基于RE的設(shè)備加權(quán)分布式布局設(shè)計與虛擬單元構(gòu)建.pdf

1、虛擬單元制造系統(tǒng)（Virtual Cellular Manufacturing System，簡稱VCMS），是成組技術(shù)兼顧效率和柔性的新型生產(chǎn)組織方式，受到了國內(nèi)外不少學(xué)者的青睞。虛擬單元制造系統(tǒng)通過資源的動態(tài)邏輯成組生成虛擬單元對產(chǎn)品需求變化的加工任務(wù)迅速做出反應(yīng)，保留了功能型布局靈活性的同時克服傳統(tǒng)單元制造系統(tǒng)在重置布局方面的局限性，大大提高制造生產(chǎn)的靈活性和績效水平。虛擬單元制造系統(tǒng)的柔性特質(zhì)，主要得益于虛擬單元資源共享的靈活性

2、，但比較虛擬單元制造系統(tǒng)與傳統(tǒng)單元制造系統(tǒng)的特性，在傳統(tǒng)功能型布局或者單元生產(chǎn)模式的布局上構(gòu)建虛擬單元制造系統(tǒng)往往會造成零件加工的運輸距離增大，從而導(dǎo)致加工成本到生產(chǎn)制造成本增加的問題。因此，對于新建工廠可能進(jìn)行虛擬單元制造系統(tǒng)生產(chǎn)的車間設(shè)備布局問題，提出了一個新的加權(quán)分布式布局，在新的布局上構(gòu)建虛擬單元制造系統(tǒng)，既滿足虛擬單元制造系統(tǒng)的柔性和生產(chǎn)效率要求，又在零件加工的物料運輸上縮減成本。對于布局的設(shè)計以及虛擬單元的構(gòu)建，都采用通用的

3、加工能力單位——資源要素（Resource Elements,簡稱RE）的概念來表示設(shè)備的獨有和共享能力以及零件的加工需求。除了能有效解決以上問題之外，提出了新的基于RE的布局設(shè)計方法，更是完善了RE在VCMS中的應(yīng)用，為VCMS中各種加工資源提供了清晰的界定，為后續(xù)研究工作提供借鑒。
　　本文分三個階段對這一復(fù)雜問題進(jìn)行研究。第一個階段研究的是設(shè)備加工能力分析和零件加工需求分析過程。用新的FGS聚類算法將設(shè)備加工能力和零件加工需

4、求表示成資源要素集，對設(shè)備間獨有和共有的加工能力及零件加工需求進(jìn)行更明確的描述。第二個階段研究的是基于資源要素的加權(quán)分布式布局的設(shè)計問題。用RE描述設(shè)備加工能力時考慮RE之間的權(quán)重而使更多的相關(guān)RE相鄰，用遺傳算法構(gòu)建基于資源要素的加權(quán)分布式布局，最小化RE間總的最小加權(quán)距離來最小化物料運輸成本。第三階段研究的是在設(shè)計的基于RE加權(quán)分布式布局上構(gòu)建虛擬單元制造系統(tǒng)，將設(shè)備、零件同時成組并分配到生成的虛擬單元中。
　　為驗證本文研究