成本导向型装配线平衡问题仿真研究

摘要

装配线是一类流水型生产系统,用于大量标准产品的生产中。装配线平衡问题就是在给定的约束条件下,将所有作业按照一定的规则分配到不同的工作站中,使得系统目标最优。装配线平衡问题是一个重要的生产管理问题,装配线的平衡直接影响到装配线的效率和成本。
　　当前制造业的竞争已非常激烈,尤其在我国这个制造业大国,企业为求生存发展必须尽可能的降低产品成本,而产品成本直接受装配线的平衡状况的影响。另一方面,实际生产中的装配线平衡状况并不令人满意,学术界对该问题的研究很难在实际生产中应用。正是在这种背景下,本文对成本导向型装配线平衡问题进行了研究,以期通过装配线的平衡降低产品成本。
　　本文首先回顾和总结了装配线平衡问题国内外研究现状和仿真优化研究现状,在此基础上提出了将仿真优化方法用于该问题的求解;接着对设有缓冲的成本导向型装配线平衡问题进行了数学描述并建立了问题的逻辑架构;在此基础上，利用ExtendSim仿真软件对该问题进行了建模仿真,以遗传算法和位置权重法为优化算法处理平衡中的作业分配和作业排序问题;最后以Jackson问题为例,将本文建立的仿真优化模型得到的最优方案与现有研究的最优方案进行了对比分析。
　　对比分析的结果表明:第一,本文建立的仿真优化模型具有可行性,能够得到优化方案;第二,仿真优化方法下得到的最优方案优于现有研究的最优方案;第三,缓冲品的引入可以大幅降低装配线的未完工损失时间;第四,周期时间和缓冲品数量的增加均会造成最优方案下单位产品时间上升。
　　本文引入缓冲品到成本导向型装配线平衡问题的研究中,扩展了该问题的研究,扩充了该问题的目标构成;本文建立的仿真优化模型,能够方便的运用到实际生产中,并可以为管理者提供一定的决策支持。

目录

成本导向型装配线平衡问题仿真研究

SIMULATION STUDY ON COST-ORIENTED ASSEMBLY LINE BALANCING PROBLEM

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究综述

1.2.1 研究分类

1.2.2 国内外研究现状

1.2.3 研究现状评述

1.3 研究内容和方法

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

第2章 装配线平衡与仿真理论

2.1 装配线平衡问题基本理论

2.1.1 问题描述

2.1.2 相关概念

2.1.3 缓冲品对装配线平衡的影响

2.2 仿真理论

2.2.1 系统仿真

2.2.2 离散系统仿真

2.2.3 仿真优化

2.3 ExtendSim仿真软件

2.3.1 原理

2.3.2 标准模块

2.3.3 优化模块

2.4 优化算法

2.4.1 遗传算法

2.4.2 位置权重法

2.5 本章小结

第3章 概念模型与数学模型构建

3.1 问题分析

3.1.1 问题界定

3.1.2 假设建立

3.1.3 变量分析

3.2 概念模型构建

3.2.1 系统顶层图

3.2.2 系统详细图

3.2.3 系统底层图

3.3 数学模型建立

3.3.1 参数符号及变量说明

3.3.2 约束条件分析

3.3.3 目标分析

3.4 本章小结

第4章 ExtendSim仿真优化模型构建

4.1 逻辑流程分析与系统架构建立

4.1.1 逻辑流程分析

4.1.2 系统架构建立

4.1.3 模块功能分析

4.2 数据库构建

4.3 仿真模块构建

4.3.1 随机作业时间发生模块构建

4.3.2 工作站模块构建

4.3.3 时间计算模块构建

4.4 优化模块构建

4.4.1 逻辑流程分析

4.4.2 优化模块设置

4.5 本章小结

第5章 仿真优化模型实例分析

5.1 数据选择与模型设定

5.2 优化结果统计分析

5.2.1 结果统计

5.2.2 最优方案确定

5.3 结果对比分析

5.3.1 参数变化影响分析

5.3.2 方案效果评价

5.4 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