基于單元制造的可添-刪機器的車間布局方法優(yōu)化研究.pdf

1、在當今的市場經(jīng)濟環(huán)境下，制造業(yè)所面臨的市場已由“賣方”市場轉(zhuǎn)向“買方”市場，使得以“產(chǎn)品為中心”的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)向“以顧客為中心”。單元制生產(chǎn)方式是適合于目前多品種、少批量市場需求環(huán)境下產(chǎn)生的先進生產(chǎn)制造方式，是實現(xiàn)批量生產(chǎn)經(jīng)濟性和單件訂貨生產(chǎn)柔性的有效技術(shù)途徑。
　　 本文針對現(xiàn)代制造車間的特點，基于集成設(shè)計的思想提出了一種可添加/刪除設(shè)備的車間單元布局設(shè)計模式。在機器數(shù)量發(fā)生變化的條件下，全面考察了單元布局設(shè)計兩個階段(單元構(gòu)建

2、和單元系統(tǒng)布局)所面臨的關(guān)鍵問題及重要要素，建立了相關(guān)的優(yōu)化模型和求解算法，避免了傳統(tǒng)孤立分步設(shè)計易偏離最優(yōu)解的缺點，從方法上保證了模型設(shè)計的整體質(zhì)量。
　　 首先，從物流成本和設(shè)備拆裝成本的角度研究了產(chǎn)品多工藝路線選擇、制造單元分組，以及單元系統(tǒng)布局三者之間的聯(lián)系，結(jié)合現(xiàn)實情況，研究了考慮多工藝路線選擇的單元構(gòu)建與單元內(nèi)設(shè)備布局的集成設(shè)計方法，避免了分步式優(yōu)化易使解空間遭受損失的缺點。利用遺傳算法(GA)作為模型的求解算法，在

3、編碼過程中進行輸出修正，避免了進化過程中產(chǎn)生非法后代。模型將產(chǎn)品最優(yōu)工藝路線、單元構(gòu)建個數(shù)和單元內(nèi)設(shè)備布局結(jié)果同步輸出，避免了在設(shè)計后再分配的困難。利用文獻中的典型算例進行測試和對比，說明了該方法的有效性與實用性。
　　 其次，對于單元系統(tǒng)布局問題，提出了基于多行連續(xù)優(yōu)化的單元系統(tǒng)布局模型，克服了傳統(tǒng)方塊布局模型難以滿足單元形狀約束和設(shè)備拆裝選擇等缺點。根據(jù)實際情況，將設(shè)備拆遷成本作納入到目標成本內(nèi)，設(shè)計了成本約束，避免設(shè)備變動

4、對兩個布局階段造成的耦合關(guān)系。針對以往研究中普遍存在的損害解空間、需要修復操作以保證解的合法性等局限，提出了一種凈間距坐標的編碼/解碼方法，避免了布局過程中的設(shè)備重疊。提出的編碼方式有助于遺傳算法的運算和表達，并以相關(guān)實驗驗證了該算法的有效性，取得了滿意的效果。
　　 最后，在前期工作完成的基礎(chǔ)上，本文以最小化總成本為目標，進行單元布局的整體設(shè)計，較好的實現(xiàn)了單元構(gòu)建和單元系統(tǒng)布局的集成設(shè)計。并通過實例說明了算法的有效性。實驗證