公理設計視角下的虛擬制造單元系統(tǒng)設計與構建問題研究
發(fā)布時間:2017-10-11 22:14
本文關鍵詞:公理設計視角下的虛擬制造單元系統(tǒng)設計與構建問題研究
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【摘要】:虛擬單元制造方式(Virtual Cellular Manufacturing,VCM)是一種根據任務工藝的相似性,將生產任務聚類成任務族,根據任務族的生產需求從備選設備資源中選出需要的設備,組成邏輯生產單元,通過物流系統(tǒng)的連接,無需改變設備和資源的物理布局,而形成邏輯和概念上相互關聯(lián)的虛擬動態(tài)生產實體的生產資源組織方式。在產品需求的種類、數量動態(tài)變化的生產環(huán)境下,虛擬制造單元兼顧生產效率和柔性具有極大的潛力。它使生產資源動態(tài)地滿足加工任務的需求,,同時避免設備物理位置變動帶來的成本和實際不可行等缺點。具有高度適應性、快速響應需求和簡化生產控制等特征。 目前虛擬制造單元的理論研究尚處于初始階段,多數文獻都是在執(zhí)行層面討論虛擬單元,即在假設虛擬單元系統(tǒng)生成之后,討論單元目標、構建方法和消除浪費等問題,缺乏整體性和系統(tǒng)化的思考。同時,虛擬單元制造系統(tǒng)由JIT、TOC、LP、FMS等生產哲學繼承發(fā)展的眾多的先進生產技術和管理思想未得到明確的梳理,概念廣泛,要素復雜。其構建目標、實現技術和虛擬單元的各個環(huán)節(jié)之間潛在、復雜的互動性未得到充分的認識。針對上述問題,本文在已有研究基礎上,以公理設計理論為基礎,研究了虛擬制造單元的系統(tǒng)化設計,得出了低成本快速響應目標下的虛擬制造單元層級結構圖和環(huán)節(jié)要素間的互動關系,向虛擬制造單元理論的實際應用邁進了一步。 受公理設計獨立公理的啟發(fā),本文針對不同生產信息下虛擬單元構建和求解問題的獨特性和NP難特征,將構建流程分解為三個相互獨立的階段降低其復雜程度,提出了基于相似系數的整數規(guī)劃法構建虛擬單元,該方法克服了常規(guī)相似系數法考慮因素不全面和單純采用數學規(guī)劃模型NP難的不足。最后將構建方法應用于大型單件小批量特征的H建筑產品公司,為該公司的產品生產分組提供了科學的標準,為其采用虛擬單元制造方式提出了初步設計,通過對比分析驗證了本文方法的可行性和有效性。
【關鍵詞】:虛擬制造單元 虛擬單元系統(tǒng) 公理設計 虛擬單元構建
【學位授予單位】:江蘇科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:TP391.9;TH16
【目錄】:
- 摘要6-7
- Abstract7-9
- 目錄9-12
- Content12-15
- 第1章 緒論15-27
- 1.1 選題背景及研究意義15-17
- 1.1.1 選題背景15-16
- 1.1.2 課題研究的意義16-17
- 1.2 虛擬制造單元理論的提出17-18
- 1.3 國內外研究現狀18-24
- 1.3.1 公理設計理論應用現狀18-19
- 1.3.2 虛擬單元構建問題19-20
- 1.3.3 設備布局問題20-22
- 1.3.4 虛擬單元構建與調度方法研究22-24
- 1.4 本文的研究內容和技術路線24-26
- 1.4.1 研究內容24-25
- 1.4.2 技術路線及文檔結構25-26
- 1.5 創(chuàng)新點26-27
- 第2章 公理設計及虛擬制造單元的基本原理27-40
- 2.1 公理設計理論27-29
- 2.1.1 公理設計理論概述27-28
- 2.1.2 公理設計的制造系統(tǒng)設計28-29
- 2.2 虛擬制造單元基本理論29-38
- 2.2.1 虛擬制造單元的定義及內涵29-31
- 2.2.2 虛擬單元與其他生產方式比較31-33
- 2.2.3 虛擬單元構建的問題描述33
- 2.2.4 單元構建策略和方法33-38
- 2.3 相似性系數的聚類方法38-39
- 2.3.1 K means 法38-39
- 2.3.2 因子分析39
- 2.4 本章小結39-40
- 第3章 基于公理設計的虛擬單元整體設計40-50
- 3.1 虛擬單元制造系統(tǒng)設計41-42
- 3.2 虛擬單元制造系統(tǒng)的公理設計模型42-45
- 3.2.1 設計目標選擇42-43
- 3.2.2 設計域展開43-45
- 3.3 虛擬單元實施步驟45-49
- 3.3.1 新任務判斷46-47
- 3.3.2 工藝路徑設定47-48
- 3.3.3 零件和設備聚類48-49
- 3.4 本章小結49-50
- 第4章 同類型多設備的虛擬單元構建50-63
- 4.1 基于相似性系數的整數規(guī)劃法51-53
- 4.1.1 數學規(guī)劃法51
- 4.1.2 相似性系數法51-53
- 4.2 問題描述和模型建立53-57
- 4.2.1 問題假設53
- 4.2.2 變量定義53-55
- 4.2.3 模型建立55-57
- 4.3 算例57-60
- 4.4 算例結果分析60-61
- 4.5 本章小結61-63
- 第5章 H 公司虛擬單元制造方式應用63-74
- 5.1 案例應用對象的基本情況63-65
- 5.1.1 企業(yè)概況63-64
- 5.1.2 H 公司產品的生產特征64
- 5.1.3 H 公司戰(zhàn)略和生產組織結構64-65
- 5.2 虛擬單元制造方式設計65-71
- 5.2.1 企業(yè)工藝路線及問題分析65-67
- 5.2.2 虛擬單元應用的可行性與必要性67
- 5.2.3 虛擬單元的整體設計67-68
- 5.2.4 鈑金車間的虛擬單元應用方法68-71
- 5.3 應用分析71-73
- 5.4 本章小結73-74
- 總結與展望74-76
- 參考文獻76-83
- 攻讀碩士學位期間所取得的相關科研成果83-84
- 致謝84-85
- 詳細摘要85-90
【參考文獻】
中國期刊全文數據庫 前7條
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本文編號:1015034
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