多生产线车间设备布局问题研究new

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1、上海交通大学硕士学位论文多生产线车间设备布局问题研究姓名：刘晖申请学位级别：硕士专业：机械制造及自动化指导教师：张秋英2002.2.1多生产线车间设备布局问题研究摘要(制造系统布局的优化设计是系统设计初期和生产系统组织重构＼时必须解决的重要问题之一。本文在已有现代布局问题研究成果基础上，对设备布局问题进行了定义和分类，并对布局问题的布局模型和布局方法进行分析和总结。由于布局问题属于组合优化问题并具有NP完全属性，在实际工程中因布局目标、空间表达方式、解决方法类型的不同表现出多样性，现有布局模型和方法不能解决实际工程中出现的所有问题。对于具体的工程

2、问题，要在分析其特点的基础上进{行布局模型和方法研究。u、本文的研究对象是采用生产线或制造单元生产方式的生产车间设备布局问题。本文首先应用精益生产的理念阐述了车间布局的一般原则，在此基础上应用物流优化和空间利用率目标建立了生产线车间布局的数学模型和约束表达，同时通过车间布局的拓扑模型定义了车间布局中布局物体和布局空间的拓扑表达方式。针对此模型我们设计了创建式和改进式两类布局方法。在创建类布局方法中，通过对生产线车间的物流和结构特点的分析，建立起基于设备分类的启发式布局方法。研究内容包括设备分类方法、定序算法设计和定位算法设计。本文定义了基于物流分

3、析的设备分类方法、并在定位算法设计中提出了“类八叉树”的空间划分方法，和基于设备分类的位置判定函数。在改进类算法中，本文提出基于遗传算法的车间多行布局方法，其中首次提出了车间多行布局问题的染色体编码定义方法。本文提出的创建式布局方法结合了经验原则的使用，改进式遗传算法提供了全局寻优方法，二者结合更好地解决布局问题。／(由于布局问题解空间庞大，数据计算复杂，布局方法和计算机技＼、术的结合是当今布局研究发展的重要内容了本文提出了现代自动布局软件系统应当具有的一般性要求，在此基础上进行了自动布局系统的模块化设计。根据本文提出的布局模型和算法，基于Aut

4、oCAD二次开发技术进行了原型系统的设计。本文最后阐述了布局问题和生产系统其它部分的并行设计思想，并对布局问题的发展做出相关展望。关键词：多生产线设备布局i定序算法；定位算法i改进算法；自动布局系统■RESEARCHONFACILITYLAYOUTPLANNINGFoRMUIjrI—PRODUCTIoN．LINESYSTEMABSTRACTOptimallayoutplanningofmanufacturingsystemisanimportantstepintheearlyperiodofproductionsystemdesignandeme

5、巾rise。reconfiguration·Accordingtotheanalysisandsummaryofrecentresearchworkonfacilitylayoutmodelsandplanningmethods，thispaperdescribesthedefinitionandclassificationoffacilitylayoutproblem．FacilitylayoutplanningisacompositeoptimizationandNP—Hardproblem．Becauseofthedifferencesof

6、layoutobjective，spacedescriptionandsolvingprocedure，layoutproblemsbehavediversitiesindifferentapplications；andthereisnogeneralmethodthatcansolvealltheseproblems．Weneedtodoresearchtobuild—uplayoutmodelandfindsolutionaccordingtotheattributionsofanactualapplication．Theresearchob

7、jectofthispaperisoffacilitylayoutplanningforthiskindofplantthatiscomposedofproductionlineormanufacturingpcell．ThispaperdescribesthecommonprinciplesofplantlayoutbasedontheLeanProductiontheory．Inthisway,thispaperprovidesthemathematicmodelandrestrictiondescriptionwiththeoptimiza

8、tionobjectiveofmaterialflowhandlingandspaceutilization，andprovides't