基于时间着色Petri网的手机装配线建模与仿真

摘要

近几年来，随着智能手机的普及以及移动互联网技术在各个领域的广泛应用，这不仅推动了社会向着信息化方面的发展，也逐渐改变了人们的生活和工作方式。由于客户需求的多样化，手机的更新换代速度也在逐渐加快。在越来越激烈的竞争势态下，手机生产商除了在质量上赢得客户外，打入市场迅速也是赢得销售业绩的关键，所以，压缩手机的设计和生产周期迫在眉睫。在手机的整个的生产周期中，手机装配占有很重的比例。优化手机装配线，缩短手机装配过程的生产时间是快速响应市场的关键。
　　此外，中国经济增长迅速，人力成本也在不断上涨，而中国的自动化生产方式还未普及，很多作业还是以人工操作为主。所以优化装配线，节省人力成本也是需要特别重视的问题。
　　基于以上考虑，本文结合某手机的组件装配过程，对某车间手机装配线进行优化改善，提出了一种有效的手机装配线布局和监控措施。
　　文章首先对装配线平衡问题提出了一种改进的蚁群算法求解手机装配线，按照求解的结果布置装配线之后，装配线开始正产运行。装配线运行一段时间之后，本文考虑了学习效应对作业时间的影响而导致装配线可能失去平衡状态的情况，这里需要对装配线进行模拟仿真。本文采用了Arena仿真软件对初期平衡之后的装配线进行了仿真，为了建立装配线的仿真模型，本文提出了采用时间着色 Petri网对装配线建立系统模型，再将系统模型转化为仿真模型方便装配线仿真。仿真实验结束后，对于仿真输出的结果，本文提出了一种改进方法，对装配线进行适当调整来平衡各个工作站的负荷。经过以上研究，在实际生产过程中，企业能够通过这样一套方法，首先平衡装配线，在由于学习效应而导致装配线失去平衡状态后，通过仿真和分析调整装配线，尽量平衡装配线，缩短装配过程的时间，最大化设备和人员的利用率。

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选题的依据与意义

国内外文献资料综述

Petri网用于装配系统建模

求解装配线平衡问题的算法

1 绪论

1.1 装配线平衡问题简介

1.2 Petri网建模方法简介

1.3 论文研究内容

1.4 论文研究方法和技术路线

2 手机装配线布局与监控

2.1 手机的组成

2.2 手机组件装配线

2.3 解决方案

2.4 手机装配线布局设计

2.5 手机装配线实时监控

3 用于求解第一类装配线平衡问题的改进蚁群算法

3.1 蚁群算法概述

3.2 改进的蚁群算法用于装配线平衡求解中的符号及定义

3.3 求解第一类装配线平衡的改进蚁群算法

3.4 实例求解

4 时间着色Petri网模型与性能分析

4.1 时间Petri网

4.2 颜色Petri网

4.3 装配各模块的Petri网建模

4.4 时间着色Petri网模型的构建方法

4.5 手机组件装配线的模型

4.6 模型特性分析

5 手机组件装配线仿真与优化

5.1 仿真软件概述

5.2 时间着色Petri网模型与仿真模型的对应关系

5.3 手机组件装配线的工作站作业时间

5.4 手机组件装配线在Arena仿真的模型建立

5.5 仿真结果输出

5.6 装配线改善和优化

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

致谢