船舶企业虚拟制造单元瓶颈缓冲区问题研究

发布时间：2017-06-07 23:11

  本文关键词：船舶企业虚拟制造单元瓶颈缓冲区问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济的快速发展和技术的不断提高,市场竞争变得越来越激烈,消费者的需求也更具多样化,这就使得多品种小批量的生产方式逐渐成为主流的生产方式。为适应多样、动态和复杂的市场环境,对制造型企业就提出了更高的要求。因此,采用先进的制造技术和高效地管理机制,来提高生产系统的效率、柔性和竞争能力,已经成为研究的热点问题。虚拟制造单元系统作为单元制造系统的新发展,正逐渐成为一种受到人们重视的先进制造方式。在虚拟制造单元(以下简称虚拟单元)的生产过程中,由于设备的共享,物料的输运,设备的生产能力有限等情况,造成资源冲突等问题,瓶颈资源得不到很好地利用。充分改善瓶颈资源的利用率可以提高虚拟单元生产系统的能力,因此在系统调度的过程中,如何有效的提高瓶颈资源的使用效率尤为重要。本文主要针对的是已识别出的瓶颈资源,设置瓶颈缓冲区来缓解生产过程中的突发状况对瓶颈造成的波动,并对虚拟单元内瓶颈缓冲区容量及其调度问题进行了分析研究。首先,通过对虚拟单元实际调度过程中存在的问题及关键链项目管理技术进行研究,提出通过关键链项目管理原则设置瓶颈缓冲区可缓解虚拟单元内瓶颈资源、生产波动等因素带来的不利生产影响。在虚拟单元生产系统中设置瓶颈缓冲区,缓冲区的问题主要包括容量大小和位置问题,为简化处理,本文针对缓冲区容量大小进行研究,以满足项目完工时间最小的情况下缓冲区容量最优为目标建立缓冲区容量优化函数模型,并结合设备的故障率及其修复率对缓冲容量大小进行进一步的分析,并利用改进粒子群算法进行求解。其次,在考虑缓冲容量的基础上分析虚拟单元缓冲区动态调度问题,结合船体分段加工工艺和形状特征,以缓冲区资源利用率最大化为目标构建了船舶制造企业缓冲区调度优化模型,并采用改进人工蜂群算法进行运算。最后,为了验证本文所提出的调度方法在实际生产过程中的适用性,本文详细介绍了HDZH船厂分段制造车间的具体生产管理方面的一些基本情况,并把本文提出的虚拟单元的调度方式运用到该船厂的生产车间,对其结果进行分析总结,验证了本文方法的可行性和有效性。
【关键词】：船舶制造企业 虚拟制造单元 瓶颈资源 缓冲区
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F426.474;F273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 绪论14-24
• 1.1 选题背景及研究意义14-16
• 1.1.1 选题背景14-15
• 1.1.2 研究意义15-16
• 1.2 虚拟单元调度研究现状16-21
• 1.2.1 虚拟单元动态调度问题综述16-18
• 1.2.2 虚拟单元瓶颈资源管理研究综述18-19
• 1.2.3 瓶颈前缓冲区调度研究综述19-20
• 1.2.4 相关研究现状的评述及启示20-21
• 1.3 研究内容、技术路线及创新点21-23
• 1.3.1 研究内容21
• 1.3.2 技术路线21-23
• 1.3.3 章节安排23
• 1.3.4 创新点23
• 1.4 本章小结23-24
• 第2章 理论基础24-35
• 2.1 虚拟单元制造系统概述24-28
• 2.1.1 虚拟单元发展脉络24-26
• 2.1.2 虚拟单元相关的概念26-27
• 2.1.3 与其他生产方式的比较27-28
• 2.2 虚拟单元调度的相关理论28-29
• 2.2.1 虚拟单元动态调度特点28
• 2.2.2 虚拟单元动态调度的重要性28-29
• 2.3 瓶颈资源相关理论29-31
• 2.3.1 瓶颈管理的概念29-30
• 2.3.2 瓶颈资源管理方式30-31
• 2.4 关键链理论基础31-34
• 2.4.1 关键链的概念31
• 2.4.2 关键链项目计划模型31-33
• 2.4.3 关键链缓冲区33
• 2.4.4 缓冲区动态调度方法研究介绍33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 虚拟单元缓冲区容量优化模型研究35-46
• 3.1 缓冲区问题介绍35
• 3.2 缓冲区容量问题35-37
• 3.2.1 缓冲区容量描述36-37
• 3.2.2 求解难点及解决方法37
• 3.3 瓶颈缓冲区模型37-39
• 3.3.1 假设条件37-38
• 3.3.2 模型建立38-39
• 3.4 算法求解39-41
• 3.4.1 粒子群算法流程39-40
• 3.4.2 编码和解码40-41
• 3.5 算例研究41-45
• 3.5.1 数据分析41-43
• 3.5.2 结果分析43-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 虚拟单元缓冲区调度优化模型研究46-57
• 4.1 问题模型46-50
• 4.1.1 问题描述46-47
• 4.1.2 虚拟单元分段缓冲区调度模型47-50
• 4.2 分段在缓冲区的排放方式50-51
• 4.3 模型求解51-53
• 4.3.1 算法框架51
• 4.3.2 适应度函数的计算51
• 4.3.3 引领蜂搜索51
• 4.3.4 跟随蜂搜索51-52
• 4.3.5 人工蜂群算法求解52-53
• 4.4 算例研究53-56
• 4.4.1 数据分析53
• 4.4.2 结果分析53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 案例分析57-65
• 5.1 案例应用对象的基本情况57-58
• 5.1.1 企业情况57
• 5.1.2 HDZH生产管理模式57-58
• 5.2 案例应用及相关生产数据分析58-61
• 5.2.1 案例应用的框架58-59
• 5.2.2 生产数据59-61
• 5.3 案例应用结果及分析61-64
• 5.3.1 虚拟单元调度结果甘特图61-62
• 5.3.2 缓冲区容量优化结果62-63
• 5.3.3 可行性及有效性分析63-64
• 5.4 本章小结64-65
• 总结与展望65-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间所取得的相关科研结果71-72
• 致谢72-73
• 详细摘要73-75

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