基于Witness的曲轴制造车间仿真优化

发布时间：2017-09-27 07:32

  本文关键词：基于Witness的曲轴制造车间仿真优化

  更多相关文章： 六缸曲轴生产线 仿真 调度 遗传算法 Witness

【摘要】：在现代生产中，如何提高制造企业车间中设备的利用率，提高产品的质量并降低产品的生产成本，从而使得生产线的效率得到提高是企业最为关心的问题之一，而决定这些问题的关键主要在于企业生产线调度策略的好与坏。本文研究的对象是威海天润曲轴有限公司，由于曲轴结构的复杂性导致的生产过程中经常会要求一台机床需要进行不同的加工工艺，这种情况下很容易导致车间调度工作量的增加，加剧了设备选择的难度，如果调度不佳，还容易增加工件加工的等待时间，大大增加了曲轴生产线的调度难度。因此，为了提高生产线的运转效率，只考虑一台设备的调度是不能满足要求的，只有同时考虑多种调度策略和仿真模型进行结合，才能满足要求。这样做的好处是不仅可以看到仿真的结果，而且可以通过仿真建模的结论来对调度方案的优劣进行验证。本文在分析了天润公司六缸钢轴生产线特性的基础上，对其进行仿真，并采用遗传算法对调度问题进行了求解和分析。 (1)采用Witness对天润公司的六缸钢轴生产线的仿真模型进行建立。根据仿真的要求，对复杂和不稳定的现实情况进行简化，在此基础上给出约束条件，在建立各工序的子模型基础上对生产线的总模型进行建立。 (2)由于曲轴生产线的复杂性，根据曲轴生产线的特性，采用针对复杂不规则生产的调度方法，这种方法与传统的车间调度方法不同，不是只针对单一流水线的，或只针对Job Shop车间的，而是能够完成对复杂生产系统调度问题的求解。 (3)对天润公司曲轴生产系统的特性进行分析，然后对调度问题进行简化，转换成为一个寻找最优投料方式和加工顺序的问题，在仿真模型中对每一个投料方式和加工顺序进行求解和分析，并对他们的优劣进行排序。 (4)采用遗传算法求解天润公司六缸钢轴生产线的调度问题，，同时结合Witness软件和遗传算法，对调度的策略进行编码使其适应采用的算法，对不同的投料方式和加工顺序进行计算和分析，达到提高产品的质量并降低产品的生产成本，从而使得生产线的效率达到提高的目的。
【关键词】：六缸曲轴生产线 仿真 调度 遗传算法 Witness
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH186
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 生产系统的建模与仿真10-11
• 1.2.2 作业车间调度问题11-12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.4 本文结构安排13-14
• 第2章 天润曲轴生产系统14-23
• 2.1 威海天润公司简介14-16
• 2.1.1 天润公司产品生产概况14-15
• 2.1.2 天润公司车间调度现状15-16
• 2.2 车间调度理论16-18
• 2.2.1 经典 Job-shop 车间调度问题16-17
• 2.2.2 经典 Flow-shop 车间调度问题17
• 2.2.3 天润曲轴生产系统特性分析17-18
• 2.3 天润曲轴复杂生产系统模型及调度问题18-20
• 2.3.1 天润曲轴复杂生产系统模型18-20
• 2.3.2 复杂生产系统的调度20
• 2.4 投料策略20-21
• 2.5 工件调度规则21-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 六缸钢轴生产线分析与建模23-34
• 3.1 离散事件系统仿真流程23-25
• 3.2 Witness 仿真软件介绍25
• 3.3 六缸钢轴生产线描述25-27
• 3.4 建立六缸钢轴生产线的仿真模型27-33
• 3.4.1 整体建模思路27
• 3.4.2 仿真模型的建模元素27-28
• 3.4.3 工序子模型的建立28-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 基于规则的六缸钢轴生产线调度分析34-43
• 4.1 主要的指标参数34
• 4.2 基于仿真模型的生产线投料策略的实现34-40
• 4.2.1 固定在制品水平投料策略的实现34-36
• 4.2.2 负载调节投料策略的实现36-38
• 4.2.3 固定时间间隔投料策略的实现38-39
• 4.2.4 三种投料策略对比39-40
• 4.3 基于仿真模型的生产线工件调度规则的实现40-42
• 4.3.1 固定时间间隔下各工件调度规则仿真41
• 4.3.2 固定在制品水平下各工件调度规则仿真41-42
• 4.3.3 负载调节下各工件调度规则仿真42
• 4.4 本章小结42-43
• 第5章 基于遗传算法的六缸钢轴生产线调度优化43-51
• 5.1 优化算法的选择43
• 5.2 遗传算法的基本原理43-45
• 5.2.1 常规遗传算法的流程44-45
• 5.2.2 Witness 软件中 GA 的使用45
• 5.3 基于遗传算法的调度策略45-46
• 5.3.1 编码方法45-46
• 5.3.2 采用遗传算法进行优化的基本流程46
• 5.4 仿真结果分析46-50
• 5.5 本章小结50-51
• 结论51-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 个人简历57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曹政才;余红霞;乔非;;基于Petri网与遗传算法的半导体生产线建模与优化调度[J];电子学报;2010年02期

2 肖粲俊;陈禾;黄俊兵;姚进;;半导体封装测试生产线模型及其调度方法[J];北京理工大学学报;2013年11期

3 张洪业;金刚;王宇新;;微粒群算法在印染企业车间调度中的研究应用[J];计算机工程与应用;2009年21期

4 高广章;孙建华;;动作分析法在生产线平衡中的应用[J];机械设计与制造;2007年07期

5 叶晓素;蔡勇;;基于人因工程的生产线平衡的研究[J];机电工程技术;2009年09期

6 章桥新;平恩贤;王龙;;基于控制图法的生产线平衡方法研究[J];机械制造;2011年05期

7 扈静;刘明周;雷经发;葛茂根;陈诚和;;基于仿真的车间生产线动态平衡方法[J];农业机械学报;2009年03期

8 肖燕;李云云;贾秋红;周康渠;;基于Witness的某发动机总装车间生产系统仿真设计与参数优化[J];机械科学与技术;2012年11期

9 魏安立;马琳;胡登山;;基于Witness轿车焊装车间焊接生产线的仿真与优化研究[J];精密成形工程;2013年02期

10 廖华飞,张林搚,肖田元,曾理,古月;An Interactive Assembly Process Planner[J];Tsinghua Science and Technology;2004年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李莉;柔性作业车间调度中的群智能优化算法研究[D];东北林业大学;2011年

本文编号：928420