基于QUEST的输配电装备数字化车间仿真系统的设计与实现

摘要

随着全球输配电装备市场需求的持续增长，以及我国智能电网的加快建设，输配电装备制造行业迎来了快速发展的契机，但同时所面临的市场竞争压力也愈来愈大。作为企业生产的组织者，车间在制造系统中的地位举足轻重，随着制造智能化的快速发展，车间设备布局问题已经成为严重制约企业效益的主要问题之一。通过合理地规划车间设备布局及安排生产计划，可以有效地降低企业生产成本，提高企业生产效率。
　　针对输配电装备数字化车间设备布局问题及其生产物流仿真，本文设计并实现了一套输配电装备数字化车间仿真系统，该仿真系统能够对具有一个或多个优化目标的车间设备布局问题求解出最优方案，并对生产线的生产工艺流程的准确性与生产效率进行仿真与分析，为企业的车间建设和生产计划设计提供可靠的参考依据。
　　本文首先根据输配电装备数字化车间某制造单元内生产线的生产特点及工艺特征，确定其布局类型为直线型多行布局，并建立了基于“最小化物流费用”优化目标的设备布局数学模型。其次，在分析设备布局数学模型和输配电装备制造企业生产特征的基础上，进行设备布局问题遗传算法求解设计，包括编码规则、适应度函数、种群大小、选择算子、代沟、交叉算子及算法终止条件等，编写并运行MATLAB遗传算法求解脚本文件，获得设备布局最优方案。然后，通过对输配电装备数字化车间仿真系统的需求及可行性分析，进行系统的功能模型、架构、数据库和软件设计等，开发了基于QUEST的输配电装备数字化车间仿真系统。以某车间待建的12KV断路器装配线进行应用实例验证，包括设备布局的求解、设备布局二维平面图的绘制、装配线物流仿真模型的构建、仿真结果分析等。最后，概括归纳本文的主要工作内容，并对未来工作进行了展望。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究目的及意义

1.4本文的主要研究内容和组织结构

第二章 输配电装备数字化车间设备布局的数学模型

2.1车间设备布局优化目标与约束条件

2.2车间设备布局方法与布局类型

2.3输配电装备数字化车间设备布局数学模型

2.4本章小结

第三章 基于遗传算法的输配电装备数字化车间设备布局优化方法

3.1遗传算法概述

3.2遗传算法求解输配电装备数字化车间设备布局问题

3.3本章小结

第四章 输配电装备数字化车间仿真系统的设计与开发

4.1系统总体设计

4.2系统开发环境及架构

4.3系统数据库设计

4.4系统功能模块设计

4.5系统软件开发与实现

4.6本章小结

第五章 输配电装备数字化车间仿真系统的应用实例

5.1 12KV断路器装配线设备布局方案

5.2 12KV断路器装配线物流仿真

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2未来展望

参考文献

致谢

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