基于RE的设备加权分布式布局设计与虚拟单元构建

发布时间：2017-04-01 08:06

  本文关键词：基于RE的设备加权分布式布局设计与虚拟单元构建，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：虚拟单元制造系统（Virtual Cellular Manufacturing System，简称VCMS），是成组技术兼顾效率和柔性的新型生产组织方式，受到了国内外不少学者的青睐。虚拟单元制造系统通过资源的动态逻辑成组生成虚拟单元对产品需求变化的加工任务迅速做出反应，保留了功能型布局灵活性的同时克服传统单元制造系统在重置布局方面的局限性，大大提高制造生产的灵活性和绩效水平。虚拟单元制造系统的柔性特质，主要得益于虚拟单元资源共享的灵活性，但比较虚拟单元制造系统与传统单元制造系统的特性，在传统功能型布局或者单元生产模式的布局上构建虚拟单元制造系统往往会造成零件加工的运输距离增大，，从而导致加工成本到生产制造成本增加的问题。因此，对于新建工厂可能进行虚拟单元制造系统生产的车间设备布局问题，提出了一个新的加权分布式布局，在新的布局上构建虚拟单元制造系统，既满足虚拟单元制造系统的柔性和生产效率要求，又在零件加工的物料运输上缩减成本。对于布局的设计以及虚拟单元的构建，都采用通用的加工能力单位——资源要素（Resource Elements,简称RE）的概念来表示设备的独有和共享能力以及零件的加工需求。除了能有效解决以上问题之外，提出了新的基于RE的布局设计方法，更是完善了RE在VCMS中的应用，为VCMS中各种加工资源提供了清晰的界定，为后续研究工作提供借鉴。 本文分三个阶段对这一复杂问题进行研究。第一个阶段研究的是设备加工能力分析和零件加工需求分析过程。用新的FGS聚类算法将设备加工能力和零件加工需求表示成资源要素集，对设备间独有和共有的加工能力及零件加工需求进行更明确的描述。第二个阶段研究的是基于资源要素的加权分布式布局的设计问题。用RE描述设备加工能力时考虑RE之间的权重而使更多的相关RE相邻，用遗传算法构建基于资源要素的加权分布式布局，最小化RE间总的最小加权距离来最小化物料运输成本。第三阶段研究的是在设计的基于RE加权分布式布局上构建虚拟单元制造系统，将设备、零件同时成组并分配到生成的虚拟单元中。 为验证本文研究方法在企业中的实际应用情况，本文对AEF电梯公司进行深入调研，分析目前企业生产管理现状及存在的问题，并对本文提出的方法应用在PM曳引机组件的零配件机加工过程，提出了相应的加权分布式布局的设计和虚拟单元构建，将改善前后的设计方案结果进行了对比，证实了本文研究方法的可行性及有效性。
【关键词】：资源要素 分布式布局 虚拟单元构建
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH16;TB491
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 第1章 绪论15-28
• 1.1 选题背景及研究意义15-16
• 1.2 分布式布局设计问题研究综述16-20
• 1.2.1 设备布局设计16-17
• 1.2.2 传统设备布局17
• 1.2.3 新型设备布局17-18
• 1.2.4 分布式布局发展综述18-20
• 1.3. 虚拟单元构建研究综述20-23
• 1.3.1 虚拟单元构建方法综述20-21
• 1.3.2 虚拟单元构建目标综述21-22
• 1.3.3 虚拟单元构建算法综述22-23
• 1.3.4 研究现状的评述及启示23
• 1.4 本文的研究内容、技术路线及创新点23-26
• 1.4.1 本文的研究内容23-24
• 1.4.2 本文的技术路线图24-26
• 1.4.3 本文的章节安排26
• 1.4.4 本文的创新点26
• 1.5 本章小结26-28
• 第2章 基于资源要素的加权分布式布局与虚拟单元构建的相关理论基础28-37
• 2.1 资源要素的相关理论28-30
• 2.1.1 资源要素的基本概念28-29
• 2.1.2 资源要素的特征29
• 2.1.3 基于资源要素的设备加工能力分析与其他方法的区别29-30
• 2.2 分布式布局设计的基本原理30-33
• 2.2.1 分布式布局的基本概念30-31
• 2.2.2 分布式布局的优势31
• 2.2.3 分布式布局的设计策略31-32
• 2.2.4 基于资源要素的分布式布局基本概念与问题描述32-33
• 2.3 虚拟单元构建的基本原理33-36
• 2.3.1 虚拟单元构建的问题描述33-34
• 2.3.2 影响虚拟单元构建的因素34
• 2.3.3 虚拟单元构建的原则34-35
• 2.3.4 虚拟单元构建的策略与方法35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 基于 RE 的设备加工能力分析与零件加工要求分析37-41
• 3.1 基于资源要素的设备加工能力分析问题描述37-38
• 3.2 设备加工能力分析与零件加工需求分析的聚类算法38-39
• 3.2.1 设备 FGS 聚类生成 RE38-39
• 3.2.2 零件加工要求与 RE 的映射39
• 3.3 算例研究39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 基于 RE 的加权分布式布局设计41-53
• 4.1 问题描述41
• 4.2 RE 间的权重计算41-42
• 4.3 基于 RE 的加权分布式布局问题的建模42-43
• 4.3.1 假设条件42
• 4.3.2 模型的数学描述与参数设置42-43
• 4.4 基于 RE 的加权分布式布局模型的求解43-46
• 4.4.1 遗传算法的基本思想43
• 4.2.2 遗传算法的步骤43-46
• 4.5 算例研究46-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 基于 RE 的虚拟单元构建53-60
• 5.1 问题描述53
• 5.2 基于 RE 的虚拟单元构建问题的建模53-56
• 5.2.1 总体特征及假设条件53
• 5.2.2 数学描述及参数设置53-54
• 5.2.3 目标函数与约束条件54-56
• 5.3 算例研究56-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 案例分析60-70
• 6.1 案例应用企业的基本概况60-61
• 6.1.1 企业的概况60
• 6.1.2 企业生产管理中现存问题60-61
• 6.2 案例应用过程及相应数据61-65
• 6.2.1 案例应用的框架61-63
• 6.2.2 案例应用的相应数据63-65
• 6.3 案例应用虚拟单元构建的结果65-69
• 6.3.1 虚拟单元构建的结果65-67
• 6.3.2 有效性和可行性研究67-69
• 6.4 本章小结69-70
• 总结与展望70-72
• 参考文献72-77
• 攻读学位期间所取得的相关科研结果77-78
• 致谢78-79
• 详细摘要79-83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张超;常秀娟;冯烨;;基于混合遗传算法的设备布局设计[J];组合机床与自动化加工技术;2010年09期

  本文关键词：基于RE的设备加权分布式布局设计与虚拟单元构建，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：280267