制造业生产物流系统规划与调度技术研究

摘要

本文结合合肥车桥有限责任公司的H1后桥车间实际规划项目以及安徽省自然基金课题，对制造业生产物流的静态规划和动态调度技术进行了系统地分析和研究，重点研究机械制造业生产物流的规划方法。在分析制造业的不同生产物流系统的基础上，将其本质属性归纳为节点守恒属性、复制属性、约简属性、关系属性和信息映射属性。将物流系统分为决策层、管理层和控制层三个层次及分析指标体系、系统表达体系、评价指标体系等三个体系进行分析研究。　　在传统的面向所有行业的玛格数定义基础上，针对机械制造业的物料特点，提出适合机械制造业的OPTIZ玛格系数概念，用于制造系统的当量物流量的计算。　　采用基本Petri网对制造物流系统各个子系统进行建模，提出了面向对象的着色赋时Petri网(OCTPN)的物流系统建模方法，该方法既保留了贴近人们思维习惯的图形符号描述法，又改变了因系统复杂所带来的模型复杂状况。同时，对制造加工及物流系统进行集成建模，建立了包含制造加工系统和物流系统的层次化模型，并就汽车后桥车间物流系统规划的实例基于OCTPN方法进行建模和分析。采用E-Factory、Witness软件进行计算机辅助建模和仿真，对H1后桥车间生产物流系统进行设计与优化。　　采用遗传算法对车间调度问题分别进行单目标优化和多目标优化，较好地解决了遗传算法在解传统JobShop问题中因近亲繁殖所导致的早熟现象。研究了AGv调度系统的调度规则及路径规划，采用遗传算法进行路径优化得到较优的行走路线。

目录

文摘

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致谢

第一章绪 论

1.1概述

1.1.1物流定义

1.1.2生产物流的构成

1.2生产物流的研究内容

1.2.1物流系统建模技术

1.2.2物流设备技术

1.2.3物流管理与优化技术

1.2.4物流仿真技术

1.3现代生产物流技术的研究现状与发展趋势

1.3.1生产物流系统的规划技术研究现状

1.3.2物流调度技术研究现状

1.3.3现代物流系统的发展趋势

1.4本课题的意义与研究内容

1.4.1本课题的意义

1.4.2本课题的研究内容

第二章制造业生产物流系统的分析

2.1制造业生产系统的物流规划布置

2.1.1传统的制造业生产系统物流布置方式

2.1.2精益生产方式物流系统布置

2.2生产物流的管理与控制

2.2.1生产物流管理的基本功能

2.2.2生产物流系统的控制方式

2.3生产物流系统分类与物流属性

2.3.1生产物流系统分类

2.3.2生产物流系统的属性

2.4生产物流系统的分析方法和步骤

本章小结

第三章生产物流系统体系研究

3.1生产制造系统的物流结构

3.1.1物流系统的纵向结构

3.1.2生产物流系统的层次结构

3.2生产物流系统分析指标体系

3.2.1当量物流量

3.2.2物流矩

3.2.3物流费用

3.3物流系统表达体系

3.3.1物流流程表与物流流程图

3.3.2 F-D图(流量距离图)

3.3.3坐标指示图

3.4生产物流系统评价方法体系

3.4.1系统评价原理

3.4.2关联矩阵法

3.4.3层次分析法

3.4.4模糊综合评判法

本章小结

第四章基于Petri网的生产物流系统建模

4.1 Petri网的建模方法

4.1.1 Petri网起源

4.1.2 Petri网的概念

4.1.3面向对象着色赋时Petri网复合模型(OCTPN)

4.2基于Petri网的生产物流子系统建模

4.2.1仓储系统建模

4.2.2物料输送系统建模

4.2.3切屑回收系统建模

4.2.4物流信息系统建模

4.2.5物流控制系统建模

4.3基于OCTPN的制造加工及物流系统集成建模

4.3.1制造加工系统网

4.3.2基于OCTPN的制造加工及物流系统集成建模

4.4后桥车间物流系统OCTPN建模实例与分析

本章小结

第五章汽车后桥车间生产物流系统规划与仿真

5.1生产物流系统规划概述

5.1.1生产物流系统规划的内容

5.1.2生产流水线及物流系统描述

5.1.3流水线节拍

5.1.4流水线平衡的方法

5.2后桥车间生产物流系统设计

5.2.1 H1后桥物流系统的规划设计

5.2.2 H1后桥物流系统的计算机辅助分析与优化

5.3 H1后桥车间生产物流仿真

5.3.1离散事件系统仿真方法

5.3.2后桥车间生产物流仿真

本章小结

第六章基于遗传算法的生产物流系统调度技术

6.1遗传算法概述

6.1.1基本遗传算法定义

6.1.2遗传算法实现过程

6.1.3混合遗传算法

6.2制造业生产物流调度问题分析

6.2.1生产物流调度问题概述

6.2.2调度问题的计算性与NP完全问题

6.3基于遗传算法的生产物流管理层优化调度

6.3.1生产物流管理层单目标优化调度

6.3.2生产物流管理层多目标优化调度

6.4基于遗传算法的生产物流控制层AGV系统调度

6.4.1 AGV系统的调度问题描述

6.4.2 AGV的调度规则

6.4.3 AGV系统调度的遗传算法实现

6.4.4仿真实例及结果

本章小结

结论与展望

参考文献

附录一后桥车间物流流向图

附录二零部件直送工位与有效库存比为3.72：6.28的车间拥堵状况图

附录三后桥车间立体效果图

附录四后桥壳加工线三维立体图

附录五H1后桥车间布置简图