基于物流量和负载均衡的单元制造优化方法研究

发布时间：2017-11-02 17:01

  本文关键词：基于物流量和负载均衡的单元制造优化方法研究

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【摘要】：单元制造系统针对现今企业多品种、中小批量的生产模式具有非常好的效果，能极大的增加企业的灵活性和竞争力，从而越来越受到学术界和企业界的重视。 单元制造系统包含三个方面的内容：单元构建、单元布局、单元管理。本论文的研究内容包含单元构建和单元布局两方面。针对单元构建问题，考虑的因素包括零件的生产批量、零件的多工艺路径、加工时间、加工时序、机床加工能力限制等，建立了基于单元内、单元间物流量控制和机床负载均衡的多目标优化函数。通过机床零件相关矩阵中的空闲和例外元素反映制造单元内和制造单元间的物流量，从而把最优化物流量问题转化为最小化相关矩阵中的空闲和例外元素之和。针对零件的加工时序，考虑了加工过程中存在单元交叉情况下中间工序造成单元间物流量成倍增长的问题。针对单元数量问题，提出了一种数学化的方法，建立以单元数量为未知量，单元内和单元间物流量为目标的数学模型，通过求解导数得到最优单元数。针对单元布局问题，建立了基于物理位置信息和单元之间物流量信息的目标函数，，把相互之间具有较大物流量的单元布置在位置相邻的地方，从而方便运输并节约成本。 本文利用遗传算法对问题进行优化求解。针对各零件的加工路径的选择问题，构建了一种三段式的染色体，分别代表机床、零件的分配信息以及各零件选择的加工路径。针对本文中目标函数包含的三个方面的内容，通过利用遗传算法对一个数字算例进行求解，再同其他文献进行比较，从而验证本文中构建的模型的优越性。 最后，将本文中的模型应用于某齿轮生产企业，对车间内的机床和零件进行布置，实现单元制造，然后进行单元布局，得到各单元的具体布置。单元制造系统建立后，车间生产物流量得到有效控制，机床的负载得到明显均衡。
【关键词】：单元构建 单元布局 物流量 机床负载均衡
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH164
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 选题依据与研究意义10-11
• 1.2 单元制造的研究现状11-13
• 1.3 本文主要工作13
• 1.4 论文结构13-14
• 1.5 论文的创新点14-15
• 第二章 单元制造的定义和内容15-28
• 2.1 单元制造的定义15
• 2.2 单元制造的形成方式和特征15-17
• 2.3 单元构建技术17-21
• 2.3.1 单元构建描述17-19
• 2.3.2 单元构建结果的评价19-20
• 2.3.3 单元构建相关技术路线20-21
• 2.4 遗传算法21-27
• 2.4.1 遗传算法简介21
• 2.4.2 遗传算法的特点21-22
• 2.4.3 遗传算法的运算过程22-25
• 2.4.4 单元构建时考虑的因素25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 单元制造系统数学模型的构建28-46
• 3.1 引言28
• 3.2 单元构建28-34
• 3.2.1 单元构建的目标30-31
• 3.2.2 单元构建数学模型31-34
• 3.3 单元数量的确定34-42
• 3.3.1 构建数学模型34-36
• 3.3.1.1 符号标记34-35
• 3.3.1.2 单元内和单元间物流量成本的定义35-36
• 3.3.2 实例演示36-42
• 3.3.2.1 最优单元数量的确立36-38
• 3.3.2.2 有效性测试38-42
• 3.4 单元布局42-45
• 3.4.1 单元布局的数学模型42-43
• 3.4.2 示例演示43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 单元制造数学模型的求解46-56
• 4.1 引论46
• 4.2 算例求解46-52
• 4.2.1 染色体的构建48
• 4.2.2 算法过程48-51
• 4.2.3 输出结果51-52
• 4.3 结果对比和评价52-54
• 4.4 单元布局54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 实例演示56-68
• 5.1 需求分析56-57
• 5.2 制造单元的构建57-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 本文的主要工作68
• 6.2 进一步工作展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-77
• 攻硕期间取得的研究成果77-78

【参考文献】

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中国硕士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：1132341