面向液晶模组生产车间的虚拟单元构建问题研究

摘要

在全球电子行业中,液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)已经越来越多地应用于各种显示设备上,几乎占领了所有尺寸的显示器。液晶模组(LCM,Liquid Crystal Module)加工是液晶显示器的后段生产过程,它是将液晶显示器件、连接件、PCB线路板等装配在一起的显示组件。在制造业中,LCM生产工艺不同于一般消费品,与常规机械生产相比,其生产条件具有多品种小批量、工艺复杂、不确定因素多、设备不易移动、调整准备成本高等特点。在这种环境下,针对现有传统生产组织方式效率低、无法灵活应对不确定因素的缺陷,开发一种更加适合液晶模组生产特点的先进生产方式是该类企业亟待解决的问题。
　　虚拟单元制造系统是在保持功能布局不变的条件下,暂时将设备和零件成组的先进生产方式,适用于产品需求变化频率很高或设备不易移动的环境。基于虚拟单元制造系统的特点,将虚拟单元应用于LCM生产企业中具有降低重构成本、降低调整准备成本和提高设备利用率的优势。因此,虚拟单元制造系统在LCM生产企业中具有广阔的应用前景。但由于LCM生产条件的特点,应用虚拟单元制造系统时有诸多问题需要解决,如零件和设备资源的成组问题,多个虚拟单元间的对应和协调问题,生产组织中的作业员分配问题,生产中共享资源需求的冲突消解问题等。本文着重从虚拟单元构建,即零件和设备成组问题角度,以多品种、小批量生产条件下的液晶模组生产企业为对象,对虚拟单元制造系统在该类企业的应用进行了深入地研究,以期解决生产企业决策者在虚拟单元构建过程中面临的实际困难。此外,LCM是一种典型的半自动生产方式,本文的研究不仅对LCM生产企业中虚拟单元制造系统的应用有指导价值,同时对其他半自动化企业引入先进生产模式有实际借鉴意义。
　　针对面向液晶模组生产车间的多期虚拟单元构建问题,文章提出了0-1非线性混合整数规划模型,并结合算例,用Lingo11.0软件包对模型进行验证。由于综合考虑生产计划和虚拟单元构建的必要性,文章在上述模型的基础上,提出了考虑生产计划的虚拟单元构建问题,以最小化拖期惩罚费用为目标建立数学模型,并通过案例分析,对比了综合考虑虚拟单元构建和计划与分别考虑虚拟单元构建和计划的区别,证明所提模型的有效性。最后,以苏州某液晶模组生产企业为研究对象,将考虑生产计划的虚拟单元构建方法应用于SMT半自动化车间,并对改善前后的结果进行对比与分析。结果证明了所提模型的可行性和有效性。

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第1章 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 虚拟单元构建问题研究综述

1.3 研究内容、技术路线及创新点

1.4 本章小结

第2章 相关理论基础

2.1 液晶模组相关理论基础

2.2 虚拟单元制造系统概述

2.3 虚拟单元与其他生产方式的比较

2.4 虚拟单元构建问题概述

2.5 本章小结

第3章 基于非线性混合整数规划的多期虚拟单元构建问题研究

3.1 多期虚拟单元构建问题描述和模型建立

3.2 算例分析

3.3 本章小结

第4章 考虑生产计划的虚拟单元构建问题研究

4.1 综合考虑虚拟单元构建与生产计划的必要性

4.2 考虑生产计划的虚拟单元构建问题模型

4.3 案例分析

4.4 本章小结

第5章 企业应用研究

5.1应用对象简介

5.2 应用过程及相应数据

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