基于單元制造的可添-刪機(jī)器的車(chē)間布局方法優(yōu)化研究.pdf

1、在當(dāng)今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，制造業(yè)所面臨的市場(chǎng)已由“賣(mài)方”市場(chǎng)轉(zhuǎn)向“買(mǎi)方”市場(chǎng)，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(chǎng)需求環(huán)境下產(chǎn)生的先進(jìn)生產(chǎn)制造方式，是實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性和單件訂貨生產(chǎn)柔性的有效技術(shù)途徑。
　　 本文針對(duì)現(xiàn)代制造車(chē)間的特點(diǎn)，基于集成設(shè)計(jì)的思想提出了一種可添加/刪除設(shè)備的車(chē)間單元布局設(shè)計(jì)模式。在機(jī)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(jì)兩個(gè)階段(單元構(gòu)建

2、和單元系統(tǒng)布局)所面臨的關(guān)鍵問(wèn)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(jì)易偏離最優(yōu)解的缺點(diǎn)，從方法上保證了模型設(shè)計(jì)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(xiàn)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(shí)情況，研究了考慮多工藝路線(xiàn)選擇的單元構(gòu)建與單元內(nèi)設(shè)備布局的集成設(shè)計(jì)方法，避免了分步式優(yōu)化易使解空間遭受損失的缺點(diǎn)。利用遺傳算法(GA)作為模型的求解算法，在

3、編碼過(guò)程中進(jìn)行輸出修正，避免了進(jìn)化過(guò)程中產(chǎn)生非法后代。模型將產(chǎn)品最優(yōu)工藝路線(xiàn)、單元構(gòu)建個(gè)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(jì)后再分配的困難。利用文獻(xiàn)中的典型算例進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比，說(shuō)明了該方法的有效性與實(shí)用性。
　　 其次，對(duì)于單元系統(tǒng)布局問(wèn)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(mǎn)足單元形狀約束和設(shè)備拆裝選擇等缺點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際情況，將設(shè)備拆遷成本作納入到目標(biāo)成本內(nèi)，設(shè)計(jì)了成本約束，避免設(shè)備變動(dòng)

4、對(duì)兩個(gè)布局階段造成的耦合關(guān)系。針對(duì)以往研究中普遍存在的損害解空間、需要修復(fù)操作以保證解的合法性等局限，提出了一種凈間距坐標(biāo)的編碼/解碼方法，避免了布局過(guò)程中的設(shè)備重疊。提出的編碼方式有助于遺傳算法的運(yùn)算和表達(dá)，并以相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性，取得了滿(mǎn)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(biāo)，進(jìn)行單元布局的整體設(shè)計(jì)，較好的實(shí)現(xiàn)了單元構(gòu)建和單元系統(tǒng)布局的集成設(shè)計(jì)。并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了算法的有效性。實(shí)驗(yàn)證