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基于多模型的层次式车间布局研究与系统开发

发布时间:2018-02-27 22:10

  本文关键词: 层次布局策略 eM-plant 遗传算法 混合编码 设计空间缩减 出处:《西南交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:由于客户的个性化需求不断变化,市场需要快速响应以应对这种变化,这对当今企业的生产运营带来了不小的挑战。车间设施布局设计是生产规划的关键问题之一,是影响车间物流成本的重要因素,如何设计出一个符合生产要求的设施布局不仅是企业关心的核心问题,也是国内外学者研究的热门课题。本文针对企业需求、结合实际生产情况,并对国内夕外现有的设施布局技术进行综合分析,提出多模型的层次布局策略,有效快速地解决该类车间设施布局的完整性问题,改善NP难的属性,在此基础上开发车间布局原型系统,来验证研究成果的有效性和可行性。本论文的主要研究工作如下:(1)分析和调研国内外对设施布局设计方法的研究现状,梳理研究思路,明确研究目的,并在此基础上开展本文的研究内容。(2)研究车间布局设计的内涵和分类,并分析现有车间布局设计技术的优缺点,对经典的设计布置技术进行综述,在此基础上提出层次布局策略,并详细阐述该策略的思想及流程。(3)通过研究现有车间布局模型和评价指标,结合功能区布局的特点建立二次分配模型;研究eM-plant仿真技术的主要步骤和方法以及在车间设备布局中的应用;建立基于QAP的功能区布局仿真模型,利用遗传算法工具箱进行仿真优化。(4)针对总体布局建立多行布局的混合整数规划模型,利用遗传算法进行优化;采用整数编码、二进制编码、实数编码三种编码方式进行混合编码;将SLP方法得到的布局解替代初始种群中的部分个体;采用拉丁超立方抽样法确定抽样样本,获取其仿真样本集;通过自组织映射方法对收敛参数集映射,实现遗传算子取值范围的缩减。(5)将遗传算法和计算机辅助技术有效结合起来,基于C#}0MATLAB混合编程方式开发一套层次式车间布局原型系统。通过上述研究和应用工作,本文试图解决离散制造系统车间布局问题,为之提供科学的理论依据及便利的决策支持。
[Abstract]:Because of the changing individual demand of customers, the market needs to respond quickly to this change, which brings a great challenge to the production and operation of today's enterprises. The layout design of workshop facilities is one of the key problems in production planning. It is an important factor that affects the cost of workshop logistics. How to design a facility layout that meets the production requirements is not only the core problem of the enterprise concerned, but also a hot topic studied by domestic and foreign scholars. This paper aims at the demand of the enterprise. According to the actual production situation and the comprehensive analysis of the existing facilities layout technology in China, a multi-model hierarchical layout strategy is put forward, which can effectively and quickly solve the integrality problem of this kind of workshop facility layout and improve the NP-hard attribute. On this basis, the prototype system of workshop layout is developed to verify the validity and feasibility of the research results. The main research work of this paper is as follows: 1) analyzing and investigating the present research situation of facility layout design methods at home and abroad, combing the research ideas. On the basis of this, the connotation and classification of workshop layout design are studied, and the advantages and disadvantages of existing workshop layout design technology are analyzed, and the classical design layout technology is summarized. On this basis, the hierarchical layout strategy is put forward, and the idea and flow of the strategy are described in detail. By studying the existing workshop layout model and evaluation index, the secondary distribution model is established according to the characteristics of the functional area layout. The main steps and methods of eM-plant simulation technology and its application in workshop layout are studied, and the function area layout simulation model based on QAP is established. Genetic algorithm toolbox for simulation optimization. 4) for the overall layout of the mixed integer programming model, using genetic algorithm to optimize, using integer coding, binary coding, The three coding methods of real number coding are mixed coding, the layout solution obtained by SLP method is used to replace some individuals in the initial population, the Latin hypercube sampling method is used to determine the sampling sample, and the simulation sample set is obtained. By using self-organizing mapping method to map convergent parameter sets, the value range of genetic operator can be reduced. (5) genetic algorithm and computer aided technique are effectively combined together. Based on the mixed programming method of C #} 0MATLAB, a hierarchical shop layout prototype system is developed. Through the above research and application work, this paper attempts to solve the workshop layout problem of discrete manufacturing system, and provides scientific theoretical basis and convenient decision support for it.
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP311.52;TB491

【参考文献】

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本文编号:1544523

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