基于混合算法的车间布局多目标优化及仿真研究
[Abstract]:The equipment layout planning and design of manufacturing system has been regarded as one of the most critical and difficult tasks in industrial system, which is an important factor to improve the production efficiency and reduce the operating cost. Since the reform and opening up, the manufacturing industry of our country has been developing continuously and rapidly, but there is still a certain gap with the advanced level of the world, especially the lack of enough attention to the layout and design of the equipment, the layout of the factory and the improvement of the main designer's experience. Therefore, the modeling, solving and simulation optimization of this kind of problem are studied in this paper. The main work of this paper is as follows: (1) the equipment layout optimization problem belongs to combinatorial optimization problem in theory and NP-hard problem in solving. In this paper, we propose a hybrid algorithm of two subgroups and two strategies for reference to the related ideas in game theory. By means of payment utility matrix and flexible control of the allocation and call order of the algorithm, the algorithm selects the best search algorithm for each subgroup participating in the optimization, and realizes the two-subgroup independent parallel optimization. The proposed hybrid algorithm is applied to function optimization. The simulation results show that the proposed hybrid algorithm is effective when the single optimization algorithm in the hybrid strategy has different search characteristics. And it shows good performance in search accuracy and convergence speed. (2) equipment layout problems often have multiple design optimization objectives in engineering practice, which are related to each other, restrict each other, and some of them contradict each other. The improvement of the performance of one target may lead to the degradation of the performance of other targets, that is, there is no one scheme to achieve the optimal performance of all objectives at the same time. Therefore, weight setting is a difficult problem in multi-objective optimization. Based on this, this paper proposes to use the priority operator in the field of multi-criteria decision-making to calculate the weight in the multi-objective optimization, so that the size of the weight is closely related to the attribute value of the candidate scheme. And the compensation transaction mechanism between different targets is avoided effectively. (3) aiming at the multi-objective optimization problem of multi-row equipment layout, this paper takes the equipment layout of Y Company as the research object. A mathematical model with minimization of material handling cost and maximization of area utilization ratio is established and solved by PSO-CS hybrid algorithm based on game theory. Compared with PSO-CS single optimization algorithm and GA algorithm, PSO-CS has better optimization effect on material handling cost and surface utilization ratio. Thus, the initial layout scheme of Y driver plus area equipment is obtained. (4) due to a series of simplification and assumptions made in the modeling process, the layout scheme based on mathematical model is different from the actual engineering. Therefore, in this paper, the optimization algorithm is combined with computer simulation technology to simulate and analyze the layout scheme of PSO-CS solution using Plant Simulation, and the corresponding improvement suggestions are put forward in view of the existing problems. The simulation results show that, The improved layout has a good effect in increasing production capacity, reducing material flow and balancing machine load.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB491
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,本文编号:2180636
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