為零。在實(shí)際運(yùn)

17、行中，很難達(dá)到理想狀態(tài)，評(píng)價(jià)指標(biāo) F 大于零。目標(biāo)函數(shù)為最小化評(píng)價(jià)指標(biāo) F。這一點(diǎn)與通常的裝配線平衡問(wèn)題相同。約束條件為工作站的作業(yè)時(shí)間 STj 不大于工作站的工作站的工作節(jié)拍。目標(biāo)函數(shù)與約束條件可表示為：（2）危害零部件拆卸本文設(shè)立危害指數(shù)評(píng)價(jià)各零部件是否具有危害性，以及危害程度的大小。式中，H 表示零部件的危害指數(shù)。產(chǎn)品共有 m 個(gè)零部件，k 表示零部件在產(chǎn)品中的位置，以零部件的編號(hào)表示。k 值越小，表示其位置越靠前。hk 為(0,1)變量，當(dāng)零部件具有危害性時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化模型，其值為 1；當(dāng)零部件沒(méi)有危害時(shí)，其值為 0。即：從危害指數(shù)的表達(dá)式可以看出，零部件的危害程度與其位置有很大關(guān)系，當(dāng)

18、危害零部件的位置靠前時(shí)，即 k 值較小，可以較早地拆除，從而造成的危害較??；當(dāng)危害零部件的位置靠后時(shí)，即 k 值較大，拆除順序靠后，從而造成的危害較大怎么寫(xiě)論文。危害零部件拆卸的目標(biāo)函數(shù)是最小化 H 值，即在拆卸排序時(shí)，盡量將危害零部件安排在靠前的位置，使 H 值盡可能小。目標(biāo)函數(shù)可表示為：（3）需求指數(shù)本文設(shè)立需求指數(shù)表示對(duì)不同零部件的需求程度。式中，D 表示零部件的需求指數(shù)。產(chǎn)品共有 m 個(gè)零部件，k 表示零部件在產(chǎn)品中的位置。dk 表示零部件 k 的需求量，為一整數(shù)。從表達(dá)式可以看出，零部件需求指數(shù)既與其需求量有關(guān)系多目標(biāo)優(yōu)化模型，也與其位置有關(guān)系。需求指數(shù)的目標(biāo)函數(shù)是最小化 D 值，即

19、在拆卸排序時(shí)，盡量將需求量大的零部件安排在靠前的位置，從而使 D 值盡可能小。目標(biāo)函數(shù)可表示為：從以上分析看出，拆卸線平衡問(wèn)題為一多目標(biāo)優(yōu)化模型，由三個(gè)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成。4. 結(jié)語(yǔ)產(chǎn)品拆卸是實(shí)現(xiàn)廢舊產(chǎn)品回收再利用的重要手段，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期完整性與封閉性的必要環(huán)節(jié)。本文從七個(gè)方面詳盡分析了產(chǎn)品拆卸線的影響因素，并將產(chǎn)品拆卸線與產(chǎn)品裝配線作了對(duì)比。然后針對(duì)產(chǎn)品拆卸線的平衡問(wèn)題，構(gòu)建了多目標(biāo)優(yōu)化模型，該模型由三個(gè)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成。如何設(shè)計(jì)算法對(duì)模型進(jìn)行求解是今后進(jìn)一步研究的方向。Study on the InfluencingFactors and balancing problem of thePro

20、duct Disassembly LineZHAO Zhong(College of Economics and Management, China University ofPetroleum, Qingdao, Shandong, 266555)Abstract Recycling of the discarded products is an effective modeto saveresource protect environment for the manufacturing corporation.Productsdisassembly is an important mean

21、 to implement the productrecycling,and is anecessary step to realize the integrity of theproduct life cycle. In thispaper,the influencing factors of theproductdisassembly line were analyzed in detail,and a comparision wasmade between the product disassemblyline and assembly line.Further, amulti-obje

22、ctive optimization model wasfounded to solve the balancingproblem of the product disassembly line.Key words Product Disassembly Line; Influencing Factors;Multi-Objective Optimization Model參考文獻(xiàn)1趙忠,謝家平,任毅.廢舊產(chǎn)品回收再制造計(jì)劃模式研究述評(píng)J.管理學(xué)報(bào),2008,5(2): 305-3112H.Wiendahl,B.Lorenz. The necessity for flexible and mo

23、dularstructures in hybriddisassembly processesJ. ProductionEngineering,1998,5:71-763S.G.Ponnambalam,P.Aravindan, G.M.Naidu. A comparative evaluationof assembly line balancingheuristicsJ. The International Journal ofAdvanced Manufacturing Technology,1999, 15: 577- 586.4A.Gungor,S.Gupta. A solution ap

24、proach to the disassembly linebalancing problem in thepresence of task failuresJ. InternationalJournal of Production Research,2001, 39(7): 1427-14675S.McGovern,S.Gupta. Ant colony optimization for disassemblysequencing with multipleobjectivesJ. International Journal ofAdvanced Manufacturing Technolo

