考虑随机返修的模具设计项目群仿真分析及其控制策略

发布时间：2017-04-11 00:44

  本文关键词：考虑随机返修的模具设计项目群仿真分析及其控制策略，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：模具工业是现代制造业重要基础之一。模具订单都需要技术部门先行设计才能交由生产部门进行生产,设计先于生产,设计服务于生产。换句话说,模具设计的时间过长会严重影响模具生产的剩余缓冲时间,可能会最终导致模具生产的拖期。模具制造是典型的订货型单件小批量制造模式,其设计过程复杂,不仅设计任务多,设计周期长,而且几乎每一套模具都需要重新设计。此外,在模具设计的过程中还存在客户确认问题,即模具设计的某些环节需要将设计好的内容发给客户去确认,客户确认没有问题,就进入下一个设计环节,否则将进行修改或者重新设计。由于客户确认的时长和客户确认的次数不确定,导致设计项目的设计完成时间不可控。本文将研究模具设计过程中,设计返修环节对模具设计项目群拖期总成本的影响,以及适合于模具设计项目控制的高效策略。本文的具体研究工作如下：(1)仿真分析设计返修对模具拖期总成本的影响。以模具设计项目管理为背景,分析了模具设计项目管理的特点以及所面临的问题。建立了模具设计项目仿真模型。根据仿真研究的需要,对仿真系统的可信性进行了分析,提出了保证仿真系统可信性及仿真结果置信区间精度的最少仿真次数的求解方法。验证了所提出的求解方法。根据研究对象的实际现状对研究场景及研究对象的状态进行了合理的分类。随机生成了模具设计项目案例,选择三种经典优先规则为项目群仿真策略,设计了大量的仿真实验。通过从不同角度对比和分析实验结果,得到了设计返修对模具设计项目拖期总成本的影响程度结论。(2)构建面向静态带返修模具设计项目群的控制策略。描述了模具设计项目群静态随机调度问题,并提出了基于项目排序策略的简化方法及其应用机制。分析了遗传算法求解项目排序策略的可行性,并构建具体的遗传算法。设计了相应的计算实例,并将遗传算法所得排序策略求解结果与五种优先规则对应策略所得结果进行比对。结果表明,遗传算法所得排序策略能够获得比基于优先规则的控制策略更优的解,能够有效求解静态模具设计项目群拖期总成本控制问题。(3)构建面向动态带返修模具设计项目群的控制策略。描述了模具设计项目群动态随机调度问题。介绍了动态调度问题的国内外研究现状。分析了在动态模具设计项目群随机调度过程中,影响模具设计项目拖期总成本的主要因素。基于该分析提出了一种启发式算法WPR,并在此基础上提出了一种WPR规则与动态调度策略相结合的改进启发式算法IWPR。最后设计了计算实验,结果表明本章所提出的启发式算法WPR和改进启发式算法IWPR够有效求解动态模具设计项目群拖期总成本控制问题。(4)在对模具设计项目相关问题分析研究的基础上,介绍了运用C#编程语言和SQLServer数据库技术设计开发“模具设计项目管理系统”的大体方案。详细地描述了系统的需求分析、功能模块的设计、数据库模型的建立、总体框架的搭建等过程。该系统目前已经成功地应用于国内某大型模具企业中,并对该企业的信息化起到重要作用。该信息化系统方案可供相关模具企业参考和借鉴。本文通过研究模具设计过程中随机设计返修对模具设计项目群拖期总成本的影响,建立了模具设计项目仿真分析模型,分别构建了面向静态模具设计项目群的排序控制策略,面向动态模具设计项目群的启发式算法WPR及其改进算法IWPR。介绍了模具设计项目管理系统的开发过程,为相关模具企业的信息化提供参考和借鉴。
【关键词】：模具设计 随机返修 仿真分析 遗传算法 启发式算法
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.9;TG76
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 课题来源15
• 1.2 选题背景及研究意义15-16
• 1.3 模具设计项目管理背景介绍16-20
• 1.3.1 典型模具设计部门组织架构16-17
