机械加工车间设备布局优化模型及求解算法研究

发布时间：2020-10-21 10:03

　　 车间设备布局设计是制造系统规划中的重要一环,其结果对生产系统运行过程中的物料搬运费用、搬运效率,乃至系统的产能、生产效率等均有较大影响。尽管车间布局设计研究一直方兴未艾,但由于问题的NP难的属性和实际布局问题的多样性,以及随着制造理念和制造模式的发展变化,现有的大量设计模型及求解算法也已经越来越难以适应现代制造车间布局设计的需要。本论文以四川某公司机械加工车间为主要研究对象,针对多品种小批量式制造车间的特点,对车间设备布局优化模型及其算法进行研究,主要做了以下工作: 首先,论文对国内外设备布局的研究现状进行综述,对车间布局的基本理论与方法进行分析与总结,为后文布局模型及算法的研究奠定了理论基础。 其次,详尽的分析了多品种小批量生产方式的特点及此种生产方式布局的特点,提出了此种生产方式下的设备布局目标。接着,将布局目标转换为包含物流成本、搬运时间、面积利用率的综合目标函数,并提出了设备布局的约束条件。 再次,详尽的分析了遗传算法与模拟退火算法的基本理论、运算过程和优缺点,针对两种算法的优缺点设计了遗传-模拟退火算法。该算法继承了遗传算法及模拟退火算法的优点,同时又克服了遗传算法局部寻优较差及模拟退火算法求解效率较低的问题,是一种非常适合求解设备布局问题的算法。 最后,在以上理论研究的基础上,将本文的研究成果应用于四川某公司机械加工车间的设备布局问题,在完成车间物流分析后,应用混合算法对该车间设备布局进行了求解,并求出了该车间的最优解。接着,将该算法与标准遗传算法与标准模拟退火算法进行了对比验证,最终证明了该混合算法的可行性与有效性。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TH18
【部分图文】：

图 2.1 设施布置基本形式Fig.2.1 Basic types of facility layout 成组原则布置组原则布置又称为混合原则布置。在产品品种较多，每种产品的下，将工件按其外型与加工工艺的相似性进行编码分组，同组零过行加工。同时，将设备成组布置，即把使用频率高的机器群按组合成成组制造单元，整个生产系统由数个成组制造单元构成。有流水生产效率，又有机群式布置的柔性，可以提高设备开动率加工时间。原则布置适用于多品种、中小批量的生产类型[44]。 固定工位式布置品固定工位式布置适用于大型设备如飞机、轮船的制造过程。产置上，所需设备、人员、物料均围绕产品布置，这种布置方式在用。 U 型布局

图 2.2 物流路径图Fig.2.2 Logistics road map程图图显示从收货、储藏、各部件生产、预装配、总装、打所经的路线。这些路线可画在工厂的布局图上。每个圆圈表示生产、部件装配、总装和打包，直到结束在这张表上，每个生产操作、每个工种和每个部分都包条水平线上。部件的数目决定操作表的大小与复杂程度12121212零件4零件3零件2零件1

图 2.5 车间平面布置设计过程Fig.2.5 Design process of workshop layout chart突出车间布置设计，可把车间布置设计前各个阶段工作的结果作理，包括工艺流程 R，辅助服务部门 S 及生产时间安排 T，这样就厂布置模型，如图 2.6 所示。
【引证文献】

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本文编号：2849981