25、gy,2006, 30:481-496由以上對(duì)拆卸線的分析可知，拆卸線的平衡問(wèn)題遠(yuǎn)比裝配線平衡問(wèn)題復(fù)雜。為簡(jiǎn)化問(wèn)題，作如下假設(shè)：各零部件的拆卸時(shí)間為確定的；對(duì)每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行完全拆卸；所有產(chǎn)品的零部件沒(méi)有經(jīng)過(guò)更換、升級(jí)或改造；每一個(gè)零部件的拆卸必須在一個(gè)工作站完成；分配給一個(gè)工作站的作業(yè)任務(wù)時(shí)間必須不能超過(guò)工作節(jié)拍(cycletime,CT)；各零部件之間的作業(yè)次序關(guān)系必須得到滿(mǎn)足。3.2 拆卸線平衡問(wèn)題的優(yōu)化模型裝配線平衡問(wèn)題通?？紤]單一目標(biāo)，與此不同，拆卸線的平衡問(wèn)題需要考慮多種目標(biāo)，為一多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。其目標(biāo)函數(shù)包括：最小化拆卸工作站的數(shù)量以及工作站的空閑時(shí)間；每個(gè)工作站的空閑時(shí)間盡可能一致

26、，從而使拆卸線達(dá)到平衡；盡早將有害或危險(xiǎn)零部件從產(chǎn)品中拆除；高需求零部件和低需求零部件的次序關(guān)系盡量為高需求零部件在前。（1）各工作站的空閑時(shí)間對(duì)于線平衡問(wèn)題，最理想的狀態(tài)是各工作站的空閑時(shí)間均為零多目標(biāo)優(yōu)化模型，即所有工作站都步調(diào)一致地全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)不能達(dá)到這一目標(biāo)時(shí)，通常設(shè)計(jì)各種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)生產(chǎn)線的運(yùn)行效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文借鑒 McGovern 和 Gupta(2006)，給出拆卸線的評(píng)價(jià)指標(biāo) F。設(shè)共有 n 個(gè)工作站，每個(gè)工作站的工作節(jié)拍，即工作站的最大工作時(shí)間相同，均為 CT。STj 為分配給工作站 j 的作業(yè)時(shí)間。在最理想的情況下，各工作站協(xié)調(diào)一致地按照節(jié)拍運(yùn)行，此時(shí)，評(píng)價(jià)指標(biāo) F 為零

27、。在實(shí)際運(yùn)行中，很難達(dá)到理想狀態(tài)，評(píng)價(jià)指標(biāo) F 大于零。目標(biāo)函數(shù)為最小化評(píng)價(jià)指標(biāo) F。這一點(diǎn)與通常的裝配線平衡問(wèn)題相同。約束條件為工作站的作業(yè)時(shí)間 STj 不大于工作站的工作站的工作節(jié)拍。目標(biāo)函數(shù)與約束條件可表示為：（2）危害零部件拆卸本文設(shè)立危害指數(shù)評(píng)價(jià)各零部件是否具有危害性，以及危害程度的大小。式中，H 表示零部件的危害指數(shù)。產(chǎn)品共有 m 個(gè)零部件，k 表示零部件在產(chǎn)品中的位置，以零部件的編號(hào)表示。k 值越小，表示其位置越靠前。hk 為(0,1)變量，當(dāng)零部件具有危害性時(shí)多目標(biāo)優(yōu)化模型，其值為 1；當(dāng)零部件沒(méi)有危害時(shí)，其值為 0。即：從危害指數(shù)的表達(dá)式可以看出，零部件的危害程度與其位置有很

28、大關(guān)系，當(dāng)危害零部件的位置靠前時(shí)，即 k 值較小，可以較早地拆除，從而造成的危害較??；當(dāng)危害零部件的位置靠后時(shí)，即 k 值較大，拆除順序靠后，從而造成的危害較大怎么寫(xiě)論文。危害零部件拆卸的目標(biāo)函數(shù)是最小化 H 值，即在拆卸排序時(shí)，盡量將危害零部件安排在靠前的位置，使 H 值盡可能小。目標(biāo)函數(shù)可表示為：（3）需求指數(shù)本文設(shè)立需求指數(shù)表示對(duì)不同零部件的需求程度。式中，D 表示零部件的需求指數(shù)。產(chǎn)品共有 m 個(gè)零部件，k 表示零部件在產(chǎn)品中的位置。dk 表示零部件 k 的需求量，為一整數(shù)。從表達(dá)式可以看出，零部件需求指數(shù)既與其需求量有關(guān)系多目標(biāo)優(yōu)化模型，也與其位置有關(guān)系。需求指數(shù)的目標(biāo)函數(shù)是最小化

29、D 值，即在拆卸排序時(shí)，盡量將需求量大的零部件安排在靠前的位置，從而使 D 值盡可能小。目標(biāo)函數(shù)可表示為：從以上分析看出，拆卸線平衡問(wèn)題為一多目標(biāo)優(yōu)化模型，由三個(gè)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成。4. 結(jié)語(yǔ)產(chǎn)品拆卸是實(shí)現(xiàn)廢舊產(chǎn)品回收再利用的重要手段，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期完整性與封閉性的必要環(huán)節(jié)。本文從七個(gè)方面詳盡分析了產(chǎn)品拆卸線的影響因素，并將產(chǎn)品拆卸線與產(chǎn)品裝配線作了對(duì)比。然后針對(duì)產(chǎn)品拆卸線的平衡問(wèn)題，構(gòu)建了多目標(biāo)優(yōu)化模型，該模型由三個(gè)目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成。如何設(shè)計(jì)算法對(duì)模型進(jìn)行求解是今后進(jìn)一步研究的方向。Study on the InfluencingFactors and balancing problem of t

30、heProduct Disassembly LineZHAO Zhong(College of Economics and Management, China University ofPetroleum, Qingdao, Shandong, 266555)Abstract Recycling of the discarded products is an effective modeto saveresource protect environment for the manufacturing corporation.Productsdisassembly is an important mean to implement the productrecycling,and is anecessary step to realize the integrity of theproduct life cycle. In thispaper,the influencing factors of theproductdisassembly line were analyzed in deta