• 1.3.2 轮胎模具设计流程17-19
• 1.3.3 模具设计项目的定义19-20
• 1.4 模具设计项目管理所面临的问题20-23
• 1.4.1 模具设计关联影响分析20-21
• 1.4.2 模具设计项目的研究场景及分类21
• 1.4.3 模具设计项目管理问题的特点与难点21-23
• 1.5 国内外研究概况23-25
• 1.6 本文的主要内容25-27
• 1.6.1 随机返修对模具设计项目拖期成本的影响分析25
• 1.6.2 基于遗传算法的静态模具设计项目群控制策略25
• 1.6.3 基于启发式算法的动态模具设计项目群控制策略25
• 1.6.4 模具设计项目管理系统开发25-26
• 1.6.5 本文的组织结构图26-27
• 第二章 随机返修对模具设计项目拖期成本的影响分析27-51
• 2.1 模具设计项目仿真建模27-30
• 2.2 系统仿真次数确定30-38
• 2.2.1 仿真系统的可靠程度分析30-31
• 2.2.2 系统仿真次数的确定方法31-34
• 2.2.3 系统仿真次数确定实例34-38
• 2.3 实验设计38-41
• 2.3.1 模具设计场景以及状态分类38-39
• 2.3.2 仿真实验数据39-41
• 2.3.3 基于经典规则的仿真控制策略41
• 2.4 仿真结果41-47
• 2.4.1 紧急状态41-44
• 2.4.2 宽松状态44-47
• 2.5 仿真结果分析47-49
• 2.6 本章小结49-51
• 第三章 基于遗传算法的静态模具设计项目群控制策略51-69
• 3.1 静态项目群随机调度国内外研究概述51
• 3.2 带返修模具设计项目静态随机调度问题描述51-54
• 3.3 基于排序策略的简化数学模型及其应用机制54-55
• 3.4 遗传算法在模具设计项目调度问题中的可行性分析55-56
• 3.5 求解模具设计项目排序策略的遗传算法设计56-64
• 3.5.1 遗传算法基本概念及流程56-57
• 3.5.2 基因编码设计57-58
• 3.5.3 初始种群的设计58
• 3.5.4 适应度函数设计58-59
• 3.5.5 选择操作的设计59
• 3.5.6 交叉操作的设计59-62
• 3.5.7 变异操作的设计62-63
• 3.5.8 运行参数设计63-64
• 3.6 实验算例64-67
• 3.6.1 实验数据64-65
• 3.6.2 仿真策略65-66
• 3.6.3 实验结果及分析66-67
• 3.7 本章小结67-69
• 第四章 基于启发式算法的动态模具设计项目群控制策略69-83
• 4.1 动态项目群随机调度国内外研究概述69-70
• 4.2 带返修模具设计项目动态随机调度问题描述70-73
• 4.3 基于经典优先规则的动态项目群控制策略73-74
• 4.4 基于启发式算法WPR的动态项目群控制策略74-75
• 4.5 最优WPR算法调节系数的确定方法75-78
• 4.5.1 动态项目群案例设计75-77
• 4.5.2 仿真结果及最优参数确定77-78
• 4.6 基于改进启发式算法IWPR的动态项目群控制策略78-80
• 4.7 实验算例80-81
• 4.7.1 实验结果80
• 4.7.2 实验分析80-81
• 4.8 本章小结81-83
• 第五章 应用系统开发与实现83-95
• 5.1 系统背景83-84
• 5.2 系统需求分析84-85
• 5.2.1 系统目标84
• 5.2.2 系统用例图84-85
• 5.3 系统设计与实现85-94
• 5.3.1 系统开发环境与体系结构85-87
• 5.3.2 系统模块设计87-93
• 5.3.3 系统数据库设计93-94
• 5.6 本章小结94-95
• 结论与展望95-97
• 研究结论95-96
• 研究展望96-97
• 参考文献97-103
• 攻读学位期间发表的论文103-107
• 致谢107

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