不确定条件下退役乘用车拆解深度决策与产线平衡优化研究

不确定条件下退役乘用车拆解深度决策与产线平衡优化研究

论文摘要

退役乘用车相对于其他退役产品而言,具有大型、复杂、精密的特点,而且由于含有危险零部件和环境有害物质,受国家政策法规的严格监管,因此,其拆解流程长、拆解难度大、拆解成本高。然而,目前我国报废汽车拆解行业技术水平较低,仍以手工拆解为主,不能满足大产能、高效率、绿色化的高质量发展需求。本文针对拆解对象的复杂性、拆解目标的多样性、拆解深度的不确定性等不确定条件,围绕退役乘用车泛化拆解成本评估和拆解深度决策、退役乘用车节拍式拆解工艺规划与拆解产线的平衡优化两个关键技术问题,开展泛化拆解成本评估、拆解深度及拆解顺序的多目标优化、节拍式拆解工艺与拆解产线规划、高效柔性拆解线平衡优化等关键技术研究,提出基于动态模糊聚类算法的泛化拆解成本评估方法、基于改进遗传算法的拆解深度决策方法以及不确定条件下拆解线物流分析逻辑仿真模型和节拍式拆解工艺规划,为退役乘用车产品的大规模、高柔性、绿色化拆解提供理论依据和关键技术支撑,并且为丰富本领域的相关基础理论和方法论,提供基本原理和实践案例。论文的主要内容和创新性成果包括以下几个方面:(1)针对不确定条件下的退役乘用车拆解成本评估问题,在退役乘用车完全拆解试验的基础上,提出了基于动态模糊聚类算法的泛化拆解成本评估方法,通过零部件拆解难度的泛化分类,实现了从零部件到整车拆解成本的快速评价,为企业快速预测拆解成本提供了有效方法。(2)针对不确定条件下退役乘用车拆解深度决策的多目标优化问题,提出了基于矩阵编码和精英策略的改进遗传算法,通过经济性、环境影响、技术可行性等适应度参数的加权求解和种群进化过程,实现了在选择性拆解条件下,帕累托最优拆解顺序的启发性求解,为拆解企业寻求经济、环境效益最大化的拆解深度决策提供了理论指导。(3)针对不确定条件下退役乘用车拆解产线的规划与平衡优化问题,基于真实的拆解线布局、物流和拆解试验参数,提出了拆解线物流分析逻辑仿真模型和节拍式拆解工艺规划,通过物流分析系统仿真,实现了大产能、高效率、柔性兼容退役乘用车拆解线拆解节拍和拆解顺序的平衡调度与产能优化,为退役乘用车柔性高效拆解线示范工程建设的可行性论证提供了理论依据。本文在现代生产绿色化和可持续制造的背景下,结合统计学、模糊数学、运筹学、人因工程学、智能算法和物流仿真分析等多学科理论方法,为不确定条件下退役乘用车拆解深度决策与拆解线平衡优化研究开辟了新的途径,具有重要的理论与实践意义。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 常用术语中英文对照表
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 不确定性的概念
  •   1.3 国内外研究现状
  •     1.3.1 退役乘用车拆解技术
  •     1.3.2 拆解线的设计、优化、评价技术
  •     1.3.3 不确定性的研究
  •     1.3.4 现有研究的不足
  •   1.4 研究思路
  •     1.4.1 研究目标
  •     1.4.2 拟解决的关键技术问题
  •     1.4.3 技术路线
  •   1.5 论文的主要内容和贡献
  •     1.5.1 主要内容
  •     1.5.2 论文结构
  •     1.5.3 主要贡献
  •     1.5.4 论文来源
  • 第二章 退役乘用车回收拆解过程中的不确定性问题及其处理方法研究
  •   2.1 引言
  •   2.2 不确定性问题的数学研究基础
  •     2.2.1 不确定性问题的描述及分类
  •     2.2.2 基于遗传算法的不确定性处理方法
  •     2.2.3 基于模糊聚类的不确定性处理方法
  •     2.2.4 基于AHP技术的不确定性处理方法
  •   2.3 退役乘用车收集和拆解回收过程中的不确定性问题及其处理方法研究
  •     2.3.1 退役乘用车收集过程中存在的不确定性
  •     2.3.2 退役乘用车拆解过程中存在的不确定性
  •     2.3.3 退役乘用车回收利用过程中存在的不确定性
  •     2.3.4 本文研究所涉及的不确定性
  •   2.4 案例分析:基于AHP技术的退役乘用车拆解模式评价与决策研究
  •     2.4.1 退役乘用车的拆解模式
  •     2.4.2 基于AHP技术的退役乘用车拆解模式评价方法
  •     2.4.3 不确定条件下拆解模式的决策结果与讨论
  •   2.5 本章小结
  • 第三章 不确定条件下退役乘用车拆解深度多目标决策优化研究
  •   3.1 引言
  •   3.2 退役乘用车的拆解决策优化
  •     3.2.1 拆解企业经营模式与拆解决策
  •     3.2.2 退役乘用车的拆解决策优化问题
  •   3.3 基于模糊聚类的退役乘用车泛化拆解成本的评估方法
  •     3.3.1 退役乘用车的精细化拆解试验
  •     3.3.2 基于拆解难度的退役乘用车拆解成本评估分析流程
  •     3.3.3 基于拆解难度的拆解成本动态聚类分析
  •     3.3.4 拆解难度权重值的确定方法
  •     3.3.5 退役乘用车泛化拆解成本模型及其误差估计方法
  •   3.4 基于矩阵编码和精英策略的退役乘用车拆解决策多目标优化的改进遗传算法
  •     3.4.1 退役乘用车选择性拆解的问题规划
  •     3.4.2 面向拆解深度和拆解顺序的改进遗传算法研究
  •     3.4.3 面向拆解深度和拆解顺序的退役乘用车拆解决策多目标优化
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 不确定条件下的退役乘用车节拍式拆解工艺与拆解线规划研究
  •   4.1 引言
  •   4.2 退役乘用车节拍式拆解工艺研究
  •     4.2.1 退役乘用车的报废量预测
  •     4.2.2 退役乘用车拆解线的节拍设计
  •     4.2.3 影响退役乘用车节拍式拆解的不确定性因素与应对策略
  •     4.2.4 退役乘用车拆解工艺试验
  •     4.2.5 退役乘用车的节拍式拆解工艺规划
  •   4.3 退役乘用车柔性高效拆解线的布局规划
  •     4.3.1 拆解线规划设计原则
  •     4.3.2 拆解线总体规划
  •     4.3.3 预处理工位的布局规划
  •     4.3.4 地面拆解线的布局规划
  •     4.3.5 空中拆解线的布局规划
  •   4.4 退役乘用车柔性高效拆解线的柔性转载输送系统
  •     4.4.1 退役乘用车柔性高效拆解线的柔性转载车型界定
  •     4.4.2 退役乘用车柔性高效拆解线的柔性转载平台研究
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 不确定条件下退役乘用车柔性高效拆解线的平衡与优化研究
  •   5.1 引言
  •   5.2 退役乘用车柔性高效拆解线的不确定因素与应对策略
  •     5.2.1 拆解顺序Pareto最优下的拆解线平衡问题
  •     5.2.2 退役乘用车柔性高效拆解线不平衡问题的应对策略
  •   5.3 退役乘用车柔性高效拆解线一体化预处理工位的平衡与优化
  •     5.3.1 环保预处理基本工序
  •     5.3.2 环保预处理工序间的逻辑关系
  •     5.3.3 环保预处理工序间逻辑关系的优化
  •     5.3.4 环保预处理工序的平衡调度
  •   5.4 退役乘用车柔性高效拆解线的平衡与优化
  •     5.4.1 退役乘用车柔性高效拆解线的平衡问题
  •     5.4.2 退役乘用车柔性高效拆解线仿真模型
  •     5.4.3 退役乘用车柔性高效拆解线的平衡与优化仿真结果与讨论
  •     5.4.4 退役乘用车柔性高效拆解线的拆解工艺优化改进
  •     5.4.5 退役乘用车柔性高效拆解线的线体优化改进
  •   5.5 拆解线示范工程的验证
  •   5.6 本章小结
  • 第六章 全文总结
  •   6.1 研究内容总结
  •   6.2 论文创新点
  •   6.3 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文
  • 攻读学位期间参与的项目
  • 攻读学位期间申请的专利
  • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 张春亮

    导师: 陈铭

    关键词: 退役乘用车,不确定性,拆解深度,多目标优化,拆解线平衡与优化

    来源: 上海交通大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 数学,环境科学与资源利用

    单位: 上海交通大学

    基金: 国家高技术研究发展计划(863计划)(编号 2013AA040202):退役乘用车高效拆解破碎分选技术及装备示范,国家自然科学基金项目(编号:51675343))

    分类号: X705;O224

    DOI: 10.27307/d.cnki.gsjtu.2019.000356

    总页数: 167

    文件大小: 20352K

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