人机协同双边装配线平衡：模型、算法及应用

　　本书结合汽车装配企业的需求，针对人机协同双边装配的能力规划与作业调度，挖掘人机装配能力特性、系统特有约束，构建了问题的模型和智能算法。研究成果将丰富现有的装配调度理论，有望提升我国汽车装配的管理水平，促进我国装配制造业的自动化和智能化升级。本书可作为机械工程、管理科学和工程、计算机科学和技术等学科的教师、学生和相关研究人员的参考书，书中提供的模型和算法也可协助装配线优化工程师实现双边装配线的持续改进。

　　武汉科技大学机械自动化学院博士生导师、国家二级教授、生产系统工程研究所所长。1992年毕业于东北大学机械系，2000年于武汉科技大学获工学硕士学位，2005年于武汉理工大学获工学博士学位，2008年赴美国普林斯顿大学复杂系统实验室交流访问。主持三项国家自然科学基金面上项目及高等学校博士学科点博导类课题等，参与国家*或省级项目多项。在《Applied Mathematical Modeling》、《Energy》、《机械工程学报》等国内外重要学术期刊和会议上发表论文100余篇，被SCI/EI/ISTP收录50余篇、合作发表论著2部、取得国家发明专利2项。现为美国ASME会员、计算机集成制造系统理事、湖北省运筹学学会理事、湖北省工业工程学会理事、EJOR等权威期刊的审稿专家。获“三八红旗手标兵”、“巾帼十佳”、武汉市优秀论文奖、武汉市科学技术成果奖、中国机械工程学会优秀论文、机械工程学会嘉奖等荣誉，列入2017 年《机械工程学报》高被引作者榜单，2017年12月获国家自然科学基金委机械工程学科2016 年度结题优秀奖。

第1章绪论(1)
1.1装配线平衡优化问题(1)
1.1.1装配线的特征和应用(1)
1.1.2装配线平衡问题(2)
1.2人机协同装配线平衡优化(3)
1.2.1员工装配线平衡问题(3)
1.2.2机器人装配线平衡问题(4)
1.2.3人机协同装配平衡问题(5)
1.3双边装配线平衡优化(6)
1.3.1双边装配线布局(6)
1.3.2双边装配线平衡问题(7)
1.3.3人机协同双边装配线平衡问题(8)
1.4双边装配线平衡问题的求解方法(9)
1.4.1精确方法(9)
1.4.2启发式算法(10)
1.4.3智能优化算法(11)
1.5本书的特色和主要内容(11)
本章参考文献(12)
第2章员工双边装配线平衡优化(15)
2.1问题描述(15)
2.2研究概述(17)
2.3双边装配线平衡问题的数学模型(19)
2.3.1混合整数规划模型(20)
2.3.2模型的拓展(20)
2.4双边装配线平衡问题的编码和解码(21)
2.4.1双边装配线平衡问题的编码(21)
2.4.2双边装配线平衡问题的解码(23)
2.5单解智能算法(25)
2.5.1编码、解码和邻域结构(25)
2.5.2模拟退火算法(26)
2.5.3延迟接受爬山算法(27)
2.5.4禁忌搜索算法(28)
2.5.5变邻域搜索算法(29)
2.5.6迭代贪婪算法(29)
2.5.7迭代局部搜索算法(31)
2.6案例测试和结果分析(32)
2.6.1实验设计(32)
2.6.2不同的解码和节拍获取方式性能对比(34)
2.6.3实验结果分析及讨论(37)
本章参考文献(47)
第3章机器人双边装配线平衡优化(56)
3.1问题描述(56)
3.2研究概述(57)
3.3机器人双边装配线平衡问题的数学模型(59)
3.4群智能算法(61)
3.4.1编码和解码(62)
3.4.2采取的邻域结构(63)
3.4.3遗传算法(64)
3.4.4离散粒子群算法(65)
3.4.5原始布谷鸟搜索算法(66)
3.4.6离散布谷鸟搜索算法(67)
3.4.7原始人工蜂群算法(68)
3.4.8改进人工蜂群算法(68)
3.5案例测试和结果分析(70)
3.5.1实验设计(70)
3.5.2参数校验(72)
3.5.3实验结果分析及讨论(73)
本章参考文献(86)
第4章人机共线双边装配线平衡优化(90)
4.1问题描述(90)
4.2研究概述(91)
4.3人机共线双边装配线平衡优化模型(92)
4.3.1混合整数规划模型一(92)
4.3.2混合整数规划模型二(94)
4.3.3模型的拓展(96)
4.4智能优化算法(97)
4.4.1编码、解码和邻域结构(97)
4.4.2原始人工蜂群算法(99)
4.4.3人工蜂群算法1(100)
4.4.4人工蜂群算法2(101)
4.4.5改进人工蜂群算法(101)
4.4.6原始蜂群算法(103)
4.4.7改进蜂群算法(104)
4.4.8案例展示(105)
4.5案例测试和结果分析(106)
4.5.1实验设计(106)
4.5.2对比结果与讨论(108)
本章参考文献(119)
第5章人机协同双边装配线平衡优化(121)
5.1问题描述(121)
5.2研究概述(122)
5.3人机协同双边装配线平衡优化模型(124)
5.3.1人机串行协同装配线平衡数学模型(124)
5.3.2人机并行协同装配线平衡数学模型(126)
5.3.3模型的拓展(128)
5.4智能优化算法(129)
5.4.1编码、解码和邻域结构(130)
5.4.2原始候鸟优化算法(132)
5.4.3改进候鸟优化算法1(132)
5.4.4改进候鸟优化算法2(134)
5.4.5案例展示(136)
5.5案例测试和结果分析(138)
5.5.1实验设计(138)
5.5.2对比结果与讨论(140)
本章参考文献(151)
第6章考虑成本和效率的人机协同双边装配线的多目标优化(154)
6.1问题描述(154)
6.2研究概述(154)
6.3多目标人机协同双边装配线平衡优化模型构建(156)
6.3.1考虑人机串行协作的多目标模型(156)
6.3.2考虑人机并行协作的多目标模型(158)
6.4多目标优化算法(160)
6.4.1编码和解码(160)
6.4.2邻域结构和交叉操作(162)
6.4.3快速非支配遗传算法(162)
6.4.4多目标模拟退火算法(164)
6.4.5原始多目标人工蜂群算法(167)
6.4.6改进多目标人工蜂群算法(168)
6.4.7多目标候鸟优化算法(168)
6.4.8案例展示(169)
6.5案例测试和结果分析(171)
6.5.1实验设计(171)
6.5.2多目标算法评价指标(172)
6.5.3对比结果与讨论(174)
本章参考文献(185)
第7章人机协同双边装配线平衡实例研究(189)
7.1背景介绍(189)
7.2员工双边装配线平衡优化案例(190)
7.3人机协同双边装配线平衡优化案例(202)
7.4考虑成本和效率的人机协同双边装配线的多目标优化案例(205)