基于实时状态信息的混流装配生产优化与仿真技术研究

发布时间：2016-12-06 17:33

  本文关键词：基于实时状态信息的混流装配生产优化与仿真技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华中科技大学》 2012年

基于实时状态信息的混流装配生产优化与仿真技术研究

王楠  

【摘要】：混流装配生产是现代离散制造业普遍采用的生产方式,由于共线生产不同产品,面对的是更加复杂的装配过程,因而其产品投产排序、物料配送等生产管理中的核心问题比一般流水线更为复杂。本文以准时制生产(Just In Time, JIT)环境下的混流装配线为研究对象,探讨混流装配的产品投产排序问题、基于实时生产状态信息下的物料配送问题以及提高混流装配线快速响应能力的仿真方法,并以汽车总装车间为例进行验证。 首先,综述了目前混流装配线相关关键技术的国内外研究现状,分析了产品投产顺序对混流装配线的影响；从生产物流的作业层入手,介绍了目前混流装配生产的物料配送模式并指出其存在的问题；以汽车装配生产为例,说明当前存在的各种问题并给出解决思路。 接着,围绕混流装配线产品投产排序问题,为了满足物料消耗平准化、装配线停线时间最小化及产品切换时装配线调整时间最小化,设计了加权决策的多目标优化模型,并设计了一种改进的遗传算法用于该问题的求解,通过实例分析,以该计算结果作为混流产品生产的投放顺序,能够有效保证基于物料消耗平准的目标、装配线停线时间最小的目标及产品切换时装配线调整时间最小的目标。 针对制造企业现阶段获取生产状态信息的手段落后,信息传递欠缺标准化、信息量有限且难以普及到装配车间所有生产对象的问题,本文提出将RFID (Radio Frequency IDentification)技术应用于混流装配车间,提出基于RFID技术的混流装配车间生产管理模型,给出了该模型的框架结构及集成运行模式；通过实时跟踪在制品信息,将生产过程信息与物料配送集成,提高混流装配生产中物料配送的准确性、敏捷性,将被动的物料配送变主动式配送；提出基于总时间惩罚函数最小化的确定配送人员最佳出发时间的算法,保证了装配线在不因缺料而停工的情况下将单次配送量、配送种类最大化。 针对装配过程中的物料需求计算难以与产品的装配进程有机结合的问题,以产品的制造BOM (Bill of Material, BOM)为基础,以工位的物料需求为中心,提出工位物料配送BOM,对装配工位的物料动态需求进行规划；实时生产状态下的物料需求计划可作为合理组织安排物料配送车辆的依据,对混流装配线物料配送车辆路径问题进行界定及描述,给出该问题的数学模型,并通过标准测试算例验证之前提出的改进遗传算法的可行性及有效性,并将该算法用于求解配送车辆的最佳路径。 针对如何提高制造系统仿真模型重用性等问题,从模型中资源的组织形式和模型的控制逻辑出发,提出了基于数据驱动与层次化控制模型相结合的建模与仿真方法,实现仿真模型的自动生成,并结合数据驱动的方式,快速实现仿真模型中车间物理布局和资源数量的调整以及装配工位的重新划分,实现对制造系统的仿真分析。 最后,以汽车生产企业的总装车间为例,将RFID技术应用于该车间的重点生产对象,对标签、设备等进行物理部署,详细阐述了基于RFID技术的生产管理体系结构,简要介绍了针对该总装车间的实际需求开发的车间生产管理系统及其应用效果。

【关键词】：
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH186
【目录】：

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【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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【参考文献】

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【同被引文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前10条

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【二级参考文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前10条

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本文编号：206724