考虑生产周期与产能约束的制造系统双重资源优化配置方法研究

发布时间：2021-04-02 11:45

　　针对多品种小批量生产模式、单元式流水化车间布局的制造系统已经被普遍认可。合理优化配置这类制造系统的设备和人力资源可最大限度的为企业节约成本,并保证产能和交货期,从而提高产品或部件的齐配套性,减少在制品库存,缩短生产周期,从而降低生产成本,提高企业的竞争力和效益。本文的目标是：针对多品种小批量生产模式、单元式流水化车间布局的制造系统,研究制造资源（包括设备和人力资源）优化配置方法,即在同时满足平均产能约束和平均生产周期约束条件下,最小化制造系统的投资成本。由于平均产能和平均生产周期与这类制造系统的单元构成模式、缓存区的大小、调度策略等要素都有关系,且无法用封闭形式描述,成为这类制造系统资源优化配置的难点所在。本文采用了近似方法加以处理,用近似约束替代原有无法用封闭形式表示的约束构成近似优化问题。本文通过建立制造系统双重资源配置仿真实验平台,获得仿真实验数据,分别用线性回归分析和BP神经网络建立原问题的近似优化问题。前者将回归模型替代原有约束,从而获得原问题的近似线性整数规划数学模型,再用线性整数规划求得此近似模型的最优解；后者用神经元网络替代原有约束,从而获得原问题的近似非线性整数规划模... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：164 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
目录
CONTENTS
图表索引
CHART INDEX
第一章 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 制造系统的特点与生产组织方式
        1.1.2 单元式流水化车间双重资源配置难点分析
        1.1.3 课题研究的实际与理论意义
    1.2 国内外相关领域研究现状
        1.2.1 制造系统设计与规划的研究
        1.2.2 制造系统设备能力规划的研究现状及发展动态
        1.2.3 制造系统人力资源规划的研究现状及发展动态
        1.2.4 双重资源约束的系统研究
        1.2.5 研究综述总结与问题分析
    1.3 本文的课题来源及研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究目标及主要内容
        1.3.3 章节组织结构
    1.4 本章小结
第二章 制造系统双重资源优化配置问题
    2.1 引言
    2.2 问题描述
    2.3 数学模型
        2.3.1 符号说明
        2.3.2 问题形式化描述
        2.3.3 存在问题
    2.4 求解思路
    2.5 本章小节
第三章 制造系统双重资源配置仿真平台
    3.1 引言
    3.2 需求分析
        3.2.1 仿真实验目标
        3.2.2 仿真实验内容
    3.3 仿真平台设计与开发
        3.3.1 总体设计
        3.3.2 Agent架构
        3.3.3 定单模型
        3.3.4 生产资源
        3.3.5 仿真策略
        3.3.6 生产车间实体流程图
        3.3.7 功能模块设计及实现
    3.4 仿真模型的建立与求解实验
        3.4.1 仿真模型的建立
        3.4.2 求解实验
        3.4.3 结果讨论
    3.5 正交试验设计与结果
        3.5.1 试验指标
        3.5.2 确定试验因素
        3.5.3 正交表设计
        3.5.4 仿真实验结果
    3.6 本章小节
第四章 基于回归统计的制造系统双重资源近似优化配置问题
    4.1 引言
    4.2 平均产能与平均生产周期的回归模型建立
        4.2.1 近似优化求解思路
        4.2.2 统计回归分析
        4.2.3 平均产能的近似约束
        4.2.4 平均生产周期近似约束
    4.3 线性整数规划求解制造系统双重资源配置问题
        4.3.1 问题形式化描述
        4.3.2 数学模型
        4.3.3 实例计算
        4.3.4 求解结果分析
    4.4 本章小节
第五章 基于BP神经网络的制造系统双重资源近似优化配置问题
    5.1 引言
    5.2 平均产能与平均生产周期的网络模型构建
        5.2.1 BP网络结构的确定
        5.2.2 训练样本
        5.2.3 参数的确定
        5.2.4 误差评定指标
        5.2.5 算例分析
    5.3 分支定界法求解制造系统双重资源配置问题
        5.3.1 问题形式化描述
        5.3.2 数学模型
        5.3.3 问题求解思想
        5.3.4 算法步骤
        5.3.5 实例计算
        5.3.6 求解结果分析
    5.4 本章小节
第六章 制造系统人力资源计划
    6.1 引言
    6.2 人力资源计划问题描述
    6.3 基于工作组多类人员协同工作人力资源计划模型
        6.3.1 问题形式化描述
        6.3.2 数学模型
        6.3.3 实例计算
    6.4 考虑合同期的多类人员协同工作人力资源计划模型
        6.4.1 问题形式化描述
        6.4.2 数学模型
        6.4.3 实例计算
    6.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间以第一作者发表的论文
攻读学位期间承担和主要参与的项目
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]双资源约束作业车间调度算法研究[J]. 李兢尧,孙树栋,黄媛,王宁.  机械工程学报. 2010(22)
[2]基于正交试验的作业车间瓶颈识别方法[J]. 翟颖妮,孙树栋,王军强,王萌.  计算机集成制造系统. 2010(09)
[3]基于典型零件的模具企业中长期设备资源规划建模[J]. 俞爱林,陈庆新,毛宁.  模具工业. 2009(08)
[4]可重组制造系统缓冲区容量的优化研究[J]. 宋士刚,李爱平,徐立云.  计算机集成制造系统. 2008(10)
[5]随机生产环境下的模具制造单元资源配置[J]. 黎文瑞,陈庆新,毛宁,俞爱林.  计算机集成制造系统. 2007(11)
[6]一类多资源作业车间混合优化调度方法[J]. 李淑娟,李言,刘志刚.  系统工程学报. 2007(05)
[7]双资源作业车间智能优化调度[J]. 孙志峻,朱剑英.  东南大学学报(自然科学版). 2005(03)
[8]串行生产线的状态及输出与其缓冲区容量的关系分析[J]. 丁广太,涂菶生.  南开大学学报(自然科学版). 1999(04)

硕士论文
[1]基于改进人工神经网络法的短期负荷预测[D]. 吴功高.华北电力大学（北京） 2007



本文编号：3115217