基于单元化制造的设备布局及仿真研究

摘要

科学技术的发展以及客户需求的日益多样化，使得产品寿命周期不断缩短，产品开发呈现出多品种、小批量的特点，迫使制造企业采用更加柔性的方式生产产品，以适应市场需求。单元化制造系统是基于成组技术的一种生产方式，它能减少物流成本、缩短生产时间，是满足客户化需求的有效生产模式。 论文以单元化制造系统布局研究为目标，主要内容包括： 1．分析单元化制造系统的定义和分类，阐述单元化布局模型，总结已有的单元化布局方法及其特点，为设备布局研究做出铺垫。 2．采用模糊综合评价法对设备布局进行评价。基于单元化制造系统的柔性，提出模糊综合评价因素集，建立了权重集，隶属度函数以及综合模糊评价模型。采用模糊综合评价方法，完成单元化布局方案柔性的评价。 3．通过对单元布局方式柔性的比较和改进，提炼提高布局柔性的可行途径。以改变设备布局为手段，通过仿真实验研究提高单元设备布局柔性的方法，并采用模糊综合评价法对布局的柔性做出评价。 4．采用遗传算法研究分布式布局问题，分析部分影射杂交与边重组杂交对分布式布局遗传算法的影响，确定了遗传算法的染色体编码以及选择算子、交叉算子、变异算子，并对分布式布局的目标函数做出改进。 5．在分析自动布局系统发展过程、总结自动布局软件应当具有功能的基础上，完成设备布局软件的结构设计和数据库设计，并采用C++语言实现了软件的基本功能。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1设备布局介绍

1.1.1设施规划及设备布局概述

1.1.2设备布局方式的研究

1.1.3仿真技术在车间布局中应用的研究

1.2车间布局国内外现状与发展趋势

1.3课题背景及主要研究内容

1.3.1课题背景

1.3.2课题主要研究内容

第二章单元化制造布局模式的研究

2.1单元化制造简介

2.2单元化制造分类

2.3单元化布局模型

2.3.1单元化布局的目标

2.3.2单元化布局的约束

2.4制造元设计

2.4.1聚类算法

2.4.2基于数组的方法

2.4.3数学规划法

2.4.4图与网络方法

2.4.5人工智能方法

2.5小结

第三章制造系统柔性的模糊综合评价方法

3.1制造系统设备布局柔性的概述

3.2模糊评价的基本思想

3.3单元化生产系统柔性的模糊综合评价

3.3.1单元化生产系统柔性评价指标的组成

3.3.2建立权重集

3.3.3确定隶属度

3.4实例分析

3.5小结

第四章基于仿真的单元化设备布局柔性改进模型

4.1系统仿真技术概述

4.1.1系统仿真技术简介

4.1.2 Arena仿真软件简介

4.4.3设备布局问题的仿真流程

4.2单元化布局柔性改进的分析及研究

4.3实例分析

4.3.1车床拖板部件设备布局的描述

4.3.2仿真建模

4.3.3原始方案仿真分析

4.3.4改进方案定仿真分析

4.4小结

第五章应用遗传算法求解分布式布局问题

5.1分布式布局概述

5.1.1分布式布局模型

5.1.2遗传算法求解分布式布局问题的理论基础

5.2遗传算法在分布式布局中的应用

5.2.1遗传算法的基本思想

5.2.2分布式布局的编码方式

5.2.3选择算子

5.2.4交叉算子

5.2.5变异算子

5.3算法的实现与验证

5.4分布式布局改进模型

5.4.1分布式布局模型改进方案

5.4.2能力单元的构建

5.4.3改进的分布式布局算法流程分析

5.4.4算例

5.5小结

第六章车间布局软件的设计与实现

6.1设备布局软件的现状及发展

6.2设备布局软件的系统结构设计

6.3数据库设计

6.4布局软件的实现

6.4.1支持工具

6.4.2模块设计

6.5小结

第七章总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文