基于公理设计的敏捷车间规划关键技术研究

发布时间：2020-04-30 23:52

【摘要】：随着产品个性化需求以及全球性竞争的加剧，对于制造系统的敏捷性要求越来越高。敏捷制造车间作为产品生产的重要场所，其规划技术的先进性直接影响产品的生产周期与成本。但是当前的车间规划技术主要基于经验或局部优化技术，难于满足现代车间规划的需求。基于车间规划技术在制造业中的重要地位和敏捷制造车间的实际需求，，本文提出了基于公理设计的敏捷车间规划技术，建立了基于公理设计的敏捷车间规划框架，并从基于独立公理的敏捷车间布局优化技术、基于公理设计的多属性决策技术、制造车间敏捷规划平台开发和敏捷建模技术等方面进行了研究。 由于车间规划技术对于企业的生产经营具有重要影响，本文分析了车间规划技术在国内和国外的研究内容与研究现状，指出当前车间规划技术的研究方法所存在的问题以及车间规划技术未来发展方向，在此基础上提出了基于公理设计的敏捷车间规划技术。把先进设计理论引入到车间规划领域，克服了现有车间规划方法主要基于经验和过程而缺乏系统的理论指导的缺陷。 建立了基于公理设计的敏捷车间规划层次模型及层间映射模型，把车间规划过程划分为车间层、单元层和工位层三个层次，实现车间规划的由顶向下、逐层细化过程；在此基础上建立了基于公理设计的敏捷车间规划总体框架，实现了规划组织过程与公理设计过程并行推进，有效地减少由于任务分配不当造成的设计组之间沟通不畅与设计迭代，提高了布局设计的可靠性和设计效率。针对敏捷制造车间规划问题，建立了基于公理设计的多空间映射模型，分析了车间规划过程中各个空间之间的交互关系，结合基于公理设计的车间层规划过程，通过设施组、任务组、设计组之间的映射，分析了设计组之间的协调关系，有效减少了因设计组之间任务迭代所引起的时间浪费。 运用独立公理分析了现有布局优化过程中存在的耦合性问题，提出了敏捷车间集成多目标布局优化过程。对敏捷车间集成多目标布局优化过程中的敏捷车间的单元构建、设备选择、物流网络构建、输入/输出站位置确定、生产运作性能等关键问题进行了详细分析，建立了具有纵向固定通道的multi-bay布局问题的多目标求解数学模型。在新的集成多目标优化过程指导下所得到的优化方案更加可靠，更能够满足敏捷制造车间要求。 分析了多属性决策中的相关性问题，提出了基于公理设计的多属性决策方法，最大程度减少了决策过程中的目标冲突问题；并对信息公理中的信息量计算方法进行了改进，使其能够兼顾系统能力和决策者满意度，更适合于解决多属性决策问题。提出的基于设计公理的多属性决策过程为多次重复决策提供了新的思路。 为了方便所研究的基于公理设计的敏捷车间规划技术在实际中的应用，开发了基于公理设计的制造车间敏捷规划平台。对基于布局沙盘的模型快速反求方法进行了研究，为了把车间布局数字模型快速转化为仿真模型，建立了制造系统分层面向对象赋时有色Petri网（HOTCPN）模型，并开发相应软件，把HOTCPN模型的控制逻辑自动转化为eM-Plant仿真模型的控制逻辑，实现了车间仿真模型的快速建模过程。该平台为基于公理设计的敏捷车间规划技术在现实中的应用提供了便捷工具、增强了技术可用性。 最后，以对某企业焊装车间的规划作为基于公理设计的敏捷车间规划技术的实际工程应用。初步验证了所提出的基于公理设计的敏捷车间规划技术的在敏捷车间规划中的可行性和有效性。
【图文】：

图 2.5 基于公理设计的车间规划模型，车间布局规划首先是一个设计过程，同时是一个典济、产品、设备、人员等多种问题，是一项复杂的系论的敏捷车间规划过程，建立了如图 2.6 所示的车间

所示的车间层
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH186

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本文编号：2646314