基于变邻域遗传算法的RMS布局设计方法

管贤平

（江苏大学 现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，镇江 212013）

0 引言

随着市场需求的多样化和个性化，能以较低成本快速响应市场需求的可重构制造系统（RMS）得到广泛关注[1]。布局设计问题是已知负载流量，根据给定系统可能的分布位置，确定各个工作站在车间的位置分布，以使得总物流成本最小化[2]。在可重构制造环境下，需要快速改变系统的构形，以适应不断变化的生产需求，对布局问题的求解时间和求解质量提出很高的要求。Meng等[3]提出可重构布局问题。本文针对基于AGV的RMS的布局设计要求，综合考虑AGV空载和负载路程，提出高效、求解质量高的变邻域遗传算法。

1 布局设计问题模型

本文作如下假设：每个工作站s有一个加载点Ps和一个卸载点Ds；车间中可分配的位置数量与待分配的工作站数量相等，每个位置只能分配一个工作站。AGV在工作站之间的路径段可双向行走。工作站w到工作站u之间的负载流量fwu给定，Ps、Dt之间的最短路径长度为LPsDt，工作站的单位重构成本为CR，系统上一生产周期的初始布局为工作站w到工作站u之间的空载流量为

决策变量为Hws。假如工作站w分配到位置s，则Hws＝1，否则为0。

布局设计问题的目标是最小化包括物流路程和工作站重构成本在内的总物流成本J：

其中Δw为工作站w是否重构的指示变量：

需要满足以下的约束条件：

位置约束：

流量约束：

布局设计问题是一个复杂的非线性规划问题，最优化方法难以求解大规模的问题，这里采用启发式方法：遗传算法（GA）。……