機械加工車間設備布局建模與算法研究.pdf

1、制造系統(tǒng)設備布局設計是工業(yè)工程領域中最重要的研究內(nèi)容之一，布局設計的好壞不僅關系到工廠的生產(chǎn)效率、廠房的利用率，也與設備的使用壽命、生產(chǎn)的安全性有重要關系。傳統(tǒng)的設備布局主要依靠布局設計者的經(jīng)驗，缺乏科學的理論分析和定量化的計算，布局成本高、周期長。本文研究制造系統(tǒng)設備布局設計的數(shù)學優(yōu)化方法，結(jié)合計算機仿真，完成生產(chǎn)線的優(yōu)化配置。本文首先對設備布局問題進行了詳細的綜述，總結(jié)了設備布局問題的有關概念，應用范圍，主要要素以及布局基本原則，闡

2、述了制造系統(tǒng)設備布局設計的傳統(tǒng)理論方法——系統(tǒng)布局設計。本文對設備布局問題建模時，物流成本考慮物流交叉的影響。在該思路下，定義逆流和順流，橫向物流和縱向物流，按照布局者的要求賦予不等的物流成本權(quán)重，在優(yōu)化求解時自動排除一些物流交叉程度高的方案，實現(xiàn)最小化物流成本和降低物流交叉程度的平衡。實例表明，布局設計者可以對該模型的參數(shù)設置進行調(diào)整，從而得到滿足其具體需求的結(jié)果。常見的建模方法中，對順流、逆流的成本權(quán)重不作區(qū)別，可看作本文模型的一種

3、特例。在此思路基礎上，分別對兩類設備布局問題——二次分配問題和混合整數(shù)規(guī)劃問題建立數(shù)學模型。在求解環(huán)節(jié)，本文研究了禁忌搜索算法在設備布局求解中的應用。首先對禁忌搜索算法進行介紹，接著詳細說明了禁忌搜索算法的重要參數(shù)、求解策略和求解步驟。針對設備布局的二次分配問題和混合整數(shù)規(guī)劃問題，說明了實現(xiàn)禁忌搜索算法的關鍵問題：構(gòu)造啟發(fā)式算法求初始解，解的編碼，和實現(xiàn)混合整數(shù)規(guī)劃的兩階段求解法。最后設計數(shù)值實驗，考察多項參數(shù)對算法整體性能的影響，從而